VERTISOLES Y ULTISOLES: CARACTERÍSTICAS,COMPARACIONES Y MANEJO

Yajaira T. Alva, Fernando B. Chung, Roberto A. Ojeda, Julián Orgay Sara G. Tixe

Resumen

Para el presente trabajo se indago acerca de las características ymanejo de los suelos Ultisoles y Vertisoles en los diferentestipos de clasificación teniendo como base la USDA, se tomó encuenta la clasificación brasileña, francesa y la de la WRB. LosUltisoles son suelos de trópico con poca materia orgánica, queposee bajo pH que desencadena en baja CIC y poca fertilidad,además de altos niveles de Al y poco fósforo disponible. El manejopara mejorar estas características se da con el uso de enmiendas,incorporación de materia orgánica, fertilización fosforada, y usode plantas tolerantes al bajo pH y bajo contenido fósforocambiable. Los Vertisoles son suelos que tienen problemas con suspropiedades físicas dedibo a su expansión cuando estos dehumedecen y sus cuarteaduras cuando estansecos, presentas unadificultad en el área de ingeniería civil y agronomía, el manejodebe tener enmiendas que mejoren la porosidad y evitar que esta sepierda en el tiempo. Hay una escases de datos por la falte deestudios en el Perú, es necesaria una organización de recolecciónde datos del recurso suelo para su mejor aprovechamiento.

Palabras claves: Ultisol, Vertisol, Manejo, Materia orgánica, uso

Abstract

For this paper we investigate about the characteristics andmanagement of soils Ultisols and Vertisols in different types ofclassification on the basis of the USDA, we took into account theclassification Brazilian, French and the WRB. The tropicalUltisols are soils with little organic matter, which has low pH

that triggers low CEC and low fertility, and high levels of Al andlow available phosphorus. To improve handling characteristic isgiven to the use of amendments, incorporation of organic matter,phosphorus fertilization, and use of low pH tolerant plants andlow phosphorus content changeable. Vertisols are soils that haveproblems with their physical properties dedibo to expansion whenthose of wet and cracks when estansecos, show a difficulty in thearea of civil engineering and agronomy, management should haveamendments that improve the porosity and prevent this lost intime. There is a scarcity of data by the lack of studies in Peru,we need a data collection organization of soil resources forbetter use.

Key words: Ultisol, Vertisol, Manejo, Materia Orgánica, use.

Introducción

Los suelos son la base misma de nuestra existencia. A lo largo delpasado, el presente y el futuro previsible han sido, son yseguirán siendo la base de nuestra cadena de nuestro suministro dealimentos y un recurso vital de capital de cada nación. Todo elmundo debe estar plenamente consciente de que la capa del suelosirve de soporte de la vida humana es muy fina y que la formacióndel suelo es un proceso lento. Una vez que se pierde la capa finasuperior, por erosión, es muy difícil restablecerla. Dañosinvisibles a simple vista pueden afectar gravemente a laproductividad. Los suelos son mucho más vulnerables de lo que sesuele pensar. Sólo con un manejo apropiado se pueden considerarcomo recursos renovables (Sheng, 1990).

El presente trabajo se realiza con la finalidad de conocer lascaracterísticas de los suelos clasificados según el criterio delDepartamento de Agricultura de los Estados Unidos, tomando encuenta en esta ocasión con la descripción, comparación y uso de

los suelos Vertisoles y Ultisoles para planear un manejo adecuadopara su explotación agrícola y conservación. (objetivos)

Los Ultisoles son suelos propios de climas cálidos y húmedos(zonas tropicales) que presentan una estación con precipitacióndeficiente y se localizan en posiciones geomorfológicas viejas, endonde se haya densa vegetación, principalmente bosques, dondeexiste presencia de vegetación forestal; aunque también se puedepresentar en pantanos. En el Perú se encuentra en una extensión de35 millones de hectáreas, pertenecientes a las regiones de Loreto,Ucayali, Madre de Dios y Puno (Sanchez y Benites, 1984).

