Translate PaperArticulo OriginalCaracterización de dos tipos de suelos dedicados a la producción de plantas forrajeras
Andy Bernal-Fundora [1] [*]
Alberto Hernández-Jiménez [1]
Pedro José González-Cañizares [1]
Adriano Cabrera-Rodríguez [1]
[*] Autor para correspondencia. andy@inca.edu.cu
RESUMENLa evaluación de
las propiedades de los suelos permite conocer el nivel de degradación de
indicadores relacionados con la fertilidad y tener una mejor
comprensión de las respuestas de los cultivos ante las aplicaciones de
fertilizantes, con el fin de obtener rendimientos aceptables. El
presente trabajo fue realizado con el objetivo de caracterizar el estado
actual de dos tipos de suelos dedicados a la producción de plantas
forrajeras para la alimentación del ganado. En ambos suelos se
delimitaron sus contornos, se describieron morfológicamente sus perfiles
y posteriormente se clasificaron. En el muestreo agroquímico se
delimitaron parcelas elementales por tipo de suelo, en las que se
conformó una muestra por cada una, a las cuales se les determinaron el
pH, el fósforo asimilable, los cationes intercambiables, el contenido y
la reserva de carbono y se tomaron varias muestras para determinarles
composición mecánica, coeficiente de dispersión de la arcilla, humedad
natural e higroscópica, densidad del suelo y densidad de la fase sólida,
porosidad total y estabilidad de los agregados. Los suelos estudiados
fueron clasificados como Gley Nodular Ferruginoso y Fersialítico Pardo
Rojizo. Además, se demostró que ambos tipos de suelos presentaron
síntomas de degradación en el horizonte superior, reflejado por un bajo
contenido carbono, alto coeficiente de dispersión de la arcilla, una
baja retención de humedad, bajos porcentajes de porosidad, altos valores
en la densidad del suelo y la densidad de la fase sólida, conjuntamente
con una estructura caracterizada por la presencia de bloques
prismáticos de mediano tamaño.
INTRODUCCIÓNUno
de los recursos más importantes para garantizar la alimentación humana y
animal es el suelo, el que se comporta como una formación natural
compuesta por elementos minerales y orgánicos, resultantes de diversos
procesos de meteorización donde ocurren de manera continua, cambios
químicos, físicos y biológicos a partir del material de formación,
llegando a alcanzar una morfología y características particulares
dependiendo del ecosistema en que se desarrolle 1,2.
El
estudio de las características morfológicas, así como de las
propiedades químicas y físicas de los suelos es fundamental, ya que
permite conocer el nivel de degradación y afectación de indicadores que
se relacionan con la fertilidad y tener una comprensión más definida de
las respuestas de los cultivos a la aplicación de fertilizantes para
obtener los mayores rendimientos.
Los suelos poco
cultivados cuando se ponen bajo cultivo continuado, cambian sus
propiedades llegando a presentar problemas de degradación, como puede
ser la destrucción de la estructura y compactación, erosión y pérdida de
fertilidad en general 3-5,
lo que se agudiza cuando no se toman medidas para la conservación y
mejora de los suelos, conllevando a reducir las posibilidades de obtener
altos rendimientos agrícolas 6.
En
Cuba, numerosos trabajos de caracterización han abordado y cuantificado
objetivamente la problemática de la degradación de los suelos. Entre
estos trabajos se encuentra el estudio sobre la salinización secundaria 7, la acidificación con alto contenido de aluminio intercambiable debido al cambio climático 8, y más recientemente se han realizado trabajos donde se caracterizan procesos de erosión 9
y se describe el mecanismo de la degradación, a partir de cambios en
las propiedades que se degradan y algunos resultados sobre para su
mejoramiento 10.
En
la zona donde se encuentran ubicados los suelos estudiados, se
realizaron trabajos de caracterización en la década de los años 80,
cuando formaban parte de las áreas cañeras del Complejo Agroindustrial
Manuel Martínez Prieto, con los que se demuestra como el monocultivo de
esta gramínea influye negativamente sobre algunas de sus propiedades
químicas y físicas 11,12.
