Propiedades hidrofísicas de suelos de la zona cafetera colombiana y su relación con el material parental

Luz Adriana Lince; Siavosh Sadeghian Khalajabadi

doi:10.22490/21456453.5891

Vol. 14 Núm. 1 (2023)

Publicado 17-12-2022

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Derechos de autor 2022 Revista de Investigación Agraria y Ambiental

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Área Agrícola

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Propiedades hidrofísicas de suelos de la zona cafetera colombiana y su relación con el material parental

DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.5891

Luz Adriana Lince Cenicafé

Siavosh Sadeghian Khalajabadi Cenicafé

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Las propiedades hidrofísicas del suelo desempeñan un papel relevante en la producción agrícola y los servicios ecosistémicos, y se relacionan tanto con el material parental como con las condiciones bioclimáticas y el uso del suelo. Dada la importancia del tema, se llevó a cabo una investigación cuyo objetivo fue conocer la relación entre las propiedades hidrofísicas y el material parental. Para cumplir con este propósito se seleccionaron 72 fincas cafeteras en Colombia con suelos pertenecientes a cinco materiales parentales (ceniza volcánica, rocas ígneas intrusivas y extrusivas, esquistos y sedimentarias) y 22 unidades cartográficas, establecidas por la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. En las fincas se tomaron muestras de suelo entre 10 y 30 cm de profundidad del perfil y se determinaron la distribución de tamaño de partículas, densidades aparente y real (Da y Dr), contenido de materia orgánica (MO), retenciones gravimétricas de humedad a 0.33 y 15 bar (RH 0.33 y RH 15), conductividad hidráulica saturada, porosidad total (Pt) y capacidad de almacenamiento de agua. Los suelos provenientes de ceniza volcánica presentaron menor Dr, Da y arcilla, y mayor MO, mientras que los derivados de ígneas intrusivas exhibieron mayor Dr, Da y arena, y menor MO, limo, RH a 0.33 y 15 bar y Ch. La MO tuvo influencia sobre Dr y Da, y se correlacionó con Pt y las RH. Para la mayoría de las propiedades hidrofísicas, se encontraron diferencias significativas entre los materiales parentales. El análisis de funciones discriminantes canónicas, aplicado a todos los materiales parentales, consiguió identificarlos en 65% de los casos. Cuando se excluyeron de este análisis los suelos provenientes de esquistos y rocas sedimentarias, se logró un 91% de aciertos; al respecto las variables con mayor peso fueron MO, Da, RH, A, Ar.

Palabras clave: Análisis discriminante; arcillas; conductividad hidráulica; densidad aparente; densidad real; materia orgánica; retención de humedad

Abdelbaki, A.M. (2021). Selecting the most suitable pedotransfer functions for estimating saturated hydraulic conductivity according to the available soil inputs. Ain Shams Engineering Journal. https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.01.030

Ajayi, A.E., Faloye, O.T., Reinsch, T., y Horn, R. (2021). Changes in soil structure and pore functions under long term/continuous grassland management. Agriculture, Ecosystems & Environment, 314, 107407. https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107407

Amsili, J.P., van Es, H.M., y Schindelbeck, R.R. (2021). Cropping system and soil texture shape soil health outcomes and scoring functions. Soil Security, 4, 100012. https://doi.org/10.1016/j.soisec.2021.100012

Amundson, R. (2021). Soil Biogeochemistry and the Global Agricultural Footprint. Soil Security, 100022. https://doi.org/10.1016/j.soisec.2021.100022

Angst, G., Pokorný, J., Mueller, C. W., Prater, I., Preusser, S., Kandeler, E., Meador, T., Straková, P., Hájek, T., van Buiten, G., y Angst, Š. (2021). Soil texture affects the coupling of litter decomposition and soil organic matter formation. Soil Biology and Biochemistry, 159, 108302. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108302

