Exercicis: L'edafogènesi

Defineix sòl des del punt de vista edafològic i raona per què es considera un recurs pràcticament no renovable a escala d'una vida humana.

Observa el perfil d'un sòl madur de l'esquema. Anomena els horitzons assenyalats amb els nombres de l'1 al 5 i indica el tret principal de cadascun.

Enumera els cinc factors de la formació del sòl i explica en una frase com intervé cadascun.

Diferencia roca mare, regòlit i sòl, i ordena'n l'aparició durant l'edafogènesi, indicant quin paper tenen els organismes al final del procés.

Explica què és l'humus, d'on prové (descomposició de restes vegetals i animals) i per què és la clau de la fertilitat del sòl (nutrients, estructura, retenció d'aigua).

Què és la textura del sòl? Compara un sòl sorrenc amb un d'argilós quant a retenció d'aigua, airejament i facilitat de conreu, i indica quin s'escalfa abans a la primavera.

Esmenta tres processos de degradació del sòl freqüents a Espanya (erosió hídrica, salinització de regadius, segellament per urbanització, pèrdua de matèria orgànica) i explica breument en què consisteix cadascun.

El sòl emmagatzema més carboni que l'atmosfera i la vegetació juntes. Explica on rau aquest carboni (matèria orgànica del sòl) i esmenta dues pràctiques agrícoles que l'augmenten (cobertes vegetals, restes de collita, pasturatge rotacional).

Compara el sòl que es desenvoluparia sobre granit en un clima humit atlàntic amb el que es forma sobre calcària en un clima mediterrani sec, tenint en compte la roca mare i el clima com a factors.

Compara un sòl jove de plana al·luvial amb un sòl molt evolucionat d'un vessant antic: horitzons, fertilitat, riscos d'erosió i aprofitament agrícola raonat de cadascun.

Què és l'edafodiversitat? Esmenta tres grups d'organismes del sòl i explica la funció que compleixen en la formació i la fertilitat del sòl.

El pH del sòl depèn en gran part de la roca mare. Compara els sòls desenvolupats sobre calcàries (bàsics) i sobre granits (àcids), i explica què són la vegetació calcícola i la silicícola i com es pot «llegir» la roca mare mirant les plantes.

A la devesa, l'arbre manté la fertilitat del sòl. Explica què aporta l'alzina al sòl (fullaraca, ombra que redueix l'evaporació, arrels profundes que reciclen nutrients) i què li passa al sòl i a la pastura quan l'arbrat desapareix.

La rotació de conreus amb lleguminoses i el guaret van ser pilars de l'agricultura tradicional. Explica com mantenen la matèria orgànica i el nitrogen del sòl i què els ha passat a aquestes pràctiques amb l'agricultura industrial (i què les està revalorant).

Explica la diferència entre erosió laminar i erosió en xaragalls o barrancades, quins factors les disparen en els conreus de vessant (pendent, sòl nu, pluges torrencials) i compara dues tècniques de control (bancals o feixes, faixes de vegetació, coberta morta o encoixinat).

A Lanzarote es conrea la vinya sobre cendres volcàniques (l'«enarenado» o enrenat). Explica quin principi físic aprofita aquesta tècnica (la cendra porosa deixa passar la rosada i la pluja però frena l'evaporació) i quins altres enginys tradicionals capten aigua en climes secs.

En un vessant semiàrid del sud-est peninsular amb un 25 % de pendent sobre margues i esquists, el sobrepasturatge històric ha deixat xaragalls actius («badlands») i un contingut de matèria orgànica inferior al 0,6 %. Per restaurar la zona, un pla municipal proposa fer feixes amb excavadora pesant i plantar immediatament plançons de pi blanc regats amb cisternes.

1. a) Justifica, des del punt de vista edàfic i geomorfològic, per què aquest moviment massiu de terres amb maquinària pesant agreujarà la pèrdua de sòl i el col·lapse estructural a mitjà termini.
2. b) Dissenya una proposta alternativa de bioenginyeria en tres fases successives. Justifica quines mesures físiques toves (biorrulls, feixines, encoixinament o mulching) i biològiques (crostes biològiques, sembra de lleguminoses/gramínies autòctones, micorrizació) aplicaries en cada fase per reiniciar l'edafogènesi abans d'introduir llenyoses tardanes.

