Historia del estudio del suelo

Los primeros conceptos de suelo se basaron en ideas desarrolladas por un químico alemán, Justus von Liebig (1803–1873), y modificados y refinados por científicos agrícolas que trabajaron con muestras de suelo en laboratorios, invernaderos y pequeñas parcelas. Rara vez se examinaban los suelos por debajo de la profundidad de labranza normal. Estos químicos sostuvieron la teoría del "balance general" de la nutrición vegetal. El suelo se consideraba un contenedor de almacenamiento más o menos estático para los nutrientes de las plantas: los suelos podían usarse y reemplazarse. Este concepto todavía tiene valor cuando se aplica dentro del marco de la ciencia moderna del suelo, aunque una comprensión útil de los suelos va más allá de la eliminación de nutrientes del suelo por los cultivos cosechados y su devolución en forma de estiércol, cal y fertilizante.

Los primeros geólogos generalmente aceptaron la teoría del balance de la fertilidad del suelo y la aplicaron dentro del marco de su propia disciplina. Describieron el suelo como roca desintegrada de varios tipos: granito, arenisca, labranza glacial y similares. Sin embargo, fueron más allá y describieron cómo los procesos de meteorización modificaron este material y cómo los procesos geológicos lo moldearon en formaciones terrestres como morrenas glaciares, llanuras aluviales, llanuras de loess y terrazas marinas. La monografía (1891) del geólogo Nathaniel Shaler (1841-1906) sobre el origen y la naturaleza de los suelos resumió el concepto geológico de suelos de finales del siglo XIX.

Los primeros estudios de suelos se realizaron para ayudar a los agricultores a localizar suelos que respondieran a diferentes prácticas de manejo y para ayudarlos a decidir qué cultivos y prácticas de manejo eran los más adecuados para los tipos particulares de suelo en sus fincas. Muchos de los primeros trabajadores eran geólogos porque solo los geólogos estaban capacitados en los métodos de campo necesarios y en la correlación científica apropiada para el estudio de suelos. Ellos concibieron los suelos como principalmente los productos de la meteorización de las formaciones geológicas, definidas por el relieve y la composición litológica. La mayoría de los levantamientos de suelos publicados antes de 1910 estuvieron fuertemente influenciados por estos conceptos. Los publicados entre 1910 y 1920 agregaron gradualmente mayores refinamientos y reconocieron más características del suelo, pero conservaron conceptos fundamentalmente geológicos.

La teoría del balance de la nutrición vegetal dominaba el laboratorio y el concepto geológico dominaba el trabajo de campo. Ambos enfoques se enseñaron en muchas aulas hasta finales de la década de 1920. Aunque algunos científicos del suelo, especialmente Eugene W. Hilgard (1833-1916) y George Nelson Coffey (1875-1967) en los Estados Unidos y los científicos del suelo en Rusia, estaban desarrollando conceptos de suelo más amplios y útiles en general, los datos necesarios para La formulación de estos conceptos más amplios provino del trabajo de campo del levantamiento de suelos.

Federico Alberto Fallou

En sus dos libros "Primeros principios de la ciencia del suelo" (1857, 2ª ed. 1865) y "Pedología o ciencia general y especial del suelo" (1862), Friedrich Albert Fallou desarrolló sus observaciones de campo recopiladas del suelo en un enfoque sistemático. Explicó por qué la formación del suelo era digna de estudio y apeló al reconocimiento de la ciencia del suelo como disciplina. En el trabajo de 1862, presentó una propuesta para la descripción del perfil del suelo, discutió las propiedades físicas y químicas de los suelos y propuso una clasificación de suelos basada en propiedades minerales.

Vasily Dokuchaev es reconocido hoy como más influyente que Fallou, sin embargo, en los años posteriores a la muerte de Dokuchaev, Fallou fue considerado como el fundador de la ciencia moderna del suelo por el alumno de Dokuchaev, el influyente pedólogo ruso Konstantin Dmitrievich Glinka (1867-1927). El estatus histórico de Fallou como fundador está respaldado por el científico del suelo de Moscú y bibliógrafo de la ciencia del suelo rusa, Arseny Yarilov, editor de “Pochvovedenie” (significa ciencia del suelo). Yarilov tituló su artículo de 1904 sobre Fallou en Pochvovedenie Friedrich Albert Fallou, fundador de la ciencia del suelo.

ciencia del suelo

Vasili Dokuchaev

La base científica de la ciencia del suelo como ciencia natural fue establecida por los trabajos clásicos de Vasily V. Dokuchaev. Anteriormente, el suelo había sido considerado un producto de transformaciones físico-químicas de las rocas, un sustrato muerto del que las plantas obtienen elementos minerales 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 formadores del suelo: clima, vegetación, país, relieve y edad. Según él, el suelo debería llamarse el horizonte "diario" o exterior de las rocas, independientemente del tipo; se modifican naturalmente por el efecto común del agua, el aire y diversas clases de organismos vivos y muertos.

