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Formación continuada del profesorado de Ciencias.
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2.4. El estudio del suelo como recurso natural renovable

Paulina del Carmen Castillo (Panamá)

Índice

Introducción

El suelo es una estructura dinámica formada por materiales orgánicos y minerales. Se encuentra cubriendo la corteza terrestre. Sirve de soporte a las plantas y les proporciona los elementos nutritivos necesarios para su desarrollo. El suelo está formado básicamente por sustancias en estado sólido, gaseoso y coloidal.

El estudio del suelo debe aportar herramientas para el desarrollo de actitudes conservacionistas sobre una investigación adecuada de tal manera que presente el suelo como un recurso natural renovable.

En el primer nivel del Bachillerato en Ciencias (IV año) al final del año escolar, durante ocho semanas se desarrolla el curso de Ecología dentro del cual se estudian los ecosistemas y por ende el suelo. Es importante resaltar el suelo como un sistema cambiante en constante desarrollo, con muchos procesos físicos, químicos y biológicos y con las condiciones ambientales ejerciendo modificaciones y alteraciones; tampoco podemos pasar por alto las alteraciones por parte de las actividades humanas que conllevan a problemas que redundan en la calidad de vida de las poblaciones.

Mediante este tema se trata de conseguir que los alumnos perciban el suelo como un recurso natural renovable y con una estructura cambiante como producto del clima y los seres vivos que sobre el viven. Más concretamente, que sean capaces de:

1. Estructura del suelo

Actividad 1. ¿Qué interés puede tener para nosotros el estudio del suelo?

Comentario 1. Estudiamos el suelo por su difícil conceptualización y para poner de manifiesto su estructura, procesos y otros elementos de Educación Ambiental, que no encuentran en los contenidos del curriculum del Bachillerato en Ciencias y es por eso que proponemos introducirlos en el primer nivel del Bachillerato en Ciencias como inicio de la formación ecológica.
El suelo es uno de los recursos naturales renovables como el agua, la flora y la fauna. Su formación puede ser muy lenta y esto motiva un análisis de los mismos.
El suelo en sí es un sistema muy complejo de elementos minerales muy finos como las arcillas, como el limo, medianos como la arena y gruesos a muy gruesos como la grava y piedras. Estos elementos minerales dentro de los horizontes superficiales se encuentran mezclados con la materia orgánica compuesta por los desechos de plantas como hojas, tallos, frutos y de animales como sus desperdicios y millones de microorganismos vivos y sus despojos. Dentro del espacio que existe entre estos dos compuestos, o sea los poros, se encuentran el aire y el agua del suelo con sus diferentes componentes. Todo este complejo posee una gran actividad química y biológica que muchos denominan como el verdadero suelo; tiene un espesor de pocos centímetros hasta muchos centímetros. Y varía con la región. Es el espacio en donde las plantas se alimentan y lo traducen en cosechas. El resto del perfil o sea el subsuelo, está compuesto de elementos minerales y de espacios porosos ocupados por aire y agua donde las raíces de las plantas se anclan al suelo y obtienen humedad de zonas más profundas.

2. ¿Es suelo todo lo que pisamos?

A.2. Buscar en cualquier diccionario las definiciones de la palabra”suelo” y decidir cuál es la que les parece que se use más en el lenguaje popular.

C.2. El término suelo deriva del latín: solum que significa: “base, tierra en que se vive”, sin embargo, desde el punto de vista científico, le damos una definición más restringida y es preciso pues, que los alumnos y alumnas manifiesten sus ideas previas con el objeto de promover un debate y así integrar nuevos conceptos. Esta actividad es una buena manera de introducir el tema, contrastar conceptos y eliminar definiciones erróneas.

A.3. Escribe en los espacios señalados tu respuesta a la influencia de los factores formadores del suelo. Explica en la fila de la derecha el porqué.

Influye: si/no ¿Cómo influye? Explicación
Clima
Inclinación del terreno
Tipo de roca
Los vegetales y animales
Los microorganismos
Estiércol
C.3. La meteorización de las rocas y la formación de los suelos son los principales procesos que preparan el desgaste de los materiales de la superficie terrestre. Es útil resaltar las actividades humanas como parte de los factores que intervienen ya sea para formar o destruir los suelos.

