Pedogènesi
La pedogènesi (del grec πέδον, 'sòl' i γένεσις, 'naixement') és a la vegada un procés físic, químic i biològic que condueix a la formació d'un sòl, amb el pas del temps, a partir de l'anomenat substrat pedogenètic, un material rocós derivat d'una primera alteració de la roca mare (el material litològic originari).
La simple alteració dels minerals de les roques no és suficient per a la formació d'un sòl, ja que a la simple acumulació de sediment no sotmès a la pedogènesi, s'hi ha d'afegir necessàriament la presència de matèria orgànica mesclada amb els components minerals; és indispensable perquè es desenvolupi un sòl, l'acció d'un component biològic.
Les primeres comunitats vivents i que s'instauren sobre un substrat inorgànic estan formades per organismes simples: líquens, molsa, colònies bacterianes, que hi exerceixen un doble efecte: d'una banda, prossegueixen l'obra d'alteració química i física del substrat; de l'altra, forneixen al sòl acabat de formar un conjunt de substàncies orgàniques i ions minerals, al qual seguiran organismes més complexos com són les plantes.
La intensitat i la tipologia dels processos pedogenètics estan determinades per la interacció dels diversos components ambientals: la roca mare, la morfologia i el clima de la zona, els organismes vivents (fins i tot l'ésser humà), i el decurs del temps; aquests components s'anomenen factors pedogenètics i, a cada instant, determinen les característiques del sòl.
La transformació de la roca mare
[modifica]
El primer estadi de la pedogènesi és l'alteració del material originari, sota la influència dels diversos factors físics, químics, i biològics.
El "motor" d'aquesta transformació és la condició de no haver-hi equilibri energètic entre l'estructura dels minerals (tipus de malla cristal·lina, estat d'oxidació) i les condicions existents a la superfície terrestre.
El procés pedogenètic s'instaura sobre el substrat pedogenètic, és a dir, un cúmul de detritus derivats d'un tros de roca mare alterada i disgregada. Pot ser que aquests detritus provinguin de la roca mare in situ (substrat autòcton) o bé que sigui un substrat al·lòcton; com a exemples d'aquest segon cas, hi hauria els materials al·luvials, portats pel vent (com el loess), materials transportats per les glaceres, etc.
La transformació sobtada de la roca mare (meteorització) pot ser de tipus físic, val a dir un simple esmicolament de la massa rocosa causada per agents físics, o bé del tipus químic, implicant una modificació de la composició química o una reorganització de l'estructura cristal·lina, que porta a la creació dels considerats minerals secundaris.
Amb la progressiva disgregació física de la roca, després d'un llarg període, s'arriba a formar sorra i llim però l'argila no es pot formar només per mitjans físics.
Tot el procés de disgregació física incrementa notablement la relació superfície/volum de la massa rocosa.
Amb l'alteració química, s'ataquen els minerals de la roca i canvien o destrueixen la seva estructura cristal·lina i es perden elements. L'aigua hi té un paper important i hi circula segons la permeabilitat del sòl, que és en funció de la textura del sòl. Els processos comprenen principalment: oxidacions/reduccions, solubilitzacions, hidratacions, hidròlisi, i quelatacions.
La transformació de la matèria orgànica
[modifica]En un sòl, la presència de matèria orgànica, ja sia d'origen animal o d'origen vegetal, és indispensable. El destí de la matèria orgànica pot ser la mineralització (per exemple, amb alliberament de nitrats, diòxid de carboni i aigua) o la humidificació (amb producció de col·loides més o menys resistents a la degradació).
Clima
[modifica]La decisiva acció del clima en la formació del sòl es desprèn en considerar que el clima regularà l'aportació d'aigua al sòl, així com la seva temperatura. La disponibilitat i el flux d'aigua regulen la velocitat de desenvolupament de la majoria dels processos edàfics. És per això que la intensitat de percolació (infiltració) es considera un factor decisiu en la formació del sòl (condicionada per factors climàtics, quantitat i distribució anual de les precipitacions, i alguns paràmetres edàfics, com la permeabilitat, mentre que en augmentar la temperatura disminueix el contingut de matèria orgànica.