Banakeng, L.A., Zame, P.Z.O., Tchameni, R., Mamdem, L., y Bitom, D. (2016). Mineralogy and geochemistry of laterites developed on chlorite schists in Tchollire region, North Cameroon. Journal of African Earth Sciences, 119, 264-278. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2016.03.007

Barré, P., Durand, H., Chenu, C., Meunier, P., Montagne, D., Castel, G., Billiou, D., Laure Soucémarianadin, L., y Cecillon, L. (2017). Geological control of soil organic carbon and nitrogen stocks at the landscape scale. Geoderma, 285, 50-56. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.09.029

Bittelli, M., Tomei, F., Anbazhagan, P., Pallapati, R.R., Mahajan, P., Meisina, C., Bordoni, M., y Valentino, R. (2021). Measurement of soil bulk density and water content with time domain reflectometry: Algorithm implementation and method analysis. Journal of Hydrology, 598, 126389. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126389

Borrelli, P., Robinson, D.A., Panagos, P., Lugato, E., Yang, J.E., Alewell, C., Wuepper, D., Montanarella, L., y Ballabio, C. (2020). Land use and climate change impacts on global soil erosion by water (2015-2070). Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(36), 21994-22001. https://doi.org/10.1073/pnas.2001403117

Bouma, J., y Droogers, P. (1999). Comparing different methods for estimating the soil moisture supply capacity of a soil series subjected to different types of management. Geoderma, 92(3-4), 185-197. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(99)00027-0

Bünemann, E.K., Bongiorno, G., Bai, Z., Creamer, R. E., De Deyn, G., de Goede, R., Fleskens, l., Geissen, V., Kuyper, T.W., Mäder, P., Pulleman, M., Sukkel, W., Groenigen, J.W., y Brussaard, L. (2018). Soil quality–A critical review. Soil Biology and Biochemistry, 120, 105-125. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.01.030

Cardona, D.A., y Sadeghian, S. (2005). Evaluación de propiedades físicas y químicas de suelos establecidos con café bajo sombra y a plena exposición solar. Revista Cenicafé, 56(4), 348-364. http://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/197

Cline, M.G. (1949). Basic principles of soil classification. Soil Science, 67(2), 81-92.

da Silva, Y.J.A.B., do Nascimento, C.W.A., van Straaten, P., Biondi, C.M., de Souza Júnior, V.S., & da Silva, Y.J.A.B. (2017). Effect of I-and S-type granite parent material mineralogy and geochemistry on soil fertility: A multivariate statistical and Gis-based approach. Catena, 149, 64-72. https://doi.org/10.1016/j.catena.2016.09.001

de Lima, R.P., Rolim, M.M., Toledo, M.P., Tormena, C.A., da Silva, A.R., e Silva, I.A.C., y Pedrosa, E.M. (2022). Texture and degree of compactness effect on the pore size distribution in weathered tropical soils. Soil and Tillage Research, 215, 105215. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105215

de Medeiros, P.S.C., do Nascimento, P., Inda, A.V., y da Silva, L.F. (2020). Genesis and classification of soils from granitic hills in southern Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 98, 102494. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2019.102494

de Souza, E.R.F., Silva, J.B., Pinto, A.S., y de Faria Lopes, S. (2021). Soil texture and functional traits of trees structure communities of epiphytic mosses in a tropical dry forest. Flora, 283, 151924. https://doi.org/10.1016/j.flora.2021.151924

Erktan, A., Or, D., y Scheu, S. (2020). The physical structure of soil: determinant and consequence of trophic interactions. Soil Biology and Biochemistry, 148, 107876. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107876

Evans, D.L., Quinton, J.N., Tye, A.M., Rodés, Á., Rushton, J.C., Davies, J.A.C., y Mudd, S.M. (2021). How the composition of sandstone matrices affects rates of soil formation. Geoderma, 401, 115337. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115337

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (1972). Estudio de zonificación y uso potencial del suelo en la zona cafetera del Suroeste de Antioquia. FNC.