Poseen colores rojo y amarillo, que es resultado de laacumulación de óxido de hierro, el cual es insoluble en agua. Lasprincipales nutrientes, como el calcio y el potasio, sontípicamente deficientes en Ultisoles, lo que significa quegeneralmente no se pueden utilizar para la agricultura sedentariasin la ayuda de cal y otros fertilizantes, tales como superfosfato(Grunwald, 2013)

Los minerales de arcilla que se encuentran en Ultisoles sonprincipalmente caolinita y gibbsita (1:1) así como algunosminerales de arcilla 2:1(Grunwald, 2013). Es debido a la presenciade Caolinita que estos suelos presentan una alta fijación defósforo lo que resulta en bajos niveles de P disponible (Rehará yGilma 1981, Arévalo y Gauggel 2010).

La Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) es baja con un aumentoleve del CIC en el horizonte superior, debido al reciclaje de lamateria orgánica. Debido a la constante pérdida de bases a travésde la lixiviación y erosión, la CIC se sigue manteniendo baja. Esdebido también a la presencia de Caolinita que la capacidad deintercambio catiónico es baja, al igual que la capacidad deretención de agua.

Los bajos contenidos de bases (bajos nutrientes) están asociados auna alta acidez del suelo. Horizontes superficiales rara vezposeen valores de pH de menor de 5,0 o mayor de 5.8. En general,

los valores de pH disminuyen con la profundidad a un mínimo de 4,0a 5,5 en el horizonte argílico. Se presenta al aluminio como elcatión dominante en este tipo de suelos. (Grunwald, 2013).

Los suelos del orden de los vertisoles son suelos que se ubicanbajo la acción de clima tropical o subtropical, semiárido asubhúmedo y húmedo con una alternancia clara de estación seca yhúmeda, con una vegetación de tipo sabana, pastizal natural y/obosque. (WRB 2007).

En el Perú, encontramos vertisoles en Tumbes, aproximadamente 1400ha (ONERN, 1978), en Cajamarca (ONERN, 1977), en San Martin yAmazonas, con aproximadamente 400,000 hectáreas (Rodriguez, 1995).

Los Vertisoles presentan un alto contenido de arcilla,montmorillonita predominantemente (2:1), característica importanteen estos suelos, que se encuentra entre 40 al 60%, pero puedellegar a un 80% (Dudal 1965), esto les permite tener una altacapacidad de retención de humedad. Este contenido de arcillaaumenta conforme aumenta la profundidad hacia el subsuelo (Butlery Hubble1977).

La relación entre pérdida y aumento de humedad establece laformación de grietas en la superficie; este proceso es explicadopor Yule y Ritchie (1980) en tres fases:

1. Contracción estructural, el suelo se encuentra muy húmedo; seproduce la perdida de agua de los poros más grandes y el airereemplaza al agua durante el secado, no hay cambio global delvolumen del suelo

2. Contracción normal, la pérdida de agua se produce entre lospotenciales matriciales de -0.3 y -15 bares (entre Capacidadde Campo y Punto de Marchitez; Agua Disponible); estacontracción es equidimensional (es decir es una contracciónque produce una disminución similar en todas las dimensiones,lados o direcciones del objeto), lo que permite el cálculodel Coeficiente de Expansión Lineal (COEL).

3. Contracción residual, en el que la pérdida de agua se producepor debajo de los potenciales matriciales de alrededor de -15A -20 bares, esta pérdida se produce a partir de los dominiosde cristales de calcio ubicados en la MontmorillonitaSaturada y no está acompañada de un importante cambio devolumen; la pérdida de agua va acompañada de entrada de aireen el espacio inter - cristalino.

El producto de estas tres fases es que un mayor encogimiento desuelo sobre una mayor gama de agua disponible en el campo sólo seproduce por la contracción gradual de los peds, sin entrada deaire dentro de los agregados, por lo tanto, el signo visible obvioes un ensanchamiento de las grietas entre los agregados. Sinembargo, las fases inicial y final, en potenciales matriciales de-0,3 y -15 a -20 bar, se asocian con poca o ninguna hinchazón, yla pérdida de agua se asocia con un volumen correspondiente deaire que entra a poros grandes y dominios (Un haz de partículas dearcilla que sólo es visible en luz polarizada cruzada= coloide?)respectivamente. Esto conlleva a que en el suelo se dé un procesode formación de Haploidización por argilo-pedoturbación, queconsiste en una mezcla del material que produce la imposibilidadde una diferenciación de horizontes.

