Revista de la Facultad de Agronomía (Maracay) 24(1) 1998
El término "estructura" proviene del latín "structura" (construcción) y "struere" (apilar, construir). Se refiere, por lo tanto, a la forma en que está construido un cuerpo, al arreglo de sus diversas partes o componentes. En pedología, según Plaisance y Cailleux (1958) se aplica a la descripción de la manera según la cual se disponen los componentes del suelo en el edificio o cuerpo integral.
De acuerdo al Manual de Levantamiento de Suelos (Soil Survey Division Staff, 1993), en éstos pueden existir "unidades estructurales" (peds) y "fragmentos". Los peds son cuerpos que pueden ser separados del resto del suelo, limitados por planos o zonas de debilidad, resultantes del desarrollo o pedogénesis. Los límites o zonas de debilidad, persisten a través de varios ciclos de humedecimiento y secado. De manera contraria, los fragmentos son: a) unidades de suelo no disturbado, cuyos límites se han formado aleatoriamente, por desecación y sin acción de fuerzas externas, o b) unidades de suelo disturbado por acciones mecánicas, pero sin adquirir una configuración más densa, o c) trozos de suelo separados por la presión ejercida durante el examen y cuyo tamaño y forma dependen en gran medida de la manera en que fueron manipulados.
El citado Manual de Levantamiento de Suelos, considera la estructura como el atributo que se manifiesta solamente cuando se han desarrollado unidades estructurales. Acepta, por lo tanto, la posibilidad de que existan suelos "sin estructura" (masivos o amorfos). Es éste un enfoque frecuentemente aceptado, pero que, a nuestro juicio, contradice el significado etimológico del término y limita en un grado importante su significado epistemológico. Por ello en este trabajo se define estructura de suelo como la propiedad dinámica referida a la distribución cualitativa y cuantitativa de su fase sólida, en un medio líquido y/o gaseoso, de acuerdo a un modelo repetitivo que se organiza en los horizontes del suelo de manera amorfa, en forma de granos simples y/o agregados de diferentes tamaños, teniendo cada especie de agregado su forma y grado de distinción característica, pudiendo ser aislables, observables y/o medibles.
La formación de agregados de los componentes sólidos individuales (orgánicos e inorgánicos) es uno de los procesos pedogenéticos fundamentales. En los suelos, la macroestructura se refiere a la agregación en forma de terrones mayores a 2 mm, en los cuales es posible reconocer macroscópicamente la forma, el grado de desarrollo y el tamaño. La microestructura, corresponde a los agregados con diámetros inferiores a 2 mm (premicroagregados, 2-50 µm; microagregados, 50-250 µm y macroagregados, 250-2000 µm). Ambas, macroestructura y microestructura, son el resultado de los procesos de pedogénesis y determinan características específicas en la dinámica de los fluidos del suelo.
Es posible entonces, encontrar suelos de estructura masiva, amorfa o diferentes grados y tipo de unidades estructurales, según las cantidades de especies, agregadas o no, que sea posible aislar, observar y/o medir en ellos. Los grados más altos de estructura se corresponden con la presencia de cantidades altas de especies agregadas de mayor estabilidad.
En cuanto al proceso de formación de la estructura de los suelos, a partir de materiales sin tal tipo de estructura, algunos investigadores como Jacks (1963), Tisdall y Oades (1982), Dexter (1988), Quirk (1994), sostienen que la microestructuración y la macroestructuración son dos procesos distintos pero interrelacionados. En el primero dominan las reacciones químicas con cementación de partículas elementales por formación de enlaces químicos. En el segundo, son más importantes los enlaces físicos. Este se considera como un proceso fundamentalmente biótico que implica la toma de forma y orientación de los agregados dentro de los horizontes de los pedones.
En este trabajo se proponen, a nivel de hipótesis, dos mecanismos probables para la ocurrencia de la estructuración, los que se utilizaron para el análisis de la macroestructura y la microestructura de dos conjuntos de suelos altamente evolucionados, que constituyen sendas toposecuencias.
Ubicación y características de los suelos: las dos toposecuencias estudiadas están localizadas en áreas levantadas por Matheus (1987) en la Estación Experimental La Iguana, al sur oriente del estado Guárico, dentro del municipio Santa María de Ipire (8º 25´ lat.N y 65º 25´ long.O), y están incluidas en unidades cartográficas a escala 1:10.000. Son dos paisajes adyacentes separados al nivel ocho según al procedimiento de Elizalde (1983), que proceden de las Formaciones Oficina y Coluvial, respectivamente. Esta última se deriva de procesos de alteración, erosión y transporte de sedimentos de las Formaciones Mesa y Oficina y eólicos, que han sido trasladados y mezclados por movimientos en masa a lo largo de las laderas de las colinas y depositados sobre las otras formaciones que ocurren en la zona. La otra unidad está constituida por materiales de Oficina en posición de ladera, con gravilla ferruginosa y ripios en superficie acumulados como residuos de la erosión laminar. Corresponden a rocas sedimentarias del Terciario que incluye lutitas y limolitas de estratificación laminar, medianamente friables, de color gris con manchas ferruginosas. Los suelos de origen Coluvial clasifican taxonómicamente de acuerdo al Soil Survey Staff (1994) como Aquic.Paleustults, francosa fina, isohipertérmica, mixta (posición alta), Aeric Paleaquults, francosa fina, isohipertérmica, mixta (posición media) y Typic Paleaquults, francosa fina, isohipertérmica, mixta (posición baja). Los tres suelos derivados de la Formación Oficina clasifican como Ustic Dystraquerts, muy fina, isohipertérmica. La ubicación de los puntos de apertura de las seis calicatas se basó en las áreas separadas por Cárdenas (1991), quien separó subzonas homogéneas de paisaje mediante índices de homogeneidad múltiple que consideran en conjunto una serie de características pedogeomorfológicas (Jaimes y Elizalde, 1991).
