Histosoles (WRB 1998): Las Turberas

Comenzamos hoy con la descripción de los Histosoles, suelos orgánicos o turberas, de acuerdo con la WRB (1998), clasificación normativa adoptada por la IUSS, organismo que incluye a casi todos los edafólogos, si bien existe una versión más moderna (WRB, 2006-2007) a la que también prestamos atención. Los Histosoles engloban a todos los edafotaxa genuinamente orgánicos, es decir aquellos en los que la fracción mineral del suelo es minoritaria en comparación con la aportada por la necromasa. De una forma u otra, siempre han sido útiles para el ser humano, aunque presenten muchas dificultades con vistas a la producción agraria moderna, si no son “rehabilitados”, que en este caso viene a significar destruidos. Hoy en día se las presta mucha atención, debido a su importante rol en el secuestro-emisiones de carbono hacia la atmósfera, ya sea en forma de CO2 o de Metano. Como siempre, os ofreceremos más adelante otros post que ampliarán en gran medida la información que os mostremos en este.

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Turbera Fuente Kalipedia

Las turberas han sido objeto de muchos estudios, proponiéndose numerosas clasificaciones. Debéis tener en cuenta que continuamos describiendo (traduciendo) la clasificación de suelos de la WRB, conforme a las directrices que os ofrecimos en el primer post de la serie ( Los Suelos del Mundo y Su clasificación (WRB). Curso Básico sobre Clasificación de Suelos). Sin embargo, permitirnos que comencemos con una información más general y básica, antes de entrar de lleno en lo contenidos fijados en el curso.

Las Turberas son los suelos orgánicos por antonomasia, por cuanto en algunos la fracción mineral resulta ser insignificante para la matriz del suelo. La mayor parte de ellos se generan bajo condiciones de hidromorfía u encharcamiento, pero no todos. Por ejemplo, los que la WRB y USDA Soil taxonomy denominan folist, corresponden a acumulaciones muy gruesas de materia orgánica bajo bosques, en “condiciones muy concreta”s (por ejemplo hojarasca que rellena masas forestales que crecen sobre gleras o verdaderos pedregales). Del mismo modo, los suelos generados por la defecación de aves y murciélagos, denominados ornitogenéticos, son aquellos de los que se extrae el famoso Guano, un fertilizante orgánico de gran valor agrícola.

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Turberas Bajo Alisos (polonia). Fuente 123RF

El material orgánico de las turberas puede atesorar diferentes colores. “Por lo general”, pueden ser más claros cuando los restos vegetales se encuentran menos descompuestos, como veréis abajo en el caso de los denominados fibrist. Según se va descomponiendo la materia orgánica, hemist y por último saprist sus tonalidades se tornan más oscuras, pudiendo ser casi negras. Del mismo modo, la antigua clasificación de la Suelos de la FAO, discernía entre turberas ricas en bases (Histosoles eútricos) o pobres en nutrientes (Histosoles Dístricos).  La calcificación de la WRB (WRB-FAO 1998) es mucho más completo e incluye tales propiedades y otras muchas.

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Folist izquierda, turbera típicamente hidromorfa  a la derecha: Fuente Soil Scientist

Un paisaje o modelado de turberas, puede atesorar varios tipos de Histosoles distintos bastante juntos, en función de su topografía, clima, etc., aspecto que resulta ser de suma importancia.

Estas acumulaciones de materia orgánica significan que secuestran CO2 de la atmósfera, aunque parte de ella se devuelve en forma de metano, o como CO2 al descomponerse. Abajo os mostramos los enlaces a algunos post precedentes relacionados con el tema. Ha llegado ya el momento que demos paso a los contenidos de este curso básico de los tipos de suelos del mundo de acuerdo a la WRB. Al final del post incluimos todo el material utilizado en este curso, el cual es de libre acceso en Internet.