Actualmente estos suelos pertenecientes a la Dirección de Flora y Fauna
del municipio Boyeros, poseen una importancia vital para la producción
ganadera en el territorio, ya que se pretende establecer el cultivo de
plantas proteicas para la alimentación animal. Teniendo en cuenta lo
señalado anteriormente, el presente trabajo tiene como objetivo
describir las características morfológicas de los perfiles y
caracterizar algunas de las propiedades químicas y físicas de los suelos
en estudio.
MATERIALES Y MÉTODOSEl
origen de este trabajo parte de estudios en las áreas ganaderas,
pertenecientes a la Dirección de Flora y Fauna del municipio Boyeros. Se
seleccionaron dos tipos de suelos, en los cuales se realizaron
recorridos de campo tomando puntos con barrenas, para tener una
clasificación preliminar. Una vez precisados los contornos por tipos de
suelos, en estos se caracterizaron morfológicamente sus perfiles y se
describieron según el Manual para la cartografía y descripción de
perfiles de suelos 13 y clasificados posteriormente siguiendo los criterios de la Clasificación de los Suelos de Cuba 14 y la Base referencial mundial del recurso suelo 15.
Muestreo agroquímico de los suelosEn
el muestreo agroquímico se delimitaron parcelas elementales por tipos
de suelos, para el Gley la parcela contaba con un área de 16 ha,
mientras que para el Fersialítico fue de 13 ha, en donde se tomaron con
la ayuda de una barrena tipo holandesa 20 submuestras en cada parcela a
una profundidad de 0-20 cm por la diagonal del campo en zigzag, para
conformar una muestra compuesta por suelo, como se describe para el
cultivo de los pastos 13.
Las
muestras se analizaron en el Laboratorio de Análisis Químico de Suelos
del Departamento de Biofertilizantes y Nutrición de las Plantas del
Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) y se les realizaron las
siguientes determinaciones 16:
pH: potenciometría, relación suelo: agua 1:2,5
Fósforo asimilable: extracción con H2SO4
0.1 N con relación suelo solución igual a 1:25 m:v y determinación
colorimétrica mediante el desarrollo del color azul del complejo molibdo
fosfórico.
cationes intercambiables: extracción con acetato de amonio 1 mol L-1 a pH 7 y determinación por complejometría (Ca y Mg) y fotometría de llama (K y Na)
porcentaje de carbono: Walkley y Black
las reservas de carbono (Mg ha-1) se determinó mediante la fórmula: • Reserva de carbono= Carbono (%) * Densidad aparente (kg dm-3) * Profundidad (cm)
Análisis físico de los suelosPara
el análisis de las propiedades físicas de los suelos, se tomaron cinco
muestras al azar a una profundidad de 0-20 cm en cada una de las
parcelas elementales, y se les determinó humedad natural e higroscópica,
densidad del suelo, la densidad de la fase sólida y la estabilidad de
los agregados y para las determinaciones de análisis mecánico y análisis
granulométrico de los microagregados se utilizaron tres muestras.
Las
muestras se analizaron en el Laboratorio de Física de Suelos del
Departamento de Biofertilizantes y Nutrición de las Plantas del INCA
siguiendo las siguientes determinaciones 17:
análisis mecánico, por el método de Bouyoucos con pirofosfato de sodio y hexametafosfato de sodio
análisis
granulométrico de los microagregados del suelo por el método de
Bouyoucos y el coeficiente de dispersión, por la división del porcentaje
de arcilla de microagregados entre el porcentaje de arcilla del
análisis mecánico multiplicado por cien
determinación de la humedad natural y humedad higroscópica del suelo, mediante el método gravimétrico
determinación de la densidad aparente, por el método de los cilindros cortantes de 100 cm3
determinación de la densidad real, por el método del picnómetro en agua
determinación de la porosidad total según la fórmula:
Porosidad total= (1 - Densidad aparente/Densidad real) * 100
análisis de los agregados del suelo, por el método de N. I. Savvinov
Procesamiento estadísticoSe
determinó el coeficiente de variación y el intervalo de confianza de la
media de las variables analizadas. Se utilizó el programa Statgraphics
Centurion XV Versión 15.2.14.