El suelo se dispone de una serie de capas sobre la roca madre llamadas horizontes y se distinguen por su color, textura y consistencia. Los horizontes más externos son ricos en materia orgánica y los más profundos en sales minerales.

A.4. Dibuja dos esquemas de suelos de diferente madurez, en cada uno señala los horizontes y explica la formación de las capas.

C.4. Se trata con esta actividad que los estudiantes apliquen sus conocimientos en la identificación de horizontes y diferenciación entre suelos jóvenes y maduros.

3. Cantidad de agua almacenada por un determinado suelo

El suelo reserva el agua para las plantas, las personas y el resto de los seres vivos. Como está lleno de poros, una gran parte del agua de lluvia queda almacenada en él. Hay suelos capaces de guardar más cantidad de agua que otros.

A.5. ¿Cómo podríamos medir la cantidad de agua en los suelos? ¿Cuál es su importancia?

C.5. Un posible diseño sería tomar muestras secas de diferentes suelos (arenosos, arcillosos, humífero, etc) y llenar sendas latas (de igual tamaño) con la base agujereada, con los diferentes tipos de suelo. Poner un embudo en la boca de un vaso químico grande y meter dentro del embudo una de las latas con su correspondiente tipo de suelo. Luego medir una determinada cantidad de agua en una probeta y echarla sobre la lata con el suelo, medir entonces la cantidad de agua que ha caído en el vaso químico y así repetir con cada una de las muestras y comparar los resultados. Los jóvenes observarán como cada tipo de suelo almacena agua de una manera diferente y que los suelos arenosos dejan escapar rápidamente el agua.

4. La materia orgánica

La materia orgánica del suelo está constituida por varios materiales cuya composición varía de acuerdo con:

Dicha materia orgánica está sometida a una permanente actividad biológica y el clima determina la velocidad de ésta actividad.

En el suelo se encuentran carbohidratos (azúcares, celulosa y almidón), lignina, taninos, grasas, resinas, proteínas, pigmentos, vitaminas, enzimas y hormonas, entre otras. La descomposición da origen a nitratos, sales de amonio, nitritos, sulfatos, fosfatos, etc., además dióxido de carbono y agua en un proceso conocido como “mineralización” de la materia orgánica. Otro proceso de descomposición más lento origina una sustancia compleja muy estable llamada humus. El humus es de naturaleza coloidal y es el elemento orgánico más importante del suelo. La cantidad de materia orgánica es uno de los factores determinantes de la productividad de los suelos.

A.6 Diseñe un experimento que permita evidenciar la presencia o no de materia orgánica en diversos tipos de suelo.

C.6. Los alumnos podrán constatar mediante observaciones o pruebas químicas la presencia o ausencia de materia orgánica.

5. La porosidad del suelo

La porosidad es la relación entre el volumen de los espacios vacíos y el volumen total de la masa del suelo. En un suelo hay varios tamaños de poros y cada uno tiene una función específica. Poros grandes y medianos: facilitan la aireación y la infiltración , permiten la circulación del aire y el agua. Poros pequeños: conducen el agua y los microporos almacenan agua. La proporción de los poros grandes y pequeños en el suelo permite establecer un equilibrio aire-agua. Los poros permiten el desarrollo y la nutrición de la raíz y planta y toda actividad del suelo.

A.7. Diseñar un experimento que permita estudiar la mayor o menor porosidad de distintas muestras de suelo y explicar hipótesis que sustenten los resultados obtenidos.

C.7.Uno de los posibles diseños podría ser : tomar muestras secas de suelo diferentes y echarlas en sendos botes iguales hasta una misma altura y luego comprimir para ver cuál baja más el nivel. El docente puede proponer otros posibles diseños.

A.8.Formular hipótesis que expliquen por qué los botes muestran volúmenes diferentes.

C.8. Es importante establecer diferencia entre textura y estructura del suelo. La textura se refiere al porcentaje relativo de arena, limo, arcilla, clasificando los suelos en arenoso: textura gruesa; limoso: textura media; arcilloso: textura fina; y franco: proporción equilibrada. La estructura está determinada por la formación de cavidades y grietas. Al estudiar la porosidad relacionarán y habrá que hacer la distinción entre estructura y textura, ya que ambas influyen en ella.