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Histosol Folist Fuente New Zealand Soils

Lamentablemente, os informamos que la descripción que lleva a cabo de las turberas, la Wikipedia española es extremadamente pobre, como también ocurre con el material de turba. En la página 20 del siguiente documento puede encontrase una narración más interesante de las principales clasificaciones de turberas que se utilizan en el mundo.

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Saprist Fuente wgharris ifas ufl.edu

CONJUNTO 1. Incluye todos los suelos con alto contenido de “materiales de suelo orgánicos” (mayor cantidad a la establecida). Estos se incluyen en un solo Grupo de Suelos de Referencia: Los HISTOSOLES.

HISTOSOLES (HS)

El Grupo de Suelos de Referencia de los Histosoles integra suelos formados de “material de suelo orgánico, éste varía desde suelos desarrollados en (principalmente) turba de musgo en regiones boreales, árticas y subárticas, por vía de turba de musgo, turba de juncos/sedge (Planta herbácea Cyperaceae del género Carex, típicamente crece en tierra húmeda y tiene rizomas, estomas triangulares y una inflorescencia diminuta), turba de bosque de regiones templadas a turba de manglares y turba de bosques pantanosos en los trópicos húmedos. Los Histosoles se encuentran en todas las altitudes, pero la gran mayoría acaecen en tierras bajas. Nombres comunes internacionales son “suelos de turba” (peat soils), “suelos de humus” (muck soils), “suelos de tierra esponjosa” (“bog soils”) y “suelos orgánicos” (“organic soils”).

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Fibrist. Fuente: The Soil Suborders of Minnesota

Definición de Histosoles

Suelos que:

1. que tienen un horizonte Hístico o Fólico, o bien, 10 cm. más grueso desde la superficie del suelo o hasta un contacto lítico o paralítico, o 40 cm. (limitantes de profundidad del perfil: ver: Referencia Informes sobre principales suelos del mundo al final del post) o más grueso, empezando dentro de los 30 cm. desde la superficie del suelo, y

2. no tiene un horizonte Ándico o Vítrico que empieza dentro de los 30 cm. desde la superficie del suelo.

Unidades de suelo comunes al segundo nivel de la WRB de 1998: Glásico, Tiónico, Críico, Gélico, Sálico, Fólico, Fíbrico, Sáprico, Ómbrico, Réico, Alcálico, Tóxico, Dístrico, Éutrico, Háplico. Ver Bibliografía al final del post y Anexo 1 de la WRB 1998,  para la Guía de todos los Grupos de Suelos de Referencia. En lo que respecta a la definición de horizontes propiedades o materiales de diagnóstico, ver Anexo 2 para definiciones completas. Finalmente los calificadores (definiciones completas) para nombrar Unidades de Suelos, se presentan en el anexo 3 del volumen original (ver Bibliografía al final del post).

DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LOS HISTOSOLES

Connotación: suelos orgánicos y de turba; del Gr. histos, tejido.

Material Parental: restos de plantas parcialmente descompuestos, con o sin mezclas de arcilla arena o limo.

Ambiente: los Histosoles se presentan fundamentalmente ocurren extensivamente en regiones boreales, árticas y subárticas. Por otra parte, están limitados a cuencas pobremente drenadas, depresiones, pantanos y tierras pantanosas con nivel freático somero y áreas de tierras altas con una elevada relación de precipitación/evapotranspiración.

Desarrollo del Perfil

La transformación de los restos de plantas a través de la desintegración bioquímica y la formación de sustancias húmicas crea una capa superficial de Humus. El material orgánico translocado puede acumularse en capas más profundas, pero es más frecuente que se infiltre en el suelo.