RESULTADOS Y DISCUSIÓNTeniendo
en cuenta la descripción morfológica de los perfiles, fueron
clasificados dos tipos de suelos, uno como Gley Nodular Ferruginoso
(GNF) y otro como Fersialítico Pardo Rojizo (FrsPR), los cuales
representan el 38,28 % y 25,59 % respectivamente, de una superficie
estudiada de 900 ha aproximadamente 18.
Descripción del perfil de suelo Gley Nodular FerruginosoEl
suelo GNF se localiza en un área depresional desde Murgas hacia el
poblado de El Rincón, ubicado en la hoja cartográfica de Bejucal, a unos
50 (m.s.n.m.), en las coordenadas planas: N: 349,250 m; E: 352,500 m
sistema Cuba Norte de la proyección Cónica Conforme de Lambert. La
topografía del terreno es llano, con una pendiente menos de 2 %. Este
suelo estuvo cultivado de caña de azúcar y actualmente con pasto,
presentando un drenaje superficial e interno deficiente.
El
proceso de formación que se manifiesta para este suelo es de
gleyzación, con un horizonte de diagnóstico A ócrico y B nodular
ferruginoso, con la presencia de propiedades gléyicas a partir de los 16
cm de profundidad. Debido a las características que posee se clasifican
como Gley Nodular Ferruginoso agrogénico 14 y Gleysol dístrico 15.
Este suelo debido a que su formación es a partir de sedimentos
enriquecidos con hierro y aluminio y por la influencia de las
condiciones hidromórficas, se produce la formación de nódulos
ferruginosos en casi todo el espesor del perfil 14.
Descripción del perfil de suelo Fersialítico Pardo RojizoEl
suelo FrsPR, este se localiza un km antes de llegar a Murgas, viniendo
desde el Wajay, ubicado en la hoja cartográfica de Bejucal, a unos 75
(m.s.n.m.), en las coordenadas planas: N: 352,800 m; E: 351,550 m
sistema Cuba Norte de la proyección Cónica Conforme de Lambert. La
topografía del terreno es ondulado, con una pendiente menos de 2 %. Este
suelo estuvo cultivado con caña de azúcar y actualmente con pastos y
cultivos varios, presentando un drenaje superficial bueno e interno
regular.
El proceso de formación que predomina
es de Fersialitización, por la presencia de un horizonte de diagnóstico
principal fersiálico y normal ócrico, con características de diagnóstico
de color rojo y carbonatado. Por tales características se clasifica
como Fersialítico Pardo Rojizo erogénico 14 o Cambisol chromic 15.
Propiedades químicasSuelo Gley Nodular FerruginosoAl analizar la caracterización química del suelo GNF (Tabla 1), los resultados reflejaron que presentó un contenido medio de fósforo asimilable (P2O5) 13, pH neutro, contenido medio de calcio (Ca2+), alto de magnesio (Mg2+), muy bajo de sodio (Na+), bajo en potasio intercambiable (K+), con una alta capacidad de intercambio de bases (CIB) 19 y un bajo porcentaje y reserva de carbono.
Algunas de las características químicas de
este suelo no coinciden con los de su tipo, los cuales generalmente
presentan un contenido de materia orgánica alrededor del 3-4 % y el pH
con tendencia a la acidez 20. Este valor
de pH cercano a 7, unido a su alta capacidad de intercambio de bases,
puede deberse a la influencia de las formas del relieve, al recibir
materiales transportados compuestos por una capa arcillosa de minerales
del tipo 2:1, que presentan estas características 11.
En
estudios realizados en suelos Gley Nodular Ferruginoso distribuidos en
diferentes zonas del país y bajo el cultivo de arroz y diferentes
especies forrajeras 21-24,
se encontraron contenidos de materia orgánica y fosforo asimilable
similares a los observados en el suelo objeto de estudio; sin embargo,
estos autores encontraron valores de pH que oscilaron desde ligeramente
ácido a ácido, lo que pudiera estar dado por el propio proceso de
gleyzación, ya que la reducción del hierro y la paulatina liberación de
aluminio favorecen la acidez de estos suelos 18.