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (1973). Estudio de zonificación y uso potencial del departamento del Tolima. FNC.

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (1985). Estudio de zonificación y uso potencial del suelo en la zona cafetera del departamento de Huila. FNC.

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (1986). Estudio de zonificación y uso potencial del suelo en la zona cafetera del departamento de Quindío. FNC.

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (1988). Estudio de zonificación y uso potencial del suelo en la zona cafetera del departamento de Risaralda. FNC.

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (1992). Estudio de zonificación y uso potencial del suelo en la zona cafetera del oriente de Antioquia. FNC

Gómez, L., Caballero, A., y Baldión, J.V. (1991). Ecotopos cafeteros de Colombia.

González, H., Sadeghian, S., Zapata, R.D., y Mejía, B. (2008). Fraccionamiento de la materia orgánica en suelos de la zona cafetera de Caldas. Cenicafé 59(4):310-320.

Grunwald, S. (2009). Multi-criteria characterization of recent digital soil mapping and modeling approaches. Geoderma, 152(3-4), 195-207. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.06.003

Haddix, M.L., Gregorich, E.G., Helgason, B.L., Janzen, H., Ellert, B.H., y Cotrufo, M.F. (2020). Climate, carbon content, and soil texture control the independent formation and persistence of particulate and mineral-associated organic matter in soil. Geoderma, 363, 114160. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114160

Ilek, A., Kucza, J., y Witek, W. (2019). Using undisturbed soil samples to study how rock fragments and soil macropores affect the hydraulic conductivity of forest stony soils: Some methodological aspects. Journal of hydrology, 570, 132-140. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2018.12.067

Jenny, H. (1994). Factors of soil formation: a system of quantitative pedology. Courier Corporation.

Jia, L.I.U., Chen, X.F., LI, W.T., Jiang, C.Y., Meng, W.U., Ming, L.I.U., y LI, Z.P. (2021). Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels. Journal of Integrative Agriculture, 20(10), 2797-2806. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(20)63364-0

Kashani, M.H., Ghorbani, M.A., Shahabi, M., Naganna, S.R., y Diop, L. (2020). Multiple AI model integration strategy—application to saturated hydraulic conductivity prediction from easily available soil properties. Soil and Tillage Research, 196, 104449. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104449

Lal, R., y Shukla, M.K. (2004). Principles of soil physics. Marcel Dekker, New York. ISBN 0-8247-5324-0. 682 p. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2005.0756c.x

Li, H., Van den Bulcke, J., Wang, X., Gebremikael, M.T., Hagan, J., De Neve, S., y Sleutel, S. (2020). Soil texture strongly controls exogenous organic matter mineralization indirectly via moisture upon progressive drying—Evidence from incubation experiments. Soil Biology and Biochemistry, 151, 108051. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.108051

Lince, L.A., y Sadeghian, S. (2019). Variabilidad espacial de las propiedades físicas de Andisoles en la región cafetera de Colombia. Revista Cenicafé 70(1):65-80.

Lince-Salazar, L.A. (2021). Capacidad de almacenamiento de agua en suelos cultivados en café y otras propiedades edáficas relacionadas. Revista Cenicafé. 72(1): e72101. doi: https://doi.org/10.38141/10778/72101

Lince-Salazar, L. A., Sadeghian-Khalajabadi, S., y Díaz-Poveda, V.C. (2021). Soil vulnerability index to climatic variability in coffee regions of Colombia. Revista de Ciencias Agrícolas, 38(2), 124-143.