Topografia
[modifica]La topografia, o relleu, es caracteritza per la inclinació (pendent), elevació i orientació del terreny (aspecte). La topografia determina la taxa de precipitació o escorriment i la taxa de formació o erosió del perfil del sòl superficial. L'entorn topogràfic pot accelerar o retardar el treball de les forces climàtiques.[1]
Els pendents pronunciats afavoreixen la ràpida pèrdua de sòl per erosió i permeten que menys precipitacions entrin en el sòl abans d'escórrer-se i, per tant, que hi hagi poca deposició mineral en els perfils inferiors (il·luviació). En regions semiàrides, la menor precipitació efectiva en pendents més pronunciats també dona lloc a una coberta vegetal menys completa, per la qual cosa hi ha una menor contribució de les plantes a la formació del sòl.[2] Per totes aquestes raons, els pendents pronunciats impedeixen que la formació del sòl s'avanci molt a la seva destrucció. Per tant, els sòls en terrenys escarpats tendeixen a tenir perfils més aviat superficials i poc desenvolupats en comparació amb els sòls de llocs pròxims i més plans.[3]
La topografia determina l'exposició al clima, al foc i a altres forces de l'home i de la naturalesa. Les acumulacions minerals, els nutrients de les plantes, el tipus de vegetació, el creixement de la vegetació, l'erosió i el drenatge de l'aigua depenen del relleu topogràfic.[4] Els sòls de la base d'un pujol rebran més aigua que els sòls dels vessants, i els sòls dels vessants que estan més exposades al sol seran més secs que els sòls dels vessants que no ho estan.[5]
En baixos i depressions on l'aigua d'escorrentia tendeix a concentrar-se, el regolito sol estar més profundament erosionat i el desenvolupament del perfil del sòl és més avançat.[6] No obstant això, en les posicions més baixes del paisatge, l'aigua pot saturar la regolita fins a tal punt que el drenatge i la ventilació es veuen restringits. Aquí, la meteorització d'alguns minerals i la descomposició de la matèria orgànica es retarden, mentre que la pèrdua de ferro i manganès s'accelera. En aquesta mena de topografia baixa, poden desenvolupar-se trets de perfil especials característics dels sòls d'aiguamoll. Les depressions permeten l'acumulació d'aigua, minerals i matèria orgànica i, en l'extrem, els sòls resultants seran marenys salins o torberes.[7]
Els patrons recurrents de la topografia donen lloc a toposeqüències o catenes del sòl. Aquests patrons sorgeixen de diferències topogràfiques en erosió, deposició, fertilitat, humitat del sòl, coberta vegetal, biologia del sòl, història d'incendis, i exposició als elements. Per regla general, la gravetat transporta aigua pendent avall, juntament amb soluts i col·loides minerals i orgànics, augmentant el contingut de particulats i bases al peu de pujols i muntanyes.[8] No obstant això, molts altres factors com el drenatge i l'erosió interactuen amb la posició del pendent, difuminant la seva esperada influència en el rendiment dels cultius.[9]
Materials parentals
[modifica]Roca mare
La roca o regolita d'on el sòl es forma es diu "material parental". Els tipus principals són: eòlic, de glaceres, al·luvials, lacustres, de roques.
Els edafòlegs usen la següent fórmula per a veure la formació del sòl:
s = f (cl, o, r, p, t,...) s - propietats del sòl; cl - clima regional; o - biota potencial, r - topografia; p- material parental; t - temps;... - variables addicionals.
Matèria orgànica
A més de la roca mare, un altre material parental important en l'edafogènesi és la matèria orgànica. Aquesta exerceix el seu paper edafogenètic en els 2 horitzons més superficials del sòl, especialment l'O (pràcticament una acumulació de matèria orgànica). En l'horitzó A la matèria orgànica entra en contacte directe amb els microorganismes, que gràcies als cicles biogeoquímics degraden els components de la matèria fins a tornar-los assimilables per a la flora. Finalment, depenent de les propietats i característiques del sòl, la resta de la substància no assimilable per a les plantes, es percola cap als horitzons més profunds.
En cas que la matèria orgànica en la superfície del sòl no arribi a ser metabolitzada pels microorganismes, aquesta està subjecta a diferents factors abiòtics que impulsen la formació del sòl de manera distinta, principalment en transportar físicament els clasts derivats de la matèria a altres regions. Processos com la il·luviació, eluviació, translocació o l'acció eòlica són exemples de processos transportadors de clasts, que dins d'un llarg temps podrien donar origen a una roca clàstica.
== Organismes == Accions dels organismes del sòl:
•Accions mecàniques:
•Descomposició de restes i residus orgànics per fragmentació.
•Bioturbació del material del sòl afavorint la mescla de material orgànic i inorgànic.
•Desenvolupament de porositat en el sòl, eficient en la transferència de fluids.
•Disseminació d'organismes dins del sòl. Per exemple, les larves dels nematodes poden fixar-se a l'exoesquelet dels artròpodes.
•Accions químiques:
•Degradació dels compostos orgànics a molècules més senzilles.
•Mineralització de components orgànics a formació orgànics: alliberament de nutrients per a les plantes.
•Síntesi i excreció de productes orgànics en el sòl; per exemple, secreció de mucopolisacàrids.
• Fixació biològica de N2 atmosfèric.
•Intervenen en el cicle de nombrosos elements, com a C,N,P, Ca, Fe, Mn, entre altres.
•Produeixen compostos biorreguladors, així com d'acció bactericida i fungicida, entre altres.
Bàsicament els organismes exerceixen tres accions fonamentals:
Constitueixen la font de material original per a la fracció orgànica del sòl. Restes vegetals i animals que en morir s'incorporen al sòl i sofreixen profundes transformacions.
