Exercicis: El sòl

Què és el sòl i quins cinc factors intervenen en la seva formació? Descriu breument el paper de cadascun.

Anomena els horitzons principals d'un sòl madur, de la superfície al fons, i una característica de cadascun.

Què és la textura del sòl i quines tres fraccions granulomètriques la defineixen?

Què és l'horitzó O del sòl i quin procés d'humificació hi té lloc? Què aporta als horitzons inferiors?

Què és la roca mare i com influeix la seva composició en les propietats del sòl que es forma sobre seu (pH, nutrients, textura)?

El sòl allotja bacteris, fongs, cucs de terra i artròpodes. Explica quin paper té aquesta comunitat en la fertilitat del sòl (descomposició, estructura, aireació).

Quines diferències hi ha entre un sòl jove, poc desenvolupat, i un sòl madur amb horitzons diferenciats? Posa un exemple de terreny on esperaries trobar cadascun.

Què és la capacitat de retenció d'aigua d'un sòl i quina fracció granulomètrica l'augmenta? Per què un sòl molt sorrenc exigeix regs més freqüents?

L'esquema mostra el perfil d'un sòl madur amb sis nivells numerats. Assigna a cada número el seu horitzó (O, A, E, B, C, R) i descriu el procés dominant (descomposició, rentat o eluviació, precipitació) en els nivells 1, 3 i 4.

Un sòl amb un $40\ \%$ de sorra, un $40\ \%$ de lim i un $20\ \%$ d'argila es classifica com a «franc» en el triangle de textures. Explica quins avantatges agrícoles té aquesta textura intermèdia enfront d'un sòl molt sorrenc o molt argilós.

L'erosió hídrica arrossega cada any grans quantitats de sòl als pendents conreats. Explica per què l'horitzó A és el primer que es perd i quines conseqüències té aquesta pèrdua per a la fertilitat.

Un sòl conté un $60\ \%$ de sorra, un $30\ \%$ de lim i un $10\ \%$ d'argila.

1. a) Classifica'l de manera aproximada amb el triangle de textures;
2. b) prediu el seu drenatge i el seu comportament agrícola respecte a un sòl franc;
3. c) proposa una esmena per millorar-lo.

Els sòls sobre calcàries tendeixen a un pH neutre o alcalí i els de granit, a un pH àcid. Explica la influència de la roca mare en el pH del sòl i quins conreus s'adapten millor a cada cas.

Compara els processos de laterització, propis de climes tropicals humits, i de podsolització, propis de climes freds humits: quins elements es renten, quins horitzons es formen i quina fertilitat en resulta en cada cas.

Els sòls propers a antigues foneries acumulen plom i arsènic. Explica les fonts d'aquesta contaminació, per què els metalls pesants persisteixen durant segles al sòl i dues tècniques de descontaminació.

Què és el segellament del sòl per urbanització i quines funcions ecosistèmiques (infiltració, producció agrària, hàbitat, regulació hídrica) es perden amb aquest procés? Relaciona-ho amb l'augment de les inundacions urbanes.

En un vessant del peu de mont bètic dedicat al conreu d'olivar sobre vertisòls amb un pendent del $12\,\%$, s'han registrat pèrdues per erosió hídrica de $28\ \text{t}\cdot\text{ha}^{-1}\cdot\text{any}^{-1}$, mentre que la taxa d'edafogènesi estimada a la zona és de només $0,8\ \text{t}\cdot\text{ha}^{-1}\cdot\text{any}^{-1}$.

1. a) A partir d'aquestes dades, justifica per què el sòl en aquesta explotació s'ha de gestionar com un recurs no renovable i calcula quants anys trigaria a perdre's del tot un horitzó A superficial de $15\ \text{cm}$ de gruix (densitat aparent mitjana: $1,3\ \text{g/cm}^3$; $1\ \text{ha} = 10\,000\ \text{m}^2$) si no s'intervé.
2. b) L'agricultor planteja realitzar llaurades continuades en el sentit del màxim pendent per 'evacuar amb rapidesa l'aigua de les tempestes de tardor i evitar l'entollament'. Rebat tècnicament la seva proposta predient quins processos hidrogeomorfològics desencadenarà i dissenya una estratègia combinada de tres mesures agronòmiques o estructurals adaptades a l'olivar per reduir la taxa d'erosió per sota de la taxa de renovació edàfica.

En un sector de regadiu tradicional del sud-est peninsular sota clima semiàrid (evapotranspiració potencial de $1100\ \text{mm/any}$ i precipitació de $300\ \text{mm/any}$), el nivell freàtic salí se situa a només $1,1\ \text{m}$ de profunditat amb una aigua la conductivitat elèctrica de la qual és de $4,2\ \text{dS/m}$. L'agricultor observa l'aparició de crostes blanquinoses a la superfície i una caiguda dràstica del rendiment dels seus cítrics, per la qual cosa decideix augmentar la freqüència dels regs per degoteig amb aquesta mateixa aigua per 'mantenir el bulb humit i dissoldre contínuament les sals'.