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Pintura de un Paisaje de Turbera Fuente: Kinsella.es

GÉNESIS DE LOS HISTOSOLES

Los Histosoles difieren de los demás Suelos en que estos están formados en “material de suelo orgánico” con propiedades mecánicas, físicas y químicas que difieren fuertemente de aquellos formados sobre materiales de suelos esencialmente. “Material de suelo orgánico” es el material de suelo que contiene más del 20% de materia orgánica por peso, el equivalente aproximado a 30-35% de material de suelo acumulado en condiciones donde la materia de la planta es producida por una vegetación adaptada (“clímax”) y donde la descomposición de los restos de plantas es retardado por:

1. bajas temperaturas

2. persistente saturación de agua del cuerpo suelo

3. extrema acidez o insuficiencia de elementos nutrientes (“Oligotropía”) y/o

4. altos niveles de electrolitos o toxinas orgánicas

 

figura-2-histosoles-wrb-1998

La figura 2 indica que un aumento de materia orgánica puede tener lugar en regiones frías y templadas y bajo condiciones pantanosas aún en zonas tropicales. Los materiales de suelo orgánico que se forman en ambientes diferentes son por lo general de composición botánica diferente, los grados de descomposición y contenido de agregados minerales son igualmente variados.

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El grado de descomposición de material orgánico del suelo tiene implicaciones directas para el manejo de los Histosoles y es un criterio de diagnóstico importante en su clasificación. La turba “sáprica” consiste en menos de 1/6 parte de tejidos de plantas reconocibles después de que el material ha sido friccionado generosamente. Tal como la turba bien descompuesta constituye el cuerpo de muchas formaciones de “turba baja cenagosa” (aunque hay numerosas excepciones). La turba “fíbrica” consiste de más de 2/3 partes de tejidos de plantas reconocibles (después de friccionarla) y constituye la mayoría de los pantanos ombrógenos elevados (en altitud y/o latitud). Aquí también hay excepciones, turba de manglar en rama y quebradiza es un ejemplo de “turba baja cenagosa”, turba “hémica” es intermedia entre turba sáprica y fíbrica.

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Figura 4 (no mostrada en este post): Sección cruzada de formación de pequeños domos elevados costeros cercanos a Pontianak, Indonesia. Note el centro fíbrico del domo ombrógeno, los mejor descompuestos (hémico y Sáprico), así como la ocurrencia de la turba topógena sáprica y arcillosa al pie del domo.

CARACTERÍSTICAS DE LOS HISTOSOLES

El excepcionalmente gran volumen total de poros de los Histosoles (típicamente > del 85%), su naturaleza perecedera, así como sus propiedades químicas normalmente pobres, generan formidables problemas para los agricultores y otros interesados en la preservación y uso de los Histosoles.

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS

La mayoría de los Histosoles tienen perfiles H o HCr. La transformación de restos de plantas a través de la descomposición bioquímica y la formación de sustancias húmicas crea una capa superficial de humus. El material orgánico translocado puede acumularse en capas más profundas, pero es más a menudo percolado del suelo.

CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS

Las áreas centrales de cuerpos de turba topógena vírgenes y formaciones ombrógenas en tierras bajas están muy cerca de encontrarse saturadas con agua casi estánnica (estancada). Las áreas de bordes de los extensos pantanos elevados tienen un régimen de agua menos monótono, con áreas más secas, cercanas a depresiones naturales que conducen a un drenaje por gravedad de los alrededores inmediatos. Lo opuesto parece ser realidad para domos pequeños donde el régimen de agua es menos taponado. El drenaje radial de tales domos resulta en flujos ocasionales cercanos a los márgenes, mientras el centro puede estar a veces, completamente seco en la superficie.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Los Histosoles fíbricos están ligeramente empaquetados en su estado natural, con una densidad aparente (ρ) que es típicamente entre 0.05 y 0.15 Mg/m3. Las capas superficiales de turba de bosque ombrógeno contienen (todavía) más “ceniza” mineral que las capas subsuperficiales y son ligeramente más densas (ρ-valores del orden de 0.15 a 0.25 Mg/m3). Formaciones de turba recuperadas (drenadas y cultivadas) adquieren una densidad aparente (digamos, 0.4 Mg/m3) después de unos pocos años de consolidación y descomposición de la turba.  La gravedad específica (ρs) del material orgánico del suelo con un bajo contenido de constituyentes minerales (menor que 3% por peso) es cercano siempre a 1.4 Mg/m3. Esto conduce a que la fracción total de poros es (=1-ρ /ρs) de la mayoría de los Histosoles fíbricos ombrógenos excede 0.9 m3/m3; las capas subsuperficiales esqueléticas consisten en sólo del 5 al 10% de volumen de materia sólida (sic).