Suelo Fersialítico Pardo RojizoCon respecto a las características químicas del suelo FrsPR (Tabla 2), se evidencia que posee contenido de fósforo asimilable (P2O5) alto 13, un pH alcalino, contenido alto de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+), muy bajo en sodio (Na+), bajo potasio (K+), con una alta capacidad de intercambio de bases (CIB) 19 y bajo contenido y reserva de carbono.
Muchas de estas características se ajustan a
los suelos de su tipo, los cuales presentan un predominio de calcio
entre los cationes intercambiables, un pH ligeramente alcalino, excepto
en el contenido de materia orgánica en los cuales están alrededor de 3-5
% 20. Las propiedades químicas de este
suelo se asemejan a las observadas en trabajos de caracterización
realizados a suelos de este mismo tipo, con reacción ligeramente
alcalina, estos valores pudieran deberse al alto contenido de bases
cambiables, ya que estamos en presencia de un suelo que tiene predominio
de minerales arcillosos del tipo 2:1 del grupo de las Esmectitas 25,26.
Con
relación a los bajos contenidos de materia orgánica, porcentajes y
reserva de carbono en ambos suelos estudiados, puede atribuirse al hecho
que durante muchos años estuvieron bajo el cultivo continuado de la
caña de azúcar como parte de las áreas de abastecimiento al Complejo
Agroindustrial Manuel Martínez Prieto. En este sentido, en un
experimento realizado durante varios años 27,
se demostró como el monocultivo de caña de azúcar propicia la
degradación del suelo al disminuir los contenidos de carbono orgánico.
Además,
los valores de estas variables en estos suelos se comportan muy
parecidos a los alcanzados en estudios realizados en suelos Ferralíticos
Rojos Lixiviados en condiciones degradadas por el cultivo continuado 10.
Caracterización de algunas propiedades físicasComposición mecánicaSegún los resultados de la composición mecánica en los suelos GNF y FrsPR (Figura 1),
se observó un predominio de la fracción de arcilla superior al 40 %
para ambos suelos, por lo que se diagnostican como arcillosos 17.
Composición mecánica, según los porcentajes de las fracciones
Coeficiente de dispersiónEn la Figura 2
se reflejan los valores del coeficiente de dispersión, lo cual resulta
relativamente alto para cualquier tipo de suelo. Esto puede deberse a la
actividad agrícola en el cual estuvieron sometidos, además para el caso
del suelo GNF durante el proceso de hidromorfía, con períodos
alternantes de humedad hace que se presente una estructura poco definida
y para el suelo FrsPR, este comportamiento puede deberse al predominio
de minerales arcillosos del tipo 2:1, los cuales presentan una alta
dispersión 28.
Porcentajes de arcilla de los microagregados y coeficiente de dispersión
CV: coeficiente de variación; IC: intervalos de confianza; Arcilla MA:
arcilla en microagregados; C.d: coeficiente de dispersión de la arcilla
En la Tabla 3 se
presentan los resultados de algunas propiedades físicas del suelo GNF.
En relación a los porcentajes de humedad natural e higroscópica, se
observaron valores inferiores al 20 %, lo que seguramente está cerca o
por debajo del Límite Inferior de la Humedad Productiva (LIHP) 29,
evidenciando la falta de humedad en el suelo, incluso para un adecuado
desarrollo de los pastizales. Los resultados de la densidad del suelo y
densidad de la fase sólida, para este suelo se evalúa como alta y el
porcentaje de porosidad total se evalúa como media 30, no satisfactoria para la capa arable 17. En cambio, el índice de estabilidad de los agregados es alto.
Con relación a las propiedades físicas del suelo FrsPR (Tabla 4), se observó un porcentaje de humedad superior al 20 % y un porcentaje de humedad higroscópica inferior al 10 %.
