Ciencia del suelo

Científicos del suelo que examinan horizontes dentro de un perfil del suelo

La ciencia del suelo es el estudio del suelo como un recurso natural en la superficie de la Tierra, incluida la formación, clasificación y mapeo del suelo; propiedades físicas, químicas, biológicas y de fertilidad de los suelos; y estas propiedades en relación con el uso y manejo de los suelos.

A veces, los términos que se refieren a ramas de la ciencia del suelo, como la pedología (formación, química, morfología y clasificación del suelo) y la edafología (cómo interactúan los suelos con los seres vivos, especialmente las plantas), se usan como sinónimos de la ciencia del suelo.. La diversidad de nombres asociados a esta disciplina está relacionada con las diversas asociaciones involucradas. De hecho, ingenieros, agrónomos, químicos, geólogos, geógrafos físicos, ecólogos, biólogos, microbiólogos, silvicultores, sanitarios, arqueólogos y especialistas en planificación regional, todos contribuyen a un mayor conocimiento de los suelos y al avance de las ciencias del suelo.

Los científicos del suelo han expresado su preocupación sobre cómo preservar el suelo y la tierra cultivable en un mundo con una población en crecimiento, una posible crisis de agua en el futuro, un aumento del consumo de alimentos per cápita y la degradación de la tierra.

Campos de estudio

El suelo ocupa la pedosfera, una de las esferas de la Tierra que las geociencias utilizan para organizar conceptualmente la Tierra. Esta es la perspectiva conceptual de la pedología y la edafología, las dos ramas principales de la ciencia del suelo. La pedología es el estudio del suelo en su entorno natural. La edafología es el estudio del suelo en relación con los usos dependientes del suelo. Ambas ramas aplican una combinación de física del suelo, química del suelo y biología del suelo. Debido a las numerosas interacciones entre la biosfera, la atmósfera y la hidrosfera que se alojan dentro de la pedosfera, también son valiosos los conceptos más integrados y menos centrados en el suelo. Muchos conceptos esenciales para comprender el suelo provienen de personas que no se pueden identificar estrictamente como científicos del suelo. Esto destaca la naturaleza interdisciplinaria de los conceptos de suelo.

Investigación

La dependencia y la curiosidad por el suelo, la exploración de la diversidad y la dinámica de este recurso continúa generando nuevos descubrimientos e ideas. Las nuevas vías de investigación del suelo se ven obligadas por la necesidad de comprender el suelo en el contexto del cambio climático, los gases de efecto invernadero y el secuestro de carbono. El interés en mantener la biodiversidad del planeta y en explorar culturas pasadas también ha estimulado un interés renovado en lograr una comprensión más refinada del suelo.

Mapeo

Clasificación

Mapa de las regiones del suelo del USDA

En 1998, la Base de referencia mundial para los recursos del suelo (WRB) reemplazó la clasificación de suelos de la FAO como el sistema internacional de clasificación de suelos. La versión actualmente válida de WRB es la 4.ª edición, 2022. La clasificación de suelos de la FAO, a su vez, tomó prestados conceptos modernos de clasificación de suelos, incluida la taxonomía de suelos del USDA.

WRB se basa principalmente en la morfología del suelo como expresión de la pedogénesis. Una diferencia importante con la taxonomía de suelos del USDA es que el clima del suelo no es parte del sistema, excepto en la medida en que el clima influye en las características del perfil del suelo.

Existen muchos otros esquemas de clasificación, incluidos los sistemas vernáculos. La estructura en los sistemas vernáculos es nominal, dando nombres únicos a suelos o paisajes, o descriptiva, nombrando suelos por sus características como rojo, caliente, gordo o arenoso. Los suelos se distinguen por características obvias, como la apariencia física (p. ej., color, textura, posición del paisaje), rendimiento (p. ej., capacidad de producción, inundación) y la vegetación que los acompaña. Una distinción vernácula familiar para muchos es clasificar la textura como pesada o ligera. Contenido de suelo ligero y mejor estructura, requiere menos esfuerzo para girar y cultivar. Contrariamente a la creencia popular, los suelos ligeros no pesan menos que los suelos pesados cuando se secan al aire ni tienen más porosidad.