La turba fíbrica tiene muchos poros anchos. Su conductividad hidráulica saturada es típicamente mayor que 1.6 m/d y puede muy bien exceder los 30 m/d. La turba sáprica bien descompuesta tiene poros más finos y es menos permeable al agua. La turba de bosque virgen es siempre muy permeable al agua; turba compactada (recuperada y drenada) que tiene una fracción total de poros mucho más baja que la turba virgen. La turba compactada, estratificada puede ser virtualmente impermeable, independientemente de su contenido de fibras.

La pérdida de la estructura y las fibras flexibles de turba son importantes también para la baja capacidad de relación y traficabilidad de la mayoría de las formaciones turbosas. La baja penetración dificulta el uso normal de maquinaria agrícola y aun equipos ligeros pueden atascarse por su alta tendencia a enrollarse y resbalar. La capacidad de relación de un cuerpo de turba está determinada por el contenido de agua de la turba y por la fricción interna y el “estrés efectivo normal” (estrés transmitido a través del esqueleto de la turba), la capacidad de relación se incrementa sobre la recuperación (consolidación) de la turba.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

La amplia variación en las características físicas de los Histosoles está ajustada por una igual amplitud de variación en propiedades químicas. Químicamente ricas (o “eutróficas”), las turbas bajas cenagosas pueden tener un valor de pH en campo mayor que 6, mientras que, los pantanos elevados de turba son pobres en nutrientes de plantas y tienen valores de pH en campo que están típicamente entre 3 y 5.5. Histosoles extremadamente ácidos con un valor de pH de campo de alrededor de 3 han sido observados en regiones costeras conteniendo pirita (FeS2) en los pantanos turbosos, cuando estos fueron drenados. Turbas alcalinas (pH de campo alrededor de 7.8) han sido reportadas desde las Maldivas.

La fracción orgánica de la turba consiste en lignina, celulosa, hemicelulosa y pequeñas cantidades de proteínas, ceras, taninos, resina, suberina, etc. Las turbas ombrógenas de musgo en regiones templadas y frías se constituyen principalmente de celulosa mientras que las formaciones turbosas de tierras bajas profundas en Indonesia y Malasia se constituyen de 2/3 partes de lignina, con celulosa/hemicelulosa, contabilizando sólo del 1-10% de peso de la muestra seca.

Debe tenerse en cuenta que una parte importante de la fracción orgánica en los materiales de suelo orgánico no está constituida por los restos de plantas frescas, sino que es sintetizada en el curso de la transformación microbiana de los materiales de suelo orgánico; “sustancias húmicas”, una mezcla de ácidos fúlvicos, húmicos y huminas. Las sustancias húmicas forman complejos estables con iones metálicos. Estos son fácilmente percolados (lavados) por el agua. Nombres geográficos tales como: “Río Negro”, “Blakkhawatra”, “Cola Creek”,”Air Hitam”, “Zwartewater” y muchos más, testifican la constante percolación de compuestos orgánicos de los pantanos de turba.