Liu, S., Guo, Z. C., Halder, M., Zhang, H.X., Six, J., y Peng, X.H. (2021)a. Impacts of residue quality and soil texture on soil aggregation pathways by using rare earth oxides as tracers. Geoderma, 399, 115114. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115114

Liu, S., Wang, Y., An, Z., Sun, H., Zhang, P., Zhao, Y., Zhou, Z., Xu, L., Zhou, J., y Qi, L. (2021)b. Watershed spatial heterogeneity of soil saturated hydraulic conductivity as affected by landscape unit in the critical zone. CATENA, 203, 105322. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105322

Lybrand, R.A., y Rasmussen, C. (2018). Climate, topography, and dust influences on the mineral and geochemical evolution of granitic soils in southern Arizona. Geoderma, 314, 245-261. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.10.042

Malagón, D. (2003). Ensayo sobre tipología de suelos colombianos -Énfasis en génesis y aspectos ambientales- Rev. Acad. Colomb. Cienc. 27 (104): 319-341. 2003. ISSN 0370-3908.

Martinez, P., y Souza, I. F. (2020). Genesis of pseudo-sand structure in Oxisols from Brazil–A review. Geoderma Regional, 22, e00292. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00292

Nasta, P., Palladino, M., Sica, B., Pizzolante, A., Trifuoggi, M., Toscanesi, M., Giarra, A., D'Auria, J., Nicodemo, F., Mazzitelli, C., Lazzaro, U., Di Fiore, P. y Romano, N. (2020). Evaluating pedotransfer functions for predicting soil bulk density using hierarchical mapping information in Campania, Italy. Geoderma Regional, 21, e00267. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00267

Nunes, M.R., Veum, K.S., Parker, P.A., Holan, S.H., Karlen, D.L., Amsili, J.P., van Es, H.M., Wills, S.A., Seybold, C.A., y Moorman, T.B. (2021) The soil health assessment protocol and evaluation applied to soil organic C. Soil Science Society of America Journal. https://doi.org/10.1002/saj2.20244

Panagos, P., Ballabio, C., Poesen, J., Lugato, E., Scarpa, S., Montanarella, L., y Borrelli, P. (2020). A soil erosion indicator for supporting agricultural, environmental and climate policies in the European Union. Remote Sensing, 12(9), 1365. https://doi.org/10.3390/rs12091365

Pandey, B.K., Huang, G., Bhosale, R., Hartman, S., Sturrock, C.J., Jose, L., Martín, O.C., Karady, M., Lynch, J.P., Brown, K., Whalleysacha, W.R., Mooney, J., Zhang, D., y Bennett, M.J. (2021). Plant roots sense soil compaction through restricted ethylene diffusion. Science, 371(6526), 276-280. https://doi.org/10.1126/science.abf3013

Patiño, S., Hernández, Y., Plata, C., Domínguez, I., Daza, M., Oviedo-Ocaña, R., Buytaert, B.F., y Ochoa-Tocachi, B.F. (2021). Influence of land use on hydro-physical soil properties of Andean páramos and its effect on streamflow buffering. CATENA, 202, 105227. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105227

Phillips, J. D. (2007). Development of texture contrast soils by a combination of bioturbation and translocation. Catena, 70(1), 92-104. https://doi.org/10.1016/j.catena.2006.08.002

Reichert, J.M., da Rosa, V.T., Vogelmann, E.S., da Rosa, D.P., Horn, R., Reinert, D.J., Sattler., A., y Denardin, J.E. (2016). Conceptual framework for capacity and intensity physical soil properties affected by short and long-term (14 years) continuous no-tillage and controlled traffic. Soil and Tillage Research, 158, 123-136. https://doi.org/10.1016/j.still.2015.11.010

Rossiter, D.G. (2021). Are soil phenoforms the new normal? Soil classification and soil mapping in the Anthropocene. Soil Security, 5, 100017. https://doi.org/10.1016/j.soisec.2021.100017

Ruehlmann, J. (2020). Soil particle density as affected by soil texture and soil organic matter: 1. Partitioning of SOM in conceptional fractions and derivation of a variable SOC to SOM conversion factor. Geoderma, 375, 114542. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114542

Sadeghian, S., Salamanca, A., Cardona, D.A., y Hincapié, E. (2010). Indicadores de la calidad del suelo en algunos agroecosistemas de la zona cafetera colombiana. Memorias XII congreso ecuatoriano de la ciencia del suelo, Santo Domingo. CENICAFE. Caldas, Colombia.