Con valores de densidad del suelo y densidad de la fase sólida, que se consideran como media 30,
estos niveles de densidad observados en ambos suelos pueden estar dados
por el laboreo a que fueron sometidos. Varios autores demostraron como
las labores agrícolas mecanizadas en el cultivo de la caña de azúcar
influyen negativamente sobre una serie de propiedades físicas en los
suelos, entre estas la compactación 31-33.
La porosidad total para el suelo FrsPR se comporta como media, igualmente no satisfactoria para la capa arable.
Con
un índice de estabilidad de los agregados alto, lo que pudiera deberse a
la acción de las raíces de los pastos, cultivo que se estableció
después de la caña de azúcar que influyó positivamente en la formación
de agregados en los suelos, principalmente en los horizontes
superficiales, a pesar de presentarse en el suelo GNF una estructura de
bloques subangulares medianos y en el FrsPR una estructura prismática
pequeña, las cuales manifiestan señales de degradación, ya que a esta
profundidad cuando los suelos presentan un buen estado de conservación
generalmente se presenta una estructura granular o de bloques
subangulares pequeños.
CONCLUSIONES
Al
describir las características morfológicas de los perfiles, se observó
un suelo con propiedades gléyicas a menos de 50 cm de profundidad y la
presencia de nódulos ferruginosos en todos sus horizontes, el cual se
clasificó como Gley Nodular Ferruginoso y otro suelo con un horizonte
fersiálico bien manifiesto, con colores rojos y amarillentos, el cual se
clasificó como Fersialítico Pardo Rojizo.
La
caracterización de las propiedades químicas, demuestran que la capa
superficial de estos suelos se encuentra afectados por antropogénesis,
reflejado principalmente por los bajos contenidos de carbono orgánico,
conjuntamente con la escasez de algunos nutrientes.
El
estado de las propiedades físicas estudiadas, manifiestan que ambos
suelos presentan cierto grado de degradación, fundamentalmente reflejado
por altos niveles de compactación y una estructura no adecuada.
Traducir DocumentoOriginal articleTwo soil types characterization dedicated to forage plants production
Andy Bernal-Fundora [1] [*]
Alberto Hernández-Jiménez [1]
Pedro José González-Cañizares [1]
Adriano Cabrera-Rodríguez [1]
[1] Instituto
Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km
3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32700
[*] Author for correspondence. andy@inca.edu.cu
ABSTRACTThe evaluation of
soil properties allows to know the level of degradation of indicators
related to fertility and to have a better understanding of the responses
of crops to fertilizer applications, in order to obtain acceptable
yields. The present work was carried out with the objective of
characterizing the current state of two types of soils dedicated to the
production of forage plants for cattle feed. In both soils, their
contours were delimited, their profiles were morphologically described
and later they were classified. In the agrochemical sampling, elementary
plots were delimited by soil type, in which a sample was formed for
each one, to which were determined the pH, the assimilable phosphorus,
the interchangeable cations, the content and the carbon reserve and They
took several samples to determine their mechanical composition, clay
dispersion coefficient, natural and hygroscopic moisture, soil density
and solid phase density, total porosity and stability of the aggregates.
The soils studied were classified as Gley Nodular Ferruginous and Red
Brown Fersialitic. In addition, both soil types showed signs of
degradation in the upper horizon, reflected by a low carbon content,
high dispersion coefficient of clay, low moisture retention, low
percentages of porosity, high values in the density of the soil and the
density of the solid phase, together with a structure characterized by
the presence of medium-sized prismatic blocks.
INTRODUCTIONOne
of the most important resources to guarantee human and animal food is
the soil, which behaves as a natural formation composed of mineral and
organic elements, resulting from various weathering processes where
chemical, physical and biological changes occur continuously from the
training material, reaching a morphology and particular characteristics
depending on the ecosystem in which it develops 1,2.
The
study of the morphological characteristics, as well as of the chemical
and physical properties of the soils is fundamental, since it allows to
know the level of degradation and affectation of indicators that are
related to fertility and to have a more defined understanding of the
responses of the crops to the application of fertilizers to obtain the
highest yields.
The poorly cultivated soils when
placed under continuous cultivation, change their properties, causing
degradation problems, such as destruction of the structure and
compaction, erosion and loss of fertility in general 3-5,
which worsens when no measures are taken for the conservation and
improvement of soils, leading to reducing the chances of obtaining high
agricultural yields 6.