Durante el período seco, se forman las grietas que poco a poco sevan rellenando por la erosión natural. Ahora bien, cuando seproduce una lluvia copiosa estas partículas que han caído dentrose hinchan y dan lugar a veces a la aparición del microrelieve enforma de gilgai. En este sentido la pedoturbación es un procesoque homogeniza el perfil del suelo debido al llenado de lasgrietas con material superficial durante la estación seca.

El nombre Vertisol deriva del vocablo latín "vertere" quesignifica verter o revolver, haciendo alusión al efecto de batidoy mezcla, al reciclado del material del suelo provocado por lapresencia de arcillas hinchables; las cuales están afectadas porlos diferentes contenidos de humedad, que no solo se produce enlas presiones y movimientos de los planos horizontal y vertical,sino también se produce en direcciones entre estos planos.

Esto da lugar a agregados estructurales agregados en forma de cuñay esfenoidales.

El movimiento de estos suelos al expandirse y contraerse, provocanla formación de caras de deslizamiento, especialmente comunes enlos horizontes inferiores. Además estos movimientos pueden llevara la destrucción de las películas de arcilla de las caras de losagregados, pero a su vez favorecen la reorientación "in situ" delas partículas de arcilla formando "caras de presión"(Salinas1983).

También se caracteriza la formación de gilgais, que se refierenmicrorelieves como como micro-lomas y micro-depresiones de lasuperficie edáfica, ha surgido muchos mecanismos para su génesis,pero el más acertado es el basado en la desigual inflamación ycontracción del suelo (Hallsworth y Beckmann1969).

Presentan una consistencia que va desde muy duros en seco, a muypegajoso o plástico en mojado.

En zonas tropicales, el pH de los vertisoles, que se encuentran envalles, puede llegar a 9.5 en la superficie del suelo, debido a laacumulación de sodio intercambiable, en conjunción con el altocontenido de arcilla montmorillonitica; esto produce efectosdesastrosos en la estructura del suelo (Jewitt et al, 1979).

Algunos de los Vertisoles son calcáreos. La distribución de CaCO3puede ser de manera uniforme en todo el perfil o puede iraumentando conforme se va profundizando hacia los horizontesinferiores (De Vos y Virgo, 1969). La presencia de compuestoscalcáreos, junto con el predominio de arcillasmontmorilloniticas, influyen en gran medida en la disponibilidadde nutrientes para planta, tales como fosfato (Nad et al. 1975)

Respecto al contenido de materia orgánica, no es muy alta, aunquese podría confundir debido al color oscuro de los suelosvertisoles (Singh, 1954). Se ha encontrado en vertisoles de laIndia que contienen materia orgánica menor lo igual al 1% (Roy y

Barde1962), y en vertisoles africanos varía entre 0.5 al 2%(Dudal, 1965). En algunos suelos australianos, la cantidad demateria orgánica puede llegar al 6%en la superficie de regionessemiáridas (Williams y Colwell, 1977).

Se ha encontrado una distribución de la materia orgánica más omenos uniforme en el primer metro del perfilen algunos Vertisolesindios. Por ejemplo, C orgánico y N total en el perfil de unVertisol profundo en el Centro deI ICRISAT sólo disminuyeron desde0,45 hasta 0,31, y 0,049 a 0,034%, respectivamente, desde laparte superior hasta los 120cm de profundidad (ICRISAT, 1978).

Debido al predominio habitual de minerales de arcilla del tipo 2:1 en partículas de fracción de 2 micras de tamaño, los vertisolesposeen una alta capacidad de intercambio catiónico (CIC), aunqueesto depende del contenido real de arcilla.

La CIC del material del suelos comúnmente varía entre 30 y 80 cmol(+) / kg de suelo seco; la CIC de la arcilla varia de 50 a 100cmol (+) / kg de arcilla. El porcentaje de saturación de bases esmayor que 50%, y a veces cerca del 100% con los iones calcio ymagnesio ocupando el 90% de los sitios de intercambio. El calcioes el catión más dominante, con una variación de 52 a 85% delcomplejo de cambio total. Le sigue el magnesio, que oscila entreel 10 y 30%, y por último el sodio, que por lo general representamenos del 20% del total de la CIC (Roy y Barde, 1962; ISRIC,2013). Vertisoles de Sudáfrica, con un contenido de arcilla de 50a 60% tenían un CIC que van desde 50 hasta 66 meq por 100 g desuelo. Por lo tanto, el contenido de arcilla montmorilloniticaa enun Vertisol da una estimación aproximada de CIC porque 1 g dearcilla imparte sobre 0,5 a 0,7 meq del CIC al suelo, y el aportede la materia orgánica hacia la CIC es bastante bajo en la zonatropical debido a contenidos bajos de materia orgánica (Roy yBarde, 1962).