A partir de 1870, la escuela rusa de ciencias del suelo bajo el liderazgo de VV Dokuchaev (1846–1903) y NM Sibirtsev (1860–1900) estaba desarrollando un nuevo concepto de suelo. Los trabajadores rusos concibieron los suelos como cuerpos naturales independientes, cada uno con propiedades únicas resultantes de una combinación única de clima, materia viva, material original, relieve y tiempo. Formularon la hipótesis de que las propiedades de cada suelo reflejaban los efectos combinados del conjunto particular de factores genéticos responsables de la formación del suelo. Hans Jenny luego enfatizó la relación funcional de las propiedades del suelo y la formación del suelo. Los resultados de este trabajo estuvieron generalmente disponibles para los estadounidenses a través de la publicación en 1914 del libro de texto de KD Glinka en alemán y especialmente a través de su traducción al inglés por CF Marbut en 1927.

Los conceptos rusos fueron revolucionarios. Las propiedades de los suelos ya no se basaban enteramente en inferencias de la naturaleza de las rocas o del clima u otros factores ambientales, considerados individualmente o en conjunto; más bien, al ir directamente al suelo mismo, la expresión integrada de todos estos factores podría verse en la morfología de los suelos. Este concepto requería que todas las propiedades de los suelos fueran consideradas colectivamente en términos de un cuerpo natural completamente integrado. En resumen, hizo posible una ciencia del suelo.

El entusiasmo inicial por el nuevo concepto y por la nueva disciplina emergente de la ciencia del suelo llevó a algunos a sugerir que el estudio del suelo podría proceder sin tener en cuenta los conceptos más antiguos derivados de la geología y la química agrícola. Ciertamente lo contrario es cierto. Además de sentar las bases para una ciencia del suelo con sus propios principios, el nuevo concepto hace que las otras ciencias sean aún más útiles. La morfología del suelo proporciona una base firme sobre la cual agrupar los resultados de la observación, los experimentos y la experiencia práctica y desarrollar principios integrados que predicen el comportamiento de los suelos.

Curtis Marbut

Bajo el liderazgo de CF Marbut, el concepto ruso se amplió y adaptó a las condiciones de los Estados Unidos. Este concepto enfatizó los perfiles de suelo individuales a la subordinación de las características externas del suelo y la geología de la superficie. Sin embargo, al enfatizar los perfiles del suelo, los científicos del suelo al principio tendieron a pasar por alto la variabilidad natural de los suelos que puede ser sustancial incluso dentro de un área pequeña. Pasar por alto la variabilidad de los suelos redujo seriamente el valor de los mapas que mostraban la ubicación de los suelos.

Además, el énfasis inicial en los perfiles genéticos del suelo fue tan grande como para sugerir que el material que carecía de un perfil genético, como el aluvión reciente, no era suelo. Se hizo una clara distinción entre la meteorización de las rocas y la formación del suelo. Aunque una distinción entre estos conjuntos de procesos es útil para algunos propósitos, la meteorización de rocas y minerales y la formación del suelo son comúnmente indistinguibles.

El concepto de suelo se fue ampliando y ampliando progresivamente durante los años posteriores a 1930, esencialmente a través de la consolidación y el equilibrio. El mayor énfasis había estado en el perfil del suelo. Después de 1930, los estudios morfológicos se extendieron de pozos individuales a trincheras largas o una serie de pozos en un área de suelo. La morfología de un suelo llegó a ser descrita por rangos de propiedades que se desvían de un concepto central en lugar de un solo perfil "típico". El desarrollo de técnicas para estudios mineralógicos de arcillas también enfatizó la necesidad de estudios de laboratorio.

Marbut enfatizó fuertemente que la clasificación de los suelos debe basarse en la morfología en lugar de en las teorías de la génesis del suelo, porque las teorías son tanto efímeras como dinámicas. Quizás hizo demasiado hincapié en este punto para compensar a otros trabajadores que asumieron que los suelos tenían ciertas características sin examinar los suelos. Marbut trató de dejar en claro que el examen de los suelos mismos era esencial para desarrollar un sistema de clasificación de suelos y para hacer mapas de suelos utilizables. A pesar de esto, el trabajo de Marbut revela su comprensión personal de las contribuciones de la geología a la ciencia del suelo. Su clasificación de suelos de 1935 depende en gran medida del concepto de "suelo normal", el producto del equilibrio en un paisaje donde la erosión hacia abajo sigue el ritmo de la formación del suelo.

La clarificación y ampliación del concepto de una ciencia del suelo también surgió del creciente énfasis en el mapeo detallado del suelo. Los conceptos cambiaron con un mayor énfasis en la predicción del rendimiento de los cultivos para cada tipo de suelo que se muestra en los mapas. Muchas de las descripciones más antiguas de suelos no habían sido lo suficientemente cuantitativas y las unidades de clasificación habían sido demasiado heterogéneas para hacer las predicciones de rendimiento y manejo necesarias para planificar el manejo de fincas o campos individuales.