1. a) Interpreta el balanç hídric i salí del perfil edàfic i prediu les conseqüències de la decisió de l'agricultor, justificant per què augmentarà la salinització i quins efectes osmòtics i de sodificació provocarà en l'estructura del sòl i en la vegetació.
2. b) Dissenya un pla d'actuació agronòmic i enginyeril per recuperar la fertilitat d'aquest sòl, detallant el paper del drenatge subsuperficial artificial, el càlcul d'una fracció de rentat amb aigua de baixa salinitat i l'ús justificat d'esmenes de guix ($\text{CaSO}_4$).

En una prospecció edafològica s'analitzen dos perfils amb marcats contrastos:

• Perfil X: Desenvolupat sobre loess en un clima continental temperat-fred amb praderia estepària. Presenta un horitzó Ah de $70\ \text{cm}$ de gruix amb un $7,5\,\%$ de matèria orgànica humificada, estructura grumosa molt estable, alta capacitat d'intercanvi catiònic saturada en $\text{Ca}^{2+}$ i $\text{Mg}^{2+}$, i acumulació secundària de carbonats a l'horitzó Ck profund.

• Perfil Y: Desenvolupat sobre calcàries en un clima mediterrani amb sequera estival acusada. Presenta un horitzó A prim ($<10\ \text{cm}$) amb escassa matèria orgànica ($<1,5\,\%$) sobre un horitzó Bt de color vermell intens (rubefacció), argilós i molt enriquit en sesquiòxids de ferro no hidratats (hematites), en contacte net amb la roca mare subjacent.

1. a) Identifica raonadament a quin gran tipus de sòl correspon cada perfil (txernozem i sòl vermell mediterrani / terra rossa) i analitza com la interacció entre el règim bioclimàtic (estacionalitat hídrica i tèrmica) i la litologia ha determinat els horitzons observats en cada cas.
2. b) Prediu com respondrà cada perfil davant d'un escenari de posada en cultiu intensiu sota conreu convencional: quin experimentarà una degradació estructural i pèrdua de fertilitat més accelerada? Justifica la teva resposta analitzant la dinàmica de mineralització de l'humus i la susceptibilitat a l'encrostament i la lixiviació.

En una comarca agrària intensiva de regadiu en una plana al·luvial es registren simultàniament quatre problemes:

1) formació de tolls persistents després de pluges moderades que abans s'infiltraven amb rapidesa i dificultat per a l'elongació radicular per sota dels $25\ \text{cm}$;

2) descens continuat del carboni orgànic edàfic, passant del $2,3\,\%$ al $0,7\,\%$ en quinze anys;

3) increment de la conductivitat elèctrica de l'extracte de saturació fins a $5,8\ \text{dS/m}$;

4) desenvolupament de xaragalls i barrancs als marges de les parcel·les després de tempestes de tardor.

1. a) Diagnostica els processos específics de degradació física i química que estan operant i explica les relacions de retroalimentació positiva existents entre l'ús continuat de maquinària pesant, el declivi de la matèria orgànica i l'augment de l'escorrentia superficial.
2. b) Per establir una xarxa de seguiment, selecciona un indicador quantificable per a cadascun dels quatre problemes observats, indicant el mètode o unitat de mesura i quin llindar crític alertaria d'un col·lapse funcional del sòl.
3. c) Dissenya un programa de mesures correctores integrades per a la comarca que combini pràctiques de maneig mecànic, químic i biològic orientades a revertir simultàniament la compactació i la pèrdua d'estructura.

Una cooperativa de cereal de secà a la Meseta Nord es planteja certificar crèdits de carboni mitjançant la transició del conreu convencional amb pala i retirada de palla a un model de sembra directa amb coberta de rostolls. En l'estat inicial, el sòl franc presenta un $1,1\,\%$ de matèria orgànica en els primers $30\ \text{cm}$ i una densitat aparent d'$1,42\ \text{g/cm}^3$.

1. a) Una empresa consultora promet als agricultors que 'amb aquest canvi, el sòl triplicarà la seva reserva de carboni en cinc anys i actuarà com un embornal permanent i il·limitat de $\text{CO}_2$ atmosfèric'. Rebat tècnicament aquesta afirmació analitzant els factors biogeoquímics que limiten l'estabilització del carboni orgànic en sòls mediterranis (cinètica microbiana estacional, saturació de la fracció mineral argilosa i relació C/N dels residus).
2. b) Explica raonadament de quina manera l'increment progressiu de matèria orgànica modificarà la corba de retenció d'humitat, la capacitat d'intercanvi catiònic (CIC) i la formació d'agregats estables a l'aigua en aquest sòl.
3. c) Si al cap de deu anys el percentatge de matèria orgànica ascendeix a l'$1,8\,\%$ en els primers $20\ \text{cm}$ (amb una densitat aparent estabilitzada en $1,30\ \text{g/cm}^3$), calcula la quantitat neta de carboni orgànic fixada per hectàrea (considerant que el carboni representa el $58\,\%$ de la massa de matèria orgànica; $1\ \text{ha} = 10\,000\ \text{m}^2$) i discuteix la fragilitat d'aquest magatzem davant d'un eventual retorn al conreu tradicional.