El contenido de materia orgánica en los vertisoles, al igual queen otros suelos, depende de la vegetación dominante y de lasprácticas de uso del suelo (Dudal, 1965), y, respecto a los

trópicos, también depende de la temperatura (Jenny y Raychaudhuri,1960).

MANEJO DE ULTISOLESLos suelos Ultisoles de la Selva Peruana se caracterizan por serfuertemente ácidos, siendo el aluminio el catión dominante enellos, además presentan una fuerte deficiencia de fosforodisponible.Prácticas como el encalado, constituye una buena medida paramejorar las condiciones de suelo, así como también resultanecesario considerar la adición de fertilizantes fosforados.Los cultivos tolerantes a acidez como el ananá, castaña de cajú,té y caucho pueden cultivarse con algún éxito. Áreas crecientes deAcrisols se plantan con palma aceitera (WRB, 2006)Los problemas de acidez de los suelos se intensifican, sobre todocuando son sometidos a procesos de deforestación, sin reposicióninmediata de la cobertura vegetal y más aún si están ubicadas enladeras (Sanchez, P y Benites, J.; 1984).

Los suelos Ultisoles ácidos con poca pendiente pueden sercultivados en forma continua en sistemas de producción conaltos y bajos insumos, pasturas y cultivos perennes.

Se han cosechado 28 cultivos consecutivos en rotaciones dearroz-maíz-soya-maíz durante los últimos años en Yurimaguas.El seguimiento de la dinámica de suelos indica que confertilización y encalado adecuados, los suelos no degeneran,sino que mejoran sus propiedades químicas.

Para suelos Ultisoles de pendiente plana hasta inclinadaexisten sistemas de cultivos con bajos insumos que combinanel uso de variedades del arroz y caupí altamente tolerantes ala acidez.

Para suelos Ultisoles de pendiente hasta de 15%, se puedenproducir buena ganadería de doble propósito con bajos insumoutilizando mezclas de especies altamente tolerantes a laacidez como las gramíneas Andropogon gayanus y Brachiariadecumbens y las leguminosas Stylosanthes guianensis yDesmodium ovalifolium. El suelo con buenos pastos y manejoanimal no se degenera.

Para suelos Ultisoles de pendientes moderadas, los cultivosperennes ofrecen la alternativa que más se asemeja alreciclaje natural del bosque. Experiencia con palma aceitera,pijuayo y otras especies amazónicas son buenas en combinacióncon cultivos (sistemas agroforestales) o con cobertura deleguminosas.

Aunque no se recomienda el uso de pendientes generalmentemayores de un 20% es necesario la regeneración de suelosUltisoles en pendientes sumamente altas que han sidoabandonadas del cultivo de la coca.

Ensayos en Tingo María, indican que dichos suelos se puedenrecuperar sembrando leguminosas rastreras tales como Kudzu,Desmodium ovalifolium y Centrosema híbrido las cuales toleranla acidez del suelo y con poca fertilización producen unacobertura total la cual elimina la fuerte erosión típica deestas regiones.

MANEJO DE VERTISOLES. Estos suelos tienen considerable potencial agrícola, pero el

manejo adecuado es una precondición para la producciónsostenida (WRB, 2006).

Debido a sus reacciones de contracción y expansión, lascuales dependen de su contenido de humedad, estos suelosafectan negativamente las labores agrícolas y la instalaciónde obras de ingeniería.

Fertilizaciones de mantenimiento del cultivo, atendiendo conénfasis particular los niveles de K y de Zn, constituyen elmanejo nutricional básico en estos suelos.

Así como también son comunes las aplicaciones de nitrógeno(N) y fosforo (P) y, ocasionalmente, azufre (S) (INEGI,2009).