Historia

El sistema de clasificación de suelo más antiguo que se conoce proviene de China y aparece en el libro Yu Gong (siglo V a. C.), donde el suelo se dividía en tres categorías y nueve clases, según su color, textura e hidrología.

A los contemporáneos Friedrich Albert Fallou, el fundador alemán de la ciencia moderna del suelo, y Vasily Dokuchaev, el fundador ruso de la ciencia moderna del suelo, se les atribuye estar entre los primeros en identificar el suelo como un recurso cuya distinción y complejidad merecían ser separadas. conceptualmente de la geología y la producción de cultivos y se trata como un todo. Como padre fundador de la ciencia del suelo, Fallou tiene primacía en el tiempo. Fallou estaba trabajando en los orígenes del suelo antes de que naciera Dokuchaev, sin embargo, el trabajo de Dokuchaev fue más extenso y se considera más importante para la teoría moderna del suelo que el de Fallou.

Anteriormente, el suelo se había considerado un producto de transformaciones químicas de las rocas, un sustrato muerto del que las plantas obtienen elementos nutritivos. De hecho, el suelo y el lecho rocoso se equipararon. Dokuchaev considera el suelo como un cuerpo natural que tiene su propia génesis y su propia historia de desarrollo, un cuerpo con procesos complejos y multiformes que tienen lugar en su interior. El suelo se considera diferente del lecho rocoso. Este último se convierte en suelo bajo la influencia de una serie de factores de formación del suelo (clima, vegetación, país, relieve y edad). Según él, el suelo debería llamarse el "diario" o horizontes exteriores de rocas sin importar el tipo; se modifican naturalmente por el efecto común del agua, el aire y diversas clases de organismos vivos y muertos.

Una definición enciclopédica de 1914: "las diferentes formas de tierra en la superficie de las rocas, formadas por la descomposición o meteorización de las rocas". sirve para ilustrar la visión histórica del suelo que persistió desde el siglo XIX. El concepto de suelo de finales del siglo XIX de Dokuchaev se desarrolló en el siglo XX a uno de suelo como material terroso que ha sido alterado por procesos vivos. Un concepto corolario es que el suelo sin un componente vivo es simplemente una parte de la capa exterior de la tierra.

Se está produciendo un refinamiento adicional del concepto de suelo en vista de una apreciación del transporte y la transformación de energía dentro del suelo. El término se aplica popularmente al material en la superficie de la luna de la Tierra y Marte, un uso aceptable dentro de una parte de la comunidad científica. Precisa para esta comprensión moderna del suelo es la definición de suelo de Nikiforoff de 1959 como la "piel excitada de la parte subaérea de la corteza terrestre".

Áreas de práctica

Desde el punto de vista académico, los científicos del suelo suelen sentirse atraídos por una de las cinco áreas de especialización: microbiología, pedología, edafología, física o química. Sin embargo, los detalles del trabajo están dictados en gran medida por los desafíos que enfrenta el deseo de nuestra civilización de sostener la tierra que la sostiene, y las distinciones entre las subdisciplinas de la ciencia del suelo a menudo se desdibujan en el proceso. Los profesionales de la ciencia del suelo comúnmente se mantienen actualizados en química del suelo, física del suelo, microbiología del suelo, pedología y ciencia aplicada del suelo en disciplinas relacionadas.

Un esfuerzo interesante que atrae a los científicos del suelo en los EE. UU. a partir de 2004 es la Iniciativa de calidad del suelo. Para la Iniciativa de calidad del suelo es fundamental desarrollar índices de la salud del suelo y luego monitorearlos de una manera que nos brinde retroalimentación a largo plazo (década a década) sobre nuestro desempeño como administradores del planeta. El esfuerzo incluye la comprensión de las funciones de las costras microbióticas del suelo y la exploración del potencial para secuestrar el carbono atmosférico en la materia orgánica del suelo. Sin embargo, el concepto de agricultura en relación con la calidad del suelo no ha estado exento de controversias y críticas, incluidas las del premio Nobel Norman Borlaug y el ganador del Premio Mundial de la Alimentación Pedro Sánchez.