Una parte considerable de todos los elementos/nutrientes en el sistema planta-suelo-atmósfera, está almacenado en la vegetación; los valores presentados en la tabla 2 (no expuesta en este post) no son en absoluto, un indicativo de las cantidades totales presentes inmediatamente después de la tumba y quema del (bosque) vegetación. Lo mismo prevalece para el contenido de los macro nutrientes y nutrientes secundarios en el suelo. En el bosque de turba, los niveles de nutrientes son más altos en los 25 cm. superiores del suelo. La tala del bosque natural (parte del proceso de “recuperación” de turberas) perturba este patrón porque interrumpe el ciclo de nutrientes, libera nutrientes por la descomposición de materiales orgánicos, incrementa la percolación de nutrientes, la volatilización por el sobrecalentamiento (quema) de la turba, etc. Las cantidades de nitrógeno contenido en la capa superficial 0-20 cm. de bosque ombrógeno de turba son del orden de 2,000 a 4,000 kg N/ha, de los cuales una pequeña parte está rápidamente “disponible” para las plantas. Los contenidos de “ceniza total”, K2O, P2O5 y SiO2 de la superficie del suelo decrecen agudamente después del clareo de la vegetación del bosque mientras que el CaO y el MgO contenido tiende a incrementar. Cantidades de Na, Cl y SO4 en turba, dependen fuertemente de las condiciones locales, tales como, la distancia al mar y la presencia o ausencia de pirita en la turba. Turba ombrógena de musgo (en regiones templadas) contiene mucho menos nutrientes para plantas que la turba de bosque que soporta una biomasa mayor con ciclos intensos de elementos nutrientes. La figura 5 ilustra como los elementos nutrientes en Histosoles fíbricos jóvenes y maduros en bosques de turba (tropicales) están concentrados en los 10 cm superiores del suelo donde ocurre la densa alfombrilla de raíces. Raíces vivas están ausentes (y el contenido de “ceniza” disminuye) en capas más profundas. Es generalmente cierto que los niveles de elementos nutrientes son más bajos en los Histosoles genéticamente viejos, con excepción de los Histosoles Réicos, los cuales reciben nutrientes externos y no pueden incluirse en un conteo generalizado de las propiedades químicas de suelos de turba.

WRB 2006-2007

MATERIAL ORGÁNICO

Descripción general

El material orgánico (del griego organon, herramienta) consiste de una gran cantidad de restos orgánicos que se acumulan en la superficie bajo condiciones mojadas o secas y en el cual el componente mineral no influye significativamente en las propiedades del suelo.

Criterios de diagnóstico

El material orgánico tiene uno o ambos de los siguientes:

1. 20 por ciento o más de carbono orgánico en la tierra fina (en masa); o

2. si está saturado con agua por 30 días consecutivos o más en la mayoría de los años (a menos que esté drenado), uno o ambos de los siguientes:

a. (12 + [porcentaje de arcilla de la fracción mineral × 0.1]) por ciento o más de carbono orgánico en la tierra fina (en masa); o

b. 18 por ciento o más de carbono orgánico en la tierra fina (en masa).

MATERIAL ORNITOGÉNICO

Descripción general

El material ornitogénico (del griego ornithos, pájaro, y genesis, origen) es un material con fuerte influencia de excremento de aves. Generalmente tiene un alto contenido de gravas que han sido transportadas por las aves.

Criterios de diagnóstico

El material ornitogénico tiene:

1. restos de aves o actividad de aves (huesos, plumas, y gravas clasificadas de tamaño similar); y

2. un contenido de P2O5 de 0.25 por ciento o más en ácido cítrico 1-por ciento.

MATERIAL SULFUROSO

Descripción general

El material sulfuroso (del inglés sulphide, sulfuro) es un depósito saturado que contiene S, principalmente en forma de sulfuros, y solo moderada cantidad de carbonato de calcio.

Criterios de diagnóstico

Los materiales sulfurosos tienen:

1. un pH (1:1 en agua) de 4.0 o más y 0.75 por ciento o más S (masa seca) y menos de tres veces tanto carbonato de cálico o equivalente como S; o

2. un pH (1:1 en agua) de 4.0 o más que, si el material se incuba como una capa de 1 cm de espesor, a capacidad de campo a temperatura ambiente, cae 0.5 o más unidades hasta un pH de 4.0 o menos (1:1 en agua) dentro de las 8 semanas.