In
Cuba, numerous characterization works have objectively addressed and
quantified the problem of soil degradation. Among these works is the
study on secondary salinization 7, acidification with high exchangeable aluminum content due to climate change 8, and more recently work has been carried out where erosion processes are characterized 9
and described the mechanism of degradation, based on changes in the
properties that are degraded and some results on for improvement 10).
In
the area where the studied soils are located, characterization works
were carried out in the 80s, when they were part of the sugarcane areas
of the Manuel Martínez Prieto Agroindustrial Complex, with which it is
demonstrated how the monoculture of this grass influences negatively on
some of its chemical and physical properties 11,12.
Currently these soils belonging to the Directorate of Flora and Fauna
of Boyeros municipality, have a vital importance for livestock
production in the territory, since it is intended to establish the
cultivation of protein plants for animal feed. Taking into account the
above, the present work aims to describe the morphological
characteristics of the profiles and characterize some of the chemical
and physical properties of the soils under study.
MATERIALS AND METHODSThe
origin of this work is based on studies in livestock areas, belonging
to the Directorate of Flora and Fauna of Boyeros municipality. Two types
of soils were selected, in which field trips were made taking points
with augers, to have a preliminary classification. Once the contours
were specified by soil types, their profiles were morphologically
characterized and described according to the Manual for the mapping and
description of soil profiles 13 and subsequently classified according to the criteria of the Classification of Soils of Cuba 14 and the world reference base of the soil resource 15.
Agrochemical sampling of SoilsIn
the agrochemical sampling elementary plots were delimited by soil
types, for the Gley the plot had an area of 16 ha, while for the
Fersialitic it was 13 ha, where 20 subsamples were taken with the help
of a Dutch type auger in each plot at a depth of 0-20 cm along the
diagonal of the zigzag field, to form a sample composed of soil, as
described for pasture cultivation (13.
The
samples were analyzed in the Laboratory of Chemical Soil Analysis of
the Department of Biofertilizers and Plant Nutrition of the National
Institute of Agricultural Sciences (INCA) and the following
determinations were made 16:
pH: potentiometry, soil ratio: water 1: 2.5
Assimilable phosphorus: extraction with H2SO4
0.1 N with soil solution ratio equal to 1:25 m: v and colorimetric
determination by developing the blue color of the phosphoric molybdenum
complex.
interchangeable cations: extraction with 1 mol L-1 ammonium acetate at pH 7 and determination by complexometry (Ca and Mg) and flame photometry (K and Na)
carbon percentage: Walkley and Black
Carbon stocks (Mg ha-1) was determined by the formula: • Carbon reserve = Carbon (%) * Bulk density (kg dm-3) * Depth (cm)
Physical analysis of SoilsFor
the analysis of the physical properties of the soils, five random
samples were taken at a depth of 0-20 cm in each of the elementary
plots, and they were determined natural and hygroscopic humidity, soil
density, the density of the soil solid phase and the stability of the
aggregates and for the determinations of mechanical analysis and
granulometric analysis of the microaggregates three samples were used.
The
samples were analyzed in the Soil Physics Laboratory of the Department
of Biofertilizers and Plant Nutrition of the INCA following the
following determinations 17:
For
the analysis of the physical properties of the soils, five random
samples were taken at a depth of 0-20 cm in each of the elementary
plots, and they were determined natural and hygroscopic humidity, soil
density, the density of the soil solid phase and the stability of the
aggregates and for the determinations of mechanical analysis and
granulometric analysis of the microaggregates three samples were used.