A.9. Que tipo de suelos conoces, cuáles crees que son mejores? ¿Para qué tipo de actividad son usados?

C.9. Se proporciona la formulación de hipótesis acerca de las características de los suelos y de su región comparándolas con otras regiones y también propicia la conciencia crítica acerca del uso racional de los suelos. Al comparar características se propicia la puesta de opiniones sobre la situación actual de los suelos en cada comunidad.

A.10. ¿Qué consecuencias tienen sobre los suelos las siguientes acciones?: los cultivos intensivos, la tala de bosques, el pastoreo intensivo, la quema de rastrojos

C.10. Se pretende que los estudiantes recapaciten sobre la lentitud de los procesos formadores de los suelos, en contraste con los de desertización que cada día ocasionan la pérdida de los suelos.

A.11. Supongamos que el espesor de un determinado suelo es de 1’5 metros ; se sabe que 3 cm de un cierto tipo de suelo tarda en formarse 10.000 años. Suponiendo que la velocidad de formación de un suelo se mantienen constante a lo largo del tiempo, calcular el número de años que ha hecho falta para formar dicho suelo.

C.11. Este cálculo solo es ilustrativo ya que habría que tener en cuenta que la velocidad de formación de los suelos no es constante y hay muchos factores que inciden en éstos cambios.

A.12. En el suelo de la actividad anterior, se observa un proceso de degradación de tal forma que el espesor del mismo disminuye 3 mm por año. Calcular cuántos años le hacen falta a la naturaleza para recuperar la pérdida de suelo correspondiente a 10 años.

C.12. Con ésta actividad se fomenta la reflexión de que para formar 3cm de suelo se pueden necesitar nada menos de 10.000 años mientras que para destruirla tan sólo se necesitarían 10 años. Es decir, que la formación natural del suelo es un fenómeno mucho más lento de lo que puede ser su desaparición.

Actividades de evaluación

A.13. Qué papel desempeña la vegetación en la conservación de los suelos?

C.13. Los alumnos y alumnas han de saber combinar los factores que favorecen la formación de los suelos: la cubierta vegetal y la pendiente del terreno. En consecuencia han de indicar que la ausencia de la cubierta vegetal y la fuerte pendiente favorece la erosión del suelo lo que provoca la progresiva desertización de los terrenos.

A.14. El análisis de un suelo debe realizarse preferiblemente en el terreno. Ubicar un lugar cercano, donde sea posible diferenciar los horizontes del suelo y distingue los diversos materiales presentes.

C.14. Se pretende probar si los alumnos y alumnas no confunden edafogénesis con sedimentación, que constituye un preconcepto muy arraigado. Además refuerza el concepto de horizonte y proceso de formación. Las respuestas surgidas en esta actividad deberán ser discutidas en la clase.

Actividades de recapitulación

A.15. Realiza una salida al campo y localiza áreas de diversos tipos de suelo. Luego establece relaciones entre los tipos de plantas más comunes en los distintos tipos de suelos. Discute tus observaciones y formula hipótesis.

C.15. Las ideas discutidas por los estudiantes pueden ser presentadas para recapitular conceptos sobre el manejo de los suelos y se presta la actividad para meditar sobre la toma de decisiones ante situaciones problemáticas ambientales.

A.16.Organiza un debate en torno a la posibilidad de reponer los nutrientes extraídos del suelo y como esperan un reciclaje mediante la evolución natural.

C.16. Con ésta actividad se permite presentar diversas posturas, cuyo análisis permite considerar las relaciones entre la ciencia, tecnología y sociedad e integrar distintos conceptos a la vez evaluar el aprendizaje de los mismos.

A.17. Invitar a un participante de algún grupo conservacionista de la comunidad para intercambiar ideas y aportar opiniones sobre los problemas del área, además podría participar algún representante de las autoridades locales, también se podría organizar giras a fincas o localidades donde se practiquen técnicas de conservación de suelos.

A.18. Qué podríamos hacer para disminuir el uso de agroquímicos en áreas de cultivo?

A.19.Escribir un breve ensayo sobre las ventajas y desventajas de la Agricultura Orgánica.

A.20.Leer en diversos periódicos ó revistas noticias sobre el manejo de los suelos.

A.21.¿Qué opinión tienen Uds. sobre las medidas para conservar los suelos?

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