Identificación de campo

En condiciones de húmedo o mojado, los depósitos que contienen sulfuro con frecuencia muestran un brillo dorado, el color de la pirita. La oxidación forzada con solución de peróxido de hidrógeno 30-por ciento disminuye el pH a 2.5 o menos, la reacción puede ser vigorosa al sol o por calentamiento. Rango de colores Munsell: hues de N, 5 Y, 5 GY, 5 BG, o 5 G; values de 2, 3 o 4; croma siempre 1. El color generalmente es inestable, y se ennegrece por exposición. La

arcilla sulphurosa generalmente es prácticamente inmadura. Si el suelo se disturba, puede notarrse un olor a huevos podridos. Esto se acentúa con la aplicación de HCl 1 M.

HISTOSOLES

Los Histosoles comprenden suelos formados en material orgánico. Varían desde suelos desarrollados predominantemente en musgo de turba en regiones boreal, ártica y subártica, vía turba de musgos, turba de cañas/ciperáceas (pantanos) y turba de bosque en regiones templadas hasta turba de manglares y turba de bosque de pantano en los trópicos húmedos. Los Histosoles se encuentran en todas las altitudes, pero la gran mayoría ocurren en tierras bajas. Los nombres comunes son suelos de turba, suelos de lodo, suelos de pantanos y suelos orgánicos. Muchos Histosoles pertenecen a: Moore, Felshumusböden y Skeletthumusböden (Alemania); Organosols (Australia); Organossolos (Brasil); Organic order (Canada); e Histosoles e Histeles (Estados Unidos de Norteamérica).

DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE HISTOSOLES

Connotación: Suelos de turba y pantanos; del griego histos, tejido.

Material parental: restos vegetales incompletamente desompuestos, con o sin mezcla de arena, limo o arcilla.

Ambiente: Los Histosoles ocurren extensivamente en las regiones boreal, ártica y subártica. En otros lugares, están confinados a cuencas y depresiones pobremente drenadas, pantanos y marismas con agua freática somera, y áreas de tierras altas con una alta relación precipitación–evapotranspiración.

Desarrollo del perfil: La mineralización es lenta y la transformación de restos vegetales a través de la desintegración bioquímica y formación de sustancias húmicas crea una capa superficial de moho con o sin saturación con agua prolongada. El material orgánico translocado puede acumularse en capas más profundas pero más frecuentemente es lixiviado del suelo.

Algunos post previos relacionados con los Histosoles y Horizontes Orgánicos

Aprovechamiento de la Turba y Degradación Ambiental de Humedales y Suelos

EL Secuestro de Carbono en los Suelos Árticos. Una Bomba de Relojería para el Calentamiento Climático

Suelos Hídricos o Suelos de los Humedales según la Taxonomía Americana

Suelos Pobres: Ladrillos Negros y Ladrillos Rojos (Materiales para el Hombre)

Clasificación de los Horizontes Orgánicos de los Suelos Hidromorfos o Anegados de Agua

Ver también este pdf

SUELOS DE HUMEDALES COMO SUMIDEROS DE CARBONO YFUENTES DE METANO

Post Previos y a Publicar en Breve de Nuestro Curso Básico Tipos de Suelos del Mundo

Los Suelos del Mundo y Su clasificación (WRB). Curso Básico sobre Clasificación de Suelos

Suelos Minerales Condicionados por la Topografía o Fisiografía: Leptosoles, Regosoles, Fluvisoles y Gleysoles

Post Previos y a Publicar en Breve de Nuestro Curso Básico Tipos de Suelos del Mundo hasta enero de 2011

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Suelos Minerales Condicionados por la Topografía o Fisiografía: Leptosoles, Regosoles, Fluvisoles y Gleysoles

Leptosoles

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Regosoles

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Fluvisoles

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Gleysoles

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Stagnosoles (WRB 2006-2007)

Stagnosoles

Histosoles

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Cambisoles

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Arenosoles

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Vertisoles

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Francisco Javier Manríquez Cosío y Juan José Ibáñez

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