La utilización de pesticidas debe ser cuidadosamente planeadacuando se efectúan rotaciones de cultivos debido a quealgunos de ellos pueden ser atrapados entre las micelasarcillosas durante el primer cultivo y liberados cuando seriega durante el segundo ciclo.

Se considera que las limitantes productivas de los vertisolesson esencialmente física y no nutricionales.

Las propiedades físicas y el régimen de humedad del suelo delos Vertisoles representan serias restricciones de manejo.

El predominio de minerales de arcilla expandibles resulta enrango de humedad del suelo restringido entre stress hídrico yexceso de agua. La labranza se obstaculiza por la adhesividadcuando el suelo está mojado y dureza cuando está seco (WRB,2006).

Se utilizan para cultivos de caña de azúcar, algodón, trigo,sorgo, maíz y arroz (INEGI, 2009).

El algodón se sabe que se desempeña bien en Vertisoles, segúnse asegura, porque el algodón tiene un sistema radicularvertical que no se daña severamente por el agrietamiento delsuelo. Los cultivos forestales generalmente son menosexitosos porque las raíces de los árboles encuentran difícilestablecerse en el subsuelo y se dañan cuando el suelo seexpande y se contrae (WRB, 2006)

El exceso de agua en la estación lluviosa debe almacenarsepara su uso post-estación lluviosa (cosecha de agua) enVertisoles con velocidad de infiltración muy lenta (WRB,2006).

En diversos lugares, las siembras se realizan al final de laslluvias debido a que la cantidad de agua residual puede sersuficiente para algunos cultivos (INEGI, 2009)

Materiales y métodos

Para la elaboración del presente reporte se usaron librosvirtuales y la clasificación de suelos de la WRB, USDA, francesa ybrasileña expuestas en documentos pdf. Así como mapas de ladistribución de los vertisoles y ultisoles a nivel mundial ynacional y fotos de los vertisoles y ultisoles, además de datos dela ONERN. La información fue recopilada y estructurada a modo deque queden claro las principales diferencias entre un suelovertisol y otro ultisol.

Las características que determinan al orden vertisoles y ultisolesen el sistema USDA fueron usadas como base para buscar lascaracterísticas similares en otros sistemas de clasificación ypoder determinar los nombres equivalentes en cada sistema.

De acuerdo al cuadro comparativo de características entrevertisoles y ultisoles se determinó un manejo según laspropiedades de cada suelo para poder aprovechar de manerasustentable el recurso suelo.

Discusión de resultados

Figura N° 1: Distribución de Ultisoles y Vertisoles a nivelmundialFuente: HWSD, FAO

Cuadro N°1: Extension de los Ordenes de Suelo en el TerritorioNacional y su Ubicacion

Orden Extension% del

TerritorioNacional

Ubicación

Ultisol 35 millones deHectareas 27

Loreto,Ucayali,

Madre de Diosy Puno

Vertisol Aproximadamente400 000

hectareas

0.3 Tumbes,Cajamarca,

San Martin y

Amazonas

Fuente: ONERN, 1978; ONERN, 1977; Rodriguez, F., 1975

Cuadro N°2: equivalencias de ultisoles y vertisoles en losdiferentes sistemas de clasificación.

USDA WRB Brasil Francia

Ultisoles, Red andYellowEarths

Ultisoles

Arcillade bajaActividad

Acrisoles

Argissolos

Sols ferralitiquesfortement ou

moyennementdésaturés

Ultisoles

Arcillade Altaactividad

AlisolesFersialsols y solsfersiallitiquestrès lessivés

Vertisols Vertisoles Vertissolos Vertisols

Fuente: WRB, 2007; AFES, 2008; Soil Survey Staff, 2010.

Cuadro N°3: Distribución de Ultisoles y Vertisoles endepartamentos del Perú, tipo de clima.

Orden Ubicación Tipo de Clima Característica

Ultisoles Loreto,Ucayali,

Cálidos yhúmedos

Presencia de unhorizonte argilico

Madre de Diosy Puno

(zonastropicales)

con unaestación conprecipitacióndeficiente

(iluvial).