Durante la década de 1930, la formación del suelo se explicaba en términos de procesos vagamente concebidos, como "podzolización", "laterización" y "calcificación". Se suponía que estos eran procesos únicos responsables de las propiedades comunes observadas de los suelos de una región.

Hans jenny

En 1941, Factors of Soil Formation de Hans Jenny (1899–1992), un sistema de pedología cuantitativa, resumió e ilustró de manera concisa muchos de los principios básicos de la ciencia moderna del suelo hasta esa fecha. Desde 1940, el tiempo ha adquirido una importancia mucho mayor entre los factores de formación del suelo, y los estudios geomorfológicos se han vuelto importantes para determinar el tiempo que el material del suelo en cualquier lugar ha estado sujeto a los procesos de formación del suelo. Mientras tanto, los avances en la química del suelo, la física del suelo, la mineralogía del suelo y la biología del suelo, así como en las ciencias básicas que los sustentan, han agregado nuevas herramientas y nuevas dimensiones al estudio de la formación del suelo. Como consecuencia, la formación del suelo ha llegado a ser tratada como el conjunto de muchos procesos físicos, químicos y biológicos interrelacionados. Estos procesos están sujetos a estudio cuantitativo en física del suelo, química del suelo, mineralogía del suelo y biología del suelo. El foco de atención también se ha desplazado del estudio de los atributos generales de todo el suelo al detalle covariable de las partes individuales, incluidas las relaciones de grano a grano.

Chico smith

Tanto en la clasificación de Marbut como en la clasificación de 1938 desarrollada por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, las clases se describieron principalmente en términos cualitativos. Las clases no se definieron en términos cuantitativos que permitieran la aplicación consistente del sistema por diferentes científicos. Ninguno de los sistemas vinculó definitivamente las clases de sus categorías superiores, en gran parte influenciadas por conceptos genéticos iniciados por los científicos del suelo rusos, con las series de suelos y sus subdivisiones que se utilizaron en el mapeo de suelos en los Estados Unidos. Ambos sistemas reflejaban los conceptos y teorías de la génesis del suelo de la época, que eran predominantemente de carácter cualitativo. La modificación del sistema de 1938 en 1949 corrigió algunas de sus deficiencias pero también ilustró la necesidad de una reevaluación de conceptos y principios. Más de 15 años de trabajo bajo el liderazgo de Guy D. Smith culminaron en un nuevo sistema de clasificación de suelos. Este se convirtió en el sistema de clasificación oficial del US National Cooperative Soil Survey en 1965 y se publicó en 1975 como Soil Taxonomy: A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Surveys. El sistema Smith fue adoptado en los EE. UU. y muchas otras naciones para su propio sistema de clasificación.

Otro factor ha tenido un impacto inmenso en el levantamiento de suelos, especialmente durante la década de 1960. Antes de 1950, las principales aplicaciones de los levantamientos de suelos eran la agricultura, la ganadería y la silvicultura. Las aplicaciones para la planificación de carreteras se reconocieron en algunos estados a fines de la década de 1920, y las interpretaciones del suelo se colocaron en manuales de campo para ingenieros de carreteras de algunos estados durante las décadas de 1930 y 1940. Sin embargo, los cambios en los levantamientos de suelos durante este período fueron principalmente respuestas a las necesidades de la agricultura, la ganadería y la silvicultura. Durante las décadas de 1950 y 1960, los usos no agrícolas del suelo aumentaron rápidamente. Esto creó una gran necesidad de información sobre los efectos de los suelos en aquellos usos no agrícolas.

Bioturbación

Una reevaluación importante de la formación del suelo y el papel de la biota comenzó en la década de 1980, cuando los geomorfólogos del suelo comenzaron a reevaluar las primeras ideas de Charles Darwin y Nathaniel Shaler sobre el papel de la bioturbación en la formación del suelo. Ahora hay amplia evidencia para apoyar las conclusiones de Darwin, y en muchas áreas la biota que se entierra en el suelo son los principales agentes de la pedogénesis.

Materia orgánica del suelo

La materia orgánica del suelo es significativamente diferente de lo que entendía la ciencia del suelo antes del siglo XXI. Las fallas en el paradigma establecido se hicieron evidentes en 1999 cuando los modelos de suelo no pudieron acomodar el gran componente de carbón vegetal presente en Chernozems. En 2016, los libros de texto de ciencia del suelo comenzaron a abordar la necesidad de abandonar conceptos aceptados durante mucho tiempo, pero ahora obsoletos.

A partir de 2021, pocos entienden que la teoría clásica de los libros de texto sobre la acumulación de materia orgánica en el suelo "ha demostrado ser en su mayoría falsa".