Microestructura: se siguió la metodología de Rondón (1995), tamizando el suelo proveniente de cada uno de los horizontes en seco, en un sistema cerrado de tamices en serie, separándose y pesándose cada fracción agregada, con 1 mg de precisión.
Macroestructura: se determinó siguiendo el Manual de Levantamiento de Suelos de los Estados Unidos (Soil Conservation Service, 1981 y Soil Survey Division Staff,1993).
En base a la información de la literatura sobre los procesos de micro y macroestructuración, a la discusión precedente relacionada con la dinámica de la agregación de los suelos, así como las observaciones de campo y de laboratorio sobre la identificación de agregados de variadas formas, grados y tamaños, se propone la ocurrencia de la estructuración de los suelos a través de los siguientes dos mecanismos:
En los suelos estudiados, ha sido posible la identificación de los terrones y las inclusiones mayores de 2 mm que caracterizan la macroestructura. En los suelos derivados de la Formación Coluvial, se pudo identificar que la forma de los agregados varía entre las posiciones más altas a las más bajas, desde blocosa subangular a prismática y el grado de desarrollo desde débil y moderado a fuerte. En los suelos de la Formación Oficina, dominan las formas prismáticas de grado fuerte. La macroestructura sugiere, cualitativamente, una agregación de forma y grado diferente en los suelos derivados de ambas Formaciones.
Dentro de la microestructura se han aislado y cuantificado los premicroagregados, los microagregados, y los macroagregados; subsistemas todos producto de la pedogénesis dentro del sistema suelo. Se observa en la distribución porcentual acumulada de tamaños de agregados por horizontes genéticos (Figuras 2 y 3), que los suelos provenientes de la Formación Coluvial, son diferentes a los de la Formación Oficina. En Coluvial, dominan las fracciones en el rango de 50-250 µm y de 250-500 µm. En Oficina, la fracción de 1000-2000 µm, es la dominante. Así, la dinámica de la agregación conduce, por una parte, a diferenciar las dos unidades cualitativamente en cuanto a forma, tamaño y grado de los agregados en la macroestructura, y cuantitativamente en cuanto a tamaño y grado, en la microestructura. Como ambas unidades de suelo están a escasos metros una de otra, se han desarrollado bajo un mismo ambiente climático y donde el único factor formador que las diferencia es el material parental, se infiere que éste ocasiona diferencias en los procesos de estructuración de ambas formaciones, las cuales se expresan en las características de su estructura actual.
En el caso de los dos paisajes estudiados, como en ambos los suelos están evolucionando paralelamente, es decir, bajo el mismo clima, vegetación, relieve y tiempo, la situación expuesta puede ser el resultado de: (a) En los suelos derivados de la Formación Oficina, la estructuración, por el Mecanismo 1, ha avanzado con mayor intensidad que en los suelos derivados de sedimentos Coluviales. (b) En los suelos derivados de la Formación Oficina, los procesos de desagregación, por el Mecanismo 1, son más lentos que en los suelos Coluviales. Como la concentración de partículas menores de 50 µm es pequeña (Figuras 2 y 3), la concentración de plasma libre en estos suelos es muy baja. Y como este subsistema es indispensable para la ocurrencia de la agregación, este proceso prácticamente no debe estar ocurriendo en el suelo actual. En consecuencia, los suelos que muestren mayor estado de agregación, serán aquellos en los que la desagregación, actualmente, está ocurriendo con menor intensidad o, en el proceso de pedogénesis, predominó la agregación por el Mecanismo 1.
La presencia en los suelos de los diferentes tamaños de agregados de variados grados de estabilidad, así como la estructura de grano suelto y la masiva, puede explicarse por la ocurrencia simultánea de dos mecanismos de estructuración. Para las dos unidades de suelos evolucionados estudiados, la macroestructura orienta cualitativamente en el sentido de que en los Vertisoles domina una estructura de forma prismática y de grado fuerte, mientras que en los Ultisoles domina la blocosa subangular de grado moderado. La microestructura diferencia cualitativa y cuantitativamente ambas unidades. En los suelos derivados de la Formación Coluvial, con mayores contenidos de fracción gruesa en la textura, dominan los tamaños de agregados de 105-250 µm, mientras que en los procedentes de la Formación Oficina, con mayores cantidades de arcilla y limo, dominan los agregados de mayor tamaño, 1000-2000 µm (Rondón, 1995). Se concluye que en la pedogénesis de los suelos de ambas Formaciones, ha ocurrido agregación fundamentalmente por el Mecanismo 1, siendo probablemente más intenso en los suelos derivados de la Formación Oficina o en estos Vertisoles, la desagregación es más lenta que en los Ultisoles. Las diferencias en las características estructurales de ambas unidades, se atribuyen a una pedogénesis diferente, ocasionada por un conjunto de propiedades distintas, derivadas de las diferencias en el material parental.
(Proposal of a model of soil structuration)
Título corto: ESTRUCTURACIÓN DE SUELOS