Un papel más tradicional de los científicos del suelo ha sido mapear suelos. Casi todas las áreas en los Estados Unidos ahora tienen un estudio de suelo publicado, que incluye tablas interpretativas sobre cómo las propiedades del suelo apoyan o limitan las actividades y los usos. Una taxonomía de suelos aceptada internacionalmente permite una comunicación uniforme de las características y funciones del suelo. Los esfuerzos nacionales e internacionales de estudio de suelos le han dado a la profesión conocimientos únicos sobre las funciones a escala del paisaje. Las funciones del paisaje que los científicos del suelo deben abordar en el campo parecen dividirse aproximadamente en seis áreas:

• Tratamiento terrestre de desechos
  • Sistema séptico
  • Manure
  • Biosolids municipales
  • Desechos de procesamiento de alimentos y fibra
• Identificación y protección de las zonas ecológicamente críticas
  • Suelos sensibles e inestables
  • Humedales
  • Situaciones únicas de suelo que apoyan hábitat valioso y diversidad de ecosistemas
• Gestión de la productividad óptima de la tierra
  • Silvicultura
  • Agronomía
    • Gestión de los nutrientes
    • Gestión del agua
  • vegetación nativa
  • Grazing
• Manejo para una óptima calidad del agua
  • Gestión del agua de las tormentas
  • Control del sedimento y la erosión
• Remediación y restauración de tierras dañadas
  • Reclamación de minas
  • Daño por inundaciones y tormentas
  • Contaminación
• Sostenibilidad de los usos deseados
  • Conservación del suelo

También hay aplicaciones prácticas de la ciencia del suelo que pueden no ser evidentes al mirar un estudio de suelo publicado.

• Salir radiométrico: específicamente un conocimiento de la pedología local se utiliza hasta la fecha de actividad anterior en el sitio
  • Estratificación (arqueología) donde los procesos de formación del suelo y las cualidades conservantes pueden informar del estudio de los sitios arqueológicos
  • Fenómenos geológicos
    • Landslides
    • Fallos activos
• Alteración de suelos para lograr nuevos usos
  • Vitrificación para contener desechos radiactivos
  • Aumento de la capacidad microbiana del suelo en contaminantes degradantes (bioremediación).
  • Secuestro de carbono
  • Environmental soil science
• Pedología
  • génesis del suelo
  • Pedometrics
  • Morfología del suelo
    • Micromorfología del suelo
  • Clasificación del suelo
    • USDA soil taxonomy
    • World Reference Base for Soil Resources
• Biología del suelo
  • Microbiología del suelo
• Química del suelo
  • Bioquímica del suelo
  • mineralogía del suelo
• Física del suelo
  • Función de pedotransferencia
  • Metal mecánica e ingeniería
• Hidropedia del suelo, hidropedia

Campos de aplicación en la ciencia del suelo

• Cambio climático
• Ecosystem studies
• Función de pedotransferencia
• fertilidad del suelo / Gestión de nutrientes
• Gestión del suelo
• Encuesta de suelo
• Métodos de análisis estándar
• Estudios sobre cuencas hidrográficas y humedales

Disciplinas relacionadas

• Ciencias agrícolas
  • Agricultural soil science
  • Agrophysics science
  • Gestión de los riegos
• Antropología
  • Estratigrafía arqueológica
• Environmental science
  • Ecología del paisaje
• Geografía física
  • Geomorfología
• Geología
  • Biogeoquímica
  • Geomicrobiología
• Hidrología
  • Hidrogeología
• Gestión de desechos
• Ciencias de los humedales

Capacidad de almacenamiento de depresión

La capacidad de almacenamiento de depresión, en la ciencia del suelo, es la capacidad de un área particular de tierra para retener agua en sus hoyos y depresiones, evitando así que fluya. La capacidad de almacenamiento de la depresión, junto con la capacidad de infiltración, es uno de los principales factores involucrados en el flujo superficial de Horton, donde el volumen de agua supera tanto la capacidad de almacenamiento de la infiltración como la depresión y comienza a fluir horizontalmente a través de la tierra, lo que posiblemente provoque inundaciones y erosión del suelo. El estudio de la capacidad de almacenamiento de las depresiones terrestres es importante en los campos de la geología, la ecología y especialmente la hidrología.