Exerceixen importants accions d'alteració dels materials edàfics. Els organismes transformen els constituents del sòl en extreure els nutrients imprescindibles per al seu cicle vital. El paper dels microorganismes en la transformació de la matèria orgànica és tan important com perquè la humificació a penes es desenvolupi en la seva absència.
Produeixen una intensa mescla dels materials del sòl com a resultat de la seva activitat biològica.
Meteorització biològica o orgànica
[modifica]Consisteix en la ruptura de les roques per l'activitat d'animals i plantes. Els efectes de la meteorització biològica combinen els processos de: disgregació i els d'alteració. La vegetació exerceix un paper decisiu en els processos de meteorització química, ja que aporten àcids de dissolució a l'aigua.
La construcció de caus i l'acció de les arrels dels arbres poden provocar una acció mecànica, mentre que els efectes de la presència d'aigua i diversos àcids orgànics, així com l'augment del diòxid de carboni, poden complementar la meteorització alterant la roca.
Referències
[modifica]- ↑ Griffiths, Robert P.; Madritch, Michael D.; Swanson, Alan K. «Los efectos de la topografía sobre las características del suelo forestal en las Montañas Cascade de Oregón (EE.UU.): implicaciones para los efectos del cambio climático sobre las propiedades del suelo». Ecología y Gestión Forestal., vol. 257, 2009, pàg. 1-7. DOI: 10.1016/j.foreco.2008.08.010.
- ↑ Wilcox, Bradford P.; Wood, M. Karl; Tromble, John M. «edu/bitstream/handle/10150/645177/8240-8121-2-PB.pdf Factores que influyen en la infiltrabilidad de laderas de montañas semiáridas». Journal of Range Management, vol. 41, 3, 1988, pàg. 197-206. DOI: 10.2307/3899167. JSTOR: 3899167.
- ↑ Liu, Baoyuan; Nearing, Mark A.; Risse, L. Mark «Efectos del gradiente de pendiente en la pérdida de suelo en pendientes pronunciadas». Transacciones de la Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas y Biológicos, vol. 37, 6, 1994, pàg. 1835-40. DOI: 10.13031/2013.28273.
- ↑ Chen, Zueng-Sang; Hsieh, Chang-Fu; Jiang, Feei-Yu; Hsieh, Tsung-Hsin; Sun, I- Fang «Relaciones de las propiedades del suelo con la topografía y la vegetación en una selva subtropical del sur de Taiwan». Plant Ecology, vol. 132, 2, 1997, pàg. 229-41. DOI: 10.1023/A:1009762704553.
- ↑ Hanna, Abdulaziz Yalda; Harlan, Phillip W.; Lewis, David T. «El agua disponible en el suelo influida por la posición y el aspecto del paisaje». Agronomy Journal, vol. 74, 6, 1982, pàg. 999-1004. DOI: 10.2134/agronj1982.00021962007400060016x.
- ↑ Graham, Robert C.; Daniels, Raymond B.; Buol, Stanley W. «Relaciones suelo-geomorfía en el Blue Ridge Front. I. Tipos de regolito y procesos de pendiente». Soil Science Society of America Journal, vol. 54, 5, 1990, pàg. 1362-67. Bibcode: 1990SSASJ..54.1362G. DOI: 10.2136/sssaj1990.03615995005400050027x.
- ↑ Brinson, Mark M. Una clasificación hidrogeomórfica de los humedales. Washington, DC: Cos d'Enginyers de l'Exèrcit dels Estats Units, Estació Experimental de Vies Navegables, 1993.
- ↑ Jiang, Pingping; Thelen, Kurt D. «Efecto de las propiedades del suelo y topográficas sobre el rendimiento de la cosecha en un sistema de cultivo de maíz-soja del Centro-Norte». Agronomy Journal., vol. 96, 1, 2004, pàg. 252-58. DOI: 10.2134/agronj2004.0252.
- ↑ Thelemann, Ryan; Johnson, Gregg; Sheaffer, Craig; Banerjee, Sudipto; Cai, Haowen; Wyse, Donald «El efecto de la posición del paisaje en el rendimiento de los cultivos de biomasa». Agronomy Journal, vol. 102, 2, 2010, pàg. 513-22. DOI: 10.2134/agronj2009.0058.
Bibliografia
[modifica]- Buol, Stanley W., F.D. Hole and R.W. McCracken. 1997. Soil Genesis and Classification, 4th ed. Iowa State Univ. Press, Ames ISBN 0-8138-2873-2
- Hole Francis D., J.B. Campbell. 1985. Soil landscape analysis. Totowa Rowman & Allanheld, 214 p. ISBN 0-86598-140-X
- Jenny, Hans (1994) Factors of Soil Formation. A System of Quantitative Pedology. New York: Dover Press. (Reprint, with Foreword by R. Amundson, of the 1941 McGraw-Hill publication). pdf file format.
- Pluijm, Ben van der, et al. Fall, 2005. Soils, Weathering, and Nutrients from the Global Change 1 Lectures. University of Michigan. Url last accessed on 2007-03-31