En una vall mediterrània de muntanya amb pendents mitjans del $30\,\%$, un sistema esglaonat de feixes o terrasses agrícoles sostingudes per murs de pedra seca va quedar completament abandonat fa quatre dècades. Després d'un episodi mediterrani extrem de $210\ \text{mm}$ de precipitació en $24\ \text{hores}$, el vessant va patir col·lapses catastròfics que van taponar el fons de la vall amb allaus de detritus i fang.

1. a) Analitza la hidrodinàmica i la mecànica de talussos d'aquest sistema: per què un conjunt de feixes abandonades i sense manteniment pot resultar a llarg termini molt més inestable i propens a generar moviments en massa catastròfics ('efecte dòmino') que un vessant natural amb el seu perfil d'equilibri vegetal?
2. b) A les plataformes de les feixes que encara romanen dempeus, el sòl té un gruix de més d'$1\ \text{m}$, mentre que en vessants adjacents desarborats el substrat rocós gairebé aflora. Justifica el paper ecològic de les terrasses com a reservoris edàfics i d'humitat en el context del canvi global.
3. c) Com a tècnic ambiental, has d'avaluar dues opcions d'intervenció per al vessant: 1) eliminar amb maquinària pesant els murs deteriorats retalussant el vessant a un pendent uniforme i sembrar herbàcies; o 2) restaurar els murs de pedra seca col·lapsats incorporant mechinals i sobreeixidors d'escorriment, combinats amb revegetació arbustiva autòctona. Justifica la teva elecció tècnica atenent a criteris de balanç sedimentari, costos de cicle de vida i preservació de la funció edàfica.

A finals d'agost, un incendi forestal d'alta severitat calcina $800\ \text{hectàrees}$ de pineda en un vessant silici amb pendents del $32\,\%$. Durant la inspecció post-foc, es comprova que en els primers $4\ \text{cm}$ del sòl les gotes d'aigua aplicades no s'infiltren durant més de quatre minuts (assaig WDPT), deixant una capa de cendra i partícules minerals completament seques per sota després de raspar la superfície. Els models meteorològics alerten de l'arribada imminent d'una DANA de tardor.

1. a) Interpreta l'origen fisicoquímic de la hidrofobicitat detectada i prediu com alterarà aquest horitzó repel·lent la partició del balanç hídric (taxa d'infiltració vs. coeficient d'escorriment) i la probabilitat de generar fluxos de detritus (debris flows) durant un xàfec d'alta intensitat.
2. b) Una cooperativa fustera sol·licita entrar amb maquinària pesant d'erugues per talar i extreure amb urgència la fusta cremada. Redacta una justificació tècnica desfavorable a aquesta entrada immediata, argumentant els efectes que provocarien el trànsit i l'arrossegament sobre la compactació superficial, el trencament de la capa hidròfoba i la taxa neta de pèrdua de sòl.
3. c) Dissenya un pla de xoc d'emergència per executar en les tres setmanes prèvies a la DANA: compara l'eficàcia protectora i la viabilitat tècnica de la tècnica de l'encoixinat de palla (mulching) enfront de la construcció de feixines o albarrades amb restes de tala, determinant en quins sectors del vessant aplicaries cadascuna.

En una conca vessant a una rambla del sud-est peninsular (precipitació mitjana anual de $280\ \text{mm}$, evapotranspiració potencial de $1200\ \text{mm}$), es registra una regressió ecosistèmica severa lligada a tres pressions: rompuda de matollar autòcton per a plantacions de llenyosos en pendents del $15\,\%$ mitjançant conreu intensiu, bombaments massius que han deprimit el freàtic $70\ \text{m}$ i abandonament de les pràctiques tradicionals de conservació d'aigües (boqueres i albarrades).

1. a) Una empresa promotora sosté que 'la zona és un desert natural i que, per tant, no té sentit parlar de desertificació ni de pèrdua de sòl imputable a les activitats humanes'. Desmunta tècnicament aquesta afirmació distingint el desert climatomòrfic de la desertificació antropogènica a partir de les variables funcionals de l'ecosistema (biomassa, ciclatge de nutrients, capacitat d'infiltració i resiliència edàfica).
2. b) Analitza el mecanisme en cascada pel qual la conjunció de sobreexplotació de l'aqüífer i conreu en pendents desemboca en la salinització de les hortes baixes i en l'erosió remuntant de la xarxa de rambles.
3. c) Dissenya un pla de restauració integral per al llit i els marges de la rambla que combini mesures de bioenginyeria (dics de retenció de gavions o maçoneria permeable per a laminació d'avingudes i captura de指向sediments) amb tècniques de reforestació basada en espècies fitoestabilitzadores amb micorrizació, justificant com actuaran per restablir el cicle hidrològic i la formació de sòl.