Saha, A., Rattan, B., Sekharan, S., y Manna, U. (2020). Quantifying the interactive effect of water absorbing polymer (WAP)-soil texture on plant available water content and irrigation frequency. Geoderma, 368, 114310. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114310

Saifuzzaman, M., Adamchuk, V., Biswas, A., y Rabe, N. (2021). High-density proximal soil sensing data and topographic derivatives to characterise field variability. Biosystems Engineering, 211, 19-34. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2021.08.018

Salamanca, A., y Sadeghian, S. (2005). La densidad aparente y su relación con otras propiedades en suelos de la zona cafetera colombiana. Revista Cenicafé, 56(4), 381-397. http://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/163

Salvador, F.M. (2000). Análisis discriminante. [en línea] 5campus.com, Estadística <http://www.5campus.com/leccion/discri. Consultado abril de 2022.

Stevenson, B.A., McNeill, S., y Hewitt, A.E. (2015). Characterising soil quality clusters in relation to land use and soil order in New Zealand: An application of the phenoform concept. Geoderma, 239, 135-142. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2014.10.003

Suárez, S. (1980). Caracterización física de algunos suelos de origen ígneo, metamórfico y sedimentario del Tolima. Centro Nacional de Investigaciones de Café.

Suárez, S., Caballero, R., Chavarriaga, G., y Quevedo, P. (1986). Caracterización física, uso, manejo y conservación de algunos suelos de origen ígneo, metamórfico y sedimentario de la zona cafetera del departamento del Huila. Revista Cenicafé, 37(2), 41-60.

Velde, B. (Ed.). (1995). Origin and mineralogy of clays: clays and the environment. Springer Science Business Media.

Villarreal, R., Lozano, L.A., Salazar, M.P., Bellora, G. L., Melani, E.M., Polich, N., y Soracco, C.G. (2020). Pore system configuration and hydraulic properties. Temporal variation during the crop cycle in different soil types of Argentinean Pampas Region. Soil and Tillage Research, 198, 104528. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104528

Waroszewski, J., Sprafke, T., Kabała, C., Kobierski, M., Kierczak, J., Musztyfaga, E., Loba, A., Mazurek, R., Łabaz, B. (2019). Tracking textural, mineralogical and geochemical signatures in soils developed from basalt-derived materials covered with loess sediments (SW Poland). Geoderma, 337, 983-997. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.11.008

Weninger, T., Kreiselmeier, J., Chandrasekhar, P., Julich, S., Feger, KH, Schwärzel, K., Bodner, G., y Schwen, A. (2019). Effects of tillage intensity on pore system and physical quality of silt-textured soils detected by multiple methods. Soil Research, 57(7), 703-711. https://doi.org/10.1071/SR18347

Wilson, M.J. (2019). The importance of parent material in soil classification: A review in a historical context. Catena, 182, 104131. https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.104131

Yu, F., y Hunt, A.G. (2018). Predicting soil formation on the basis of transport-limited chemical weathering. Geomorphology, 301, 21-27. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.10.027

Zhang, Y., Tigabu, M., Yi, Z., Li, H., Zhuang, Z., Yang, Z., y Ma, X. (2019). Soil parent material and stand development stage effects on labile soil C and N pools in Chinese fir plantations. Geoderma, 338, 247-258. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.11.050

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Lince, L. A., & Khalajabadi, S. S. (2022). Propiedades hidrofísicas de suelos de la zona cafetera colombiana y su relación con el material parental . Revista De Investigación Agraria Y Ambiental, 14(1), 51-84. https://doi.org/10.22490/21456453.5891

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