The
samples were analyzed in the Soil Physics Laboratory of the Department
of Biofertilizers and Plant Nutrition of the INCA following the
following determinations 17:
Mechanical analysis, by the Bouyoucos method with sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate
Granulometric
analysis of soil microaggregates by the Bouyoucos method and the
dispersion coefficient, by dividing the percentage of microaggregated
clay by the percentage of clay from the mechanical analysis multiplied
by one hundred
Determination of natural humidity and hygroscopic soil moisture, using the gravimetric method
Determination of the apparent density, by the method of cutting cylinders of 100 cm3
Determination of the real density, by the pycnometer method in water
Determination of total porosity according to the formula: • Total porosity = (1 - Apparent density/Real density) * 100
Analysis of soil aggregates, by the method of N. I. Savvinov
Statistical processingThe
coefficient of variation and the confidence interval of the mean of the
analyzed variables were determined. The Statgraphics Centurion XV
Version 15.2.14 program was used.
RESULTS AND DISCUSSIONTaking
into account the morphological description of the profiles, two types
of soils were classified, one as Ferruginous Nodular Gley (GNF) and the
other as Reddish Brown Fersialitic (FrsPR), which represent 38.28 and
25.59 % respectively, of a studied area of approximately 900 ha 18.
Description of the Gley Nodular Ferruginous soil profileThe
GNF soil is located in a depression area from Murgas to the town of El
Rincón, located on the map of Bejucal, about 50 (m a.s.l.), at the flat
coordinates: N: 349,250 m; E: 352,500 m Cuba Norte system of the Conform
Lambert Conical projection. The topography of the land is flat, with a
slope less than 2 %. This soil was cultivated with sugar cane and
currently with grass, presenting a poor surface and internal drainage.
The
formation process that manifests for this soil is gleyzation, with a
diagnostic horizon A ocric and B nodular ferruginous, with the presence
of glycemic properties from 16 cm deep. Due to its characteristics, they
are classified as Agrogenic Ferruginous Nodular Gley 14 and Dystric Gleysol 15.
This soil because its formation is from sediments enriched with iron
and aluminum and due to the influence of hydromorphic conditions, the
formation of ferruginous nodules occurs in almost the entire thickness
of the profile 14.
Description of the soil profile Fersialitic Brown ReddishThe
FrsPR soil, this is located one km before reaching Murgas, coming from
the Wajay, located on the map sheet of Bejucal, about 75 (m a.s.l.), at
the flat coordinates: N: 352,800 m; E: 351,550 m Cuba Norte system of
the Conform Lambert Conical projection. The topography of the terrain is
undulating, with a slope less than 2 %. This soil was cultivated with
sugarcane and currently with pastures and various crops, presenting a
good internal and regular surface drainage.
The
predominant formation process is Fersialitization, due to the presence
of a fersialitic and normal ocric main diagnostic horizon, with
diagnostic characteristics of red and carbonated color. Due to these
characteristics, it is classified as Erogenic Reddish Brown Fersialitic 14 or chromic Cambisol 15.
Chemical propertiesFerruginous Nodular Gley SoilWhen analyzing the chemical characterization of the GNF soil (Table 1), the results showed that it had an average content of assimilable phosphorus (P2O5) (13), neutral pH, average calcium content (Ca2+), high magnesium (Mg2+), very low sodium (Na+), low exchangeable potassium (K+), with a high base exchange capacity (CIB) (19) and a low percentage and carbon stock.
Some of the chemical characteristics of
this soil do not coincide with those of its type, which generally have
an organic matter content around 3-4% and the pH with a tendency to
acidity 20. This pH value close to 7,
together with its high capacity of exchange of bases, may be due to the
influence of the relief forms, when receiving transported materials
composed of a clayey layer of minerals of type 2: 1, which have these
characteristics 11.
In
studies carried out on Gley Nodular Ferruginous soils distributed in
different areas of the country and under the cultivation of rice and
different forage species 21-24,
similar organic matter and phosphorus contents were found similar to
those observed in the soil under study; However, these authors found pH
values that ranged from slightly acidic to acidic, which could be given
by the gleyzation process itself, since the reduction of iron and the
gradual release of aluminum favor the acidity of these soils 18 .
Reddish Brown Fersialitic SoilWith respect to the chemical characteristics of the FrsPR soil (Table 2), it is evidenced that it has a high assimilable phosphorus content (P2O5) (13), an alkaline pH, high calcium content (Ca2+) and magnesium (Mg2+), very low in sodium (Na +), low potassium (K+), with a high base exchange capacity (CIB) 19 and low carbon content and reserve.