S'analitza al laboratori un perfil de sòl desenvolupat sobre gres quartzític sota un bosc atlàntic humit de coníferes. Les dades analítiques per capes revelen:

• Capa 1 (0-8 cm): pH 3,8; 15 % de matèria orgànica poc descomposada (humus mor); color marró molt fosc.

• Capa 2 (8-25 cm): pH 4,0; quars residual desproveït de recobriments; color cendrós blanquinós; absència gairebé total d'argiles, ferro i matèria orgànica.

• Capa 3 (25-50 cm): pH 4,9; enriquiment massiu en complexos de sesquiòxids de ferro, alumini i humus col·loïdal que cimenten els porus formant agregats densos i vermellosos-negrencs.

• Capa 4 (> 50 cm): Gres meteoritzat amb fissures.

1. a) Dedueix els processos pedogenètics d'el·luviació (lixiviació) i il·luviació que han originat aquest perfil, assigna la nomenclatura normalitzada d'horitzons (A, E, Bhs, C...) a cada capa i identifica el tipus de sòl resultant.
2. b) Explica el mecanisme fisicoquímic pel qual el ferro i l'alumini són solubilitzats a la Capa 2 i què desencadena la seva precipitació i immobilització a la Capa 3.
3. c) Prediu quines pertorbacions patiria aquest sòl si es talés el bosc de coníferes, s'esmenés amb abundant calcària mòlta (CaCO3) i se sotmetés a llaurada profunda.

En una finca d'olivar en pendent (12 %) amb un horitzó superficial de 25 cm de gruix i densitat aparent d'1,25 g/cm³, es monitoritzen dues estratègies agronòmiques:

• Parcel·la A (no-llaurada amb coberta vegetal permanent de gramínies i lleguminoses segada mecànicament): erosió mitjana registrada d'1,1 t/(ha·any).

• Parcel·la B (llaurada tradicional amb passades periòdiques de cultivador i aplicació d'herbicides per mantenir el sòl nu): erosió mitjana registrada de 22,5 t/(ha·any).

La meteorització natural de la roca mare en aquesta conca genera nou sòl a un ritme de 0,15 mm/any.

1. a) Converteix la taxa de formació natural de sòl a unitats de t/(ha·any) i determina el balanç net anual de sòl (t/ha) a cadascuna de les parcel·les.
2. b) Calcula quants anys trigarà la Parcel·la B a perdre completament els seus 25 cm de sòl fèrtil deixant aflorar el substrat estèril.
3. c) A partir dels resultats, rebat la idea generalitzada que «el sòl es regenera sol i la llaurada contínua aireja la terra sense conseqüències a llarg termini».

Per ampliar un parc tecnològic de 40 hectàrees, un ajuntament debat entre dues ubicacions:

• Terreny 1: Plana al·luvial amb sòl profund de Classe I (Fluvisol), alta capacitat de retenció d'aigua, 3,2 % de matèria orgànica i permeabilitat moderada (capacitat d'infiltració: 25 mm/h).

• Terreny 2: Abocador segellat i esplanada industrial en desús sobre flysch degradat sense sòl estructurat.

L'equip redactor argumenta que el Terreny 1 és pla i abarateix els fonaments en un 25 %.

1. a) Avalua l'impacte hidrològic: davant d'una tempesta torrencial (DANA) de 80 mm caiguts en 2 hores, calcula el volum aproximat d'aigua d'escorrentia superficial generat al Terreny 1 si s'asfalta (coeficient d'escorrentia = 0,90) enfront del que s'infiltrava en el seu estat natural inicial. Dedueix les conseqüències per a les inundacions aigües avall.
2. b) Analitza dos serveis ecosistèmics irremplaçables que s'extingirien de manera irreversible al Terreny 1 i que amb prou feines patirien minva al Terreny 2.
3. c) Justifica des de la termodinàmica dels sistemes edàfics per què el segellament artificial per formigó i asfalt és una degradació de molta més irreversibilitat que l'erosió severa.

Després d'un incendi d'alta intensitat en un vessant silici amb pineda, s'analitzen els primers centímetres del sòl abans de l'arribada de les pluges de tardor:

1. S'observa una capa de cendres d'1,5 cm sobre la superfície.

2. Entre 2 i 5 cm de profunditat es detecta una banda cèria repel·lent a l'aigua (temps de penetració de gotes WDPT > 360 segons).