Vertisoles

Tumbes,Cajamarca,

San Martin yAmazonas

Estacionhumeda y seca

marcada

Expansion ycontracción de lasarcillas 2:1, loque permite un

reciclaje de losmateriales del

suelo.

Fuente: ONERN, 1978; ONERN, 1977; Rodriguez, F., 1975; Grunwald, 2013; Yule yRitchie, 1980

El efecto del clima, teniendo como principal variable laprecipitación, determina algunas características particulares deestos ordenes; en ultisoles, suelos presentes en zonas tropicales,donde las altas precipitaciones generan un horizonte iluvial(argilico), característico de estos suelos; y los vertisoles,ubicados bajo zonas donde existe una alternancia clara de estaciónseca y húmeda, que permite la expansión y contracción de arcillasexpandibles (arcillas 2:1), generando una mezcla, un reciclado delmaterial del suelo.

Gráfica N° 2: Superficie de los principales grupos de suelo enAmérica Latina y el Caribe.

Fuente: INEGI, 2009

Cuadro N°3: Características de suelo Ultisol y Vertisol

Orden deSuelo pH Tipo de

Arcilla

Colordel

perfilCIC

%Saturacion deBases

Estructura Drenaje Textur

aPorosidad (%)

Hidróxido de

Fe y Al

Fijaciónde P

ULTISOL

4.5–5.5

1:1

Caolinita

Rojo aAmarillo

Bajo

Bajo

30-40%Granula

rModeradamente Bueno

Arenosa a

Francoarenos

a50 Alto Alta

VERTISOL

7.5–8.5

2:1

Montmorillonita

Oscuro

Pardo

Negro

Alto

Alto

Mayor a50%,puedellegara 100%

Bloques Pobre Arcillosa 52-56 Bajo Baja

- Debido a las características del tipo de arcilla, se puede inferir que los suelos del ordenUltisol son más evolucionados que los suelos del orden vertisol, esto quizás debido a la

exposición que tienen los ultisoles de encontrarse en zonas con precipitaciones continuas, loque conlleva a una meteorización de las partículas minerales.

- El color de los suelos del orden Ultisol se debe a la presencia de formas de hierro oxidadaso hidratadas; mientras que para el caso de los vertisoles, se puede confundir con contenidode materia organica, aunque no necesariamente sea asi. Este color es característico de esteorden, pero quizás no solo el color este determinado por el contenido de materia organicasino por problemas en el drenaje.

Conclusiones

Los problemas en el manejo agronómico en los Ultisoles derivaen la falta de nutrientes, falta de fósforo disponible, y lavado de potasio, magnesio y calcio.

Los Ultisoles son el resultado de los efectos del clima, de manera más precisa de las precipitaciones, dentro de sus procesos edafogénicos.

Los problemas en el manejo agronómico de los Vertisoles deriva en problemas con sus características físicas, poco drenaje cuando esta húmedo y cuarteaduras cuando está seco. De manejar estas condiciones tiene buen potencial agrícola.

Los Vertisoles tuvieron gran efecto del clima dentro de sus procesos edafogénicos.

Ambos suelos, como cualquier otro orden, pueden ser aprovechados al máximo con un adecuado manejo, conocimiento obtenido por la investigación.

Se requiere un estudio profundo de los recursos naturales delPerú, recurso suelo, y llevar a una clasificación más exacta para darle el uso adecuado, aprovecharlo y evitar su deterioro.

Recomendaciones

Se recomienda el uso de materia orgánica para evitar la erosión y aumento de CIC de los Ultisoles, por sus características se puede usar para fines forestales.

Aplicación de enmiendas como el encalado (CaCO3), o dolomita (CaMg(CO3)2), además de fertilizaciones inorgánicas de fósforo y practicas conservacionistas.

Uso de plantas que se adapten a suelos con bajo pH y a la falta de fósforo.

Para mejorar las propiedades físicas de Vertisoles se requiere la incorporación de materiales orgánicos que

aumenten su aireación y su porosidad, manteniéndola en el tiempo.

En los Vertisoles se requiere, preferentemente, plantas de raíces verticales profundas, para que la estructura del suelono interfiera con su desarrollo.

Se recomienda más estudios sobre clasificación de suelos del Perú ya que por su mal uso deviene en una degradación del suelo y evita una adecuada agricultura.

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Anexos