Many of these characteristics conform to
soils of their type, which have a predominance of calcium among the
interchangeable cations, a slightly alkaline pH, except in the content
of organic matter in which they are around 3-5 % 20.
The chemical properties of this soil resemble those observed in
characterization work carried out on soils of this same type, with
slightly alkaline reaction, these values could be due to the high
content of changeable bases, since we are in the presence of a soil that
has a predominance of clay minerals of type 2: 1 from the group of
Smectites 25,26).
Regarding
the low content of organic matter, percentages and carbon stock in both
studied soils, it can be attributed to the fact that for many years
they were under the continued cultivation of sugarcane as part of the
supply areas to the Manuel Martínez Agroindustrial Complex Tight In this
sense, in an experiment carried out over several years 27, it was demonstrated how the sugarcane monoculture promotes soil degradation by decreasing the organic carbon content.
In
addition, the values of these variables in these soils behave very
similar to those achieved in studies conducted on Red Ferralitic Soils
Lixiviated under conditions degraded by continued cultivation 10.
Characterization of some physical propertiesMechanical CompositionAccording to the results of the mechanical composition in the GNF and FrsPR soils (Figure 1), a predominance of clay fraction greater than 40 % was observed for both soils, so they are diagnosed as clayey 17.
Mechanical composition, according to the percentages of the fractions
Dispersion coefficientThe dispersion coefficient values are reflected in Figure 2,
which is relatively high for any type of soil. This may be due to the
agricultural activity in which they were subjected, in addition to the
GNF soil during the hydromorphy process, with alternating periods of
humidity causes a poorly defined structure and for the FrsPR soil, this
behavior may be due to the predominance of clay minerals of type 2: 1,
which have a high dispersion 28.
Percentages of microaggregates clay and dispersion coefficient
CV: coefficient of variation; IC: confidence intervals; Clay MA: clay in microaggregates; C.d: clay dispersion coefficient
Table 3 shows the results of some physical
properties of the GNF soil. In relation to the percentages of natural
and hygroscopic humidity, values below 20 % were observed, which is
surely close to or below the Lower Limit of Productive Humidity (LIHP) 29,
evidencing the lack of moisture in the soil, even for proper grassland
development. The results of the soil density and density of the solid
phase, for this soil it is evaluated as high and the percentage of total
porosity is evaluated as average 30, not satisfactory for the arable layer 17. In contrast, the aggregate stability index is high.
In relation to the physical properties of the FrsPR soil (Table 4), a humidity percentage greater than 20 % and a hygroscopic humidity percentage less than 10 % were observed.
With values of soil density and solid phase density, which are considered as average 30,
these density levels observed in both soils can be given by the tillage
to which they were subjected. Several authors demonstrated how
mechanized agricultural work in the cultivation of sugarcane negatively
influences a series of physical properties in soils, including
compaction 31-33.
The total porosity for the FrsPR soil behaves on average, equally unsatisfactory for the arable layer.
With
a high aggregate stability index, which could be due to the action of
grass roots, a crop that was established after sugarcane that positively
influenced the formation of aggregates in soils, mainly in the horizons
surface, despite presenting a structure of medium subangular blocks in
the GNF soil and in the FrsPR a small prismatic structure, which show
signs of degradation, since at this depth when the soils present a good
state of preservation a granular structure or small subangular blocks.
CONCLUSIONS
When
describing the morphological characteristics of the profiles, a soil
with glycemic properties was observed less than 50 cm deep and the
presence of ferruginous nodules in all its horizons, which was
classified as Ferruginous Nodular Gley and another soil with a
Fersialitic horizon very clear, with red and yellowish colors, which was
classified as Fersialitic Reddish Brown.
The
characterization of the chemical properties, show that the surface
layer of these soils is affected by anthropogenesis, mainly reflected by
the low content of organic carbon, together with the shortage of some
nutrients.
• The state of the physical
properties studied shows that both soils show a certain degree of
degradation, mainly reflected by high levels of compaction and an
unsuitable structure.