3. L'agregació estructural de l'horitzó superficial s'ha disgregat gairebé completament.

1. a) Explica a escala molecular i física com s'origina aquesta capa hidròfoba a l'interior del perfil durant el foc i prediu quin tipus d'erosió hídrica extrema tindrà lloc davant la primera tempesta de tardor amb intensitats de 35 mm/h.
2. b) Una contracta forestal proposa retirar immediatament tota la fusta cremada utilitzant arrossegadors de troncs (skidders) d'oruga. Argumenta edafològicament per què autoritzar aquesta extracció en aquest moment crític resultaria desastrós.
3. c) Dissenya dos tractaments d'emergència de baix impacte (analitzant materials, disposició al vessant i mode d'acció) que un equip de restauració hauria d'executar durant les primeres quatre setmanes posteriors a l'incendi per retenir el sòl.

Al Priorat, les vinyes creixen sobre vessants escarpats de «llicorella» (pissarres paleozoiques esfondrades i meteoritzades). Un fullet turístic sosté: «Les arrels dels ceps s'alimenten directament de les làmines de pissarra, transferint al most els minerals purs de la roca, la qual cosa atorga al vi el seu inconfusible sabor de pedra mullada i grafit».

1. a) Rebat l'afirmació del fullet des de la fisiologia vegetal i la química edàfica: explica com absorbeixen realment els nutrients les arrels de les plantes i per què és biològicament impossible la «transferència de sabor de pedra» directa des de la roca mare.
2. b) Analitza com les propietats edàfiques d'aquest sòl esquelètic (color fosc i albedo baix, abundància de fragments grossos, presència de fissures subverticals de foliació) determinen el règim tèrmic del cep i l'estratègia d'arrelament profund per afrontar l'estrès hídric estival.
3. c) Conclou si el concepte edàfic de «terrer» té fonamentació científica mesurable o si és un mite comercial, recolzant-te en almenys dues variables de la relació sòl-planta.

En un vessant amb un 18 % de pendent dedicat al cultiu d'ametller, es quantifica una taxa erosiva mitjana de 16 t/(ha·any) a causa del manteniment del sòl sense cobertura vegetal. La densitat aparent del sòl és d'1,3 g/cm³ i l'horitzó A presenta un gruix mitjà residual de 15 cm. La taxa mitjana d'edafogènesi en aquest entorn calcari semiàrid és de 0,2 mm/any.

1. a) Determina si el sistema es troba per sobre o per sota de la taxa d'erosió tolerable (factor T). Per a fer-ho, calcula la formació natural de sòl en t/(ha·any) i obtén el balanç net anual.
2. b) Calcula en quants anys desapareixerà completament l'horitzó A fèrtil si es manté la gestió actual.
3. c) Dissenya una proposta de gestió agroecològica que combini una tècnica mecànica i una tècnica biològica per a reduir l'erosió per sota de la taxa de renovació natural, justificant com interactua cadascuna amb l'energia cinètica de les gotes de pluja i la velocitat del flux d'escorrentia.

Durant la tramitació de la Directiva Europea de Sòls, diversos sectors van sostenir que «legislar sobre la qualitat del sòl vulnera el dret de propietat privada d'agricultors i promotors, ja que el sòl és un bé privat immòbil que no es desplaça entre països, a diferència de l'aire o l'aigua fluvial».

1. a) Rebat aquest argument demostrant com la degradació biològica i química d'un sòl privat genera impactes transfronterers negatius sobre dos béns públics globals: el cicle del carboni i la qualitat hidrogeològica dels aqüífers compartits.
2. b) Com a assessor científic, dissenya una bateria diagnòstica amb tres indicadors objectius (un de físic, un de químic i un de biològic) per a avaluar si un sòl agrícola europeu es troba en estat «degradat» o «saludable». Justifica quina alteració funcional concreta mesura cada indicador.
3. c) Justifica per què el principi de «neutralitat en la degradació de les terres» (que exigeix dessegellaments equivalents davant de qualsevol nova urbanització) és imprescindible per a la sobirania alimentària europea a escala temporal de segles.