Sòls pobres, rogencs i bruns

La gènesi dels sòls mediterranis

Les condicions climàtiques mediterrànies com a factor edafogenètic es podrien sintetitzar per tenir dissolució i lixiviació febles, conseqüència de l’escàs excedent d’aigua que travessa i s’escapa del sòl (i de la planta), per forts contrastos d’humitat, i per un gran potencial erosiu. Un factor de formació molt característic de la conca mediterrània és l’activitat antròpica que ha actuat intensivament i extensivament des de mil·lennis en la manipulació del sòl i la vegetació, amb efectes sovint molt importants. Com a exemple paradigmàtic d’aquesta influència es pot esmentar el cas de la salinització i l’anorreament dels sòls després dels conreus de regadiu menats a l’antiga Mesopotàmia. Aquesta forta i llarga influència humana probablement és un dels elements que distingeixen els sòls de la conca Mediterrània dels de les altres zones de clima mediterrani del món. (Per a la nomenclatura dels sòls emprada, vegeu també La denominació dels sòls)

L’evolució edàfica

El producte final dels condicionants edafogenètics esmentats per l’àrea Mediterrània és el predomini de sòls poc evolucionats, és a dir poc diferenciats del substrat litològic, de poca profunditat en zones topogràficament elevades, que no reben sediments. En les situacions més generals, les sals més solubles, com ara clorurs i sulfats, han estat rentades del perfil edàfic, mentre que la mobilització dels carbonats només és parcial. Per tant, els sòls desenvolupats sobre substrat calcari solen contenir carbonats. Els sòls desenvolupats sobre material no calcari presenten una alteració moderada dels minerals primaris (silicats), un rentatge i una acidificació febles que en ocasions pot produir la precipitació dins el medi edàfic de carbonat càlcic, a partir del calci alliberat dels silicats. Freqüentment, aquests sòls poc madurs conserven característiques de la roca poc modificades, com ara el color o la granulometria. El ferro, sovint l’element responsable de la coloració del sòl, és alliberat en quantitats moderades en aquestes condicions i resta en estat amorf o criptocristal·lí, normalment associat a la matèria orgànica i a les argiles, i produeix les coloracions brunes definitòries dels sòls bruns de les classificacions antigues. En conclusió, en equilibri amb les condicions edafogenètiques actuals, a l’àrea mediterrània predominen els sòls poc diferenciats a causa de la baixa agressivitat climàtica quant a la meteorització, i a més sovint tenen un període de desenvolupament relativament curt per la intensitat dels processos erosius.

L’edat dels sòls mediterranis no té un límit absolut proper, dins el Quaternari recent, com és el cas dels territoris de latituds i altituds elevades, on les glaciacions van escombrar els sòls preexistents en un temps geològicament recent (fa uns 10-000 anys). En els països mediterranis hi ha, per tant, un mosaic de sòls antics, fins i tot relictes, al costat de sòls de formació recent i de característiques ben contrastades. Els sòls antics es conserven a favor de formacions superficials estables, per exemple en extenses plataformes calcàries carstificades o en terrasses fluvials.

El cas dels sòls rojos

Els sòls madurs més característics de les àrees mediterrànies són els antigament denominats sòls rojos mediterranis, de coloració bruno-rogenca produïda per l’existència d’òxids de ferro de tipus hematites, normalment associats a la superfície de les argiles. Aquests sòls no són, però, exclusius de les regions mediterrànies, sinó que també es troben en zones tropicals amb estació seca. La predominància d’hematites com a mineral de ferro requereix l’existència d’un període sec anual. El procés de formació d’aquests sòls, a partir de roca calcària, per exemple, comporta els estadis següents: en primer lloc, un estadi de dissolució dels carbonats per l’acció de l’àcid carbònic de l’aigua de pluja, enriquit en el sòl per l’activitat dels organismes, i amb l’acció complementària d’àcids orgànics alliberats fonamentalment per les arrels; en segon lloc, un període de rentatge dels carbonats en forma de bicarbonats, generalment de calci, més enllà dels horitzons superiors o del perfil; en tercer lloc, un estadi de rubefacció, és a dir d’adquisició de coloracions rogenques a causa de la formació d’hematites a partir del ferro preexistent en estat lliure dins la roca sedimentària o bé del ferro produït de l’alteració de minerals primaris (biotites, per exemple); en quart lloc, l’eventual migració de les argiles amb els òxids de ferro associats dels horitzons superficials, que s’acumulen en horitzons subsuperficials (argílics); aquesta diferenciació de textura entre un horitzó superficial empobrit d’argila, per tant més sorrenc, i un altre d’argilós a sota, ha estat descrita molt il·lustrativament a Austràlia amb el nom de sòls “dúplex”. Fins aquí la descripció del procés complet de maduració dels sòls rojos. També es poden descriure estadis de senescència: seria el cinquè estadi, de recarbonatació del perfil a partir de la circulació d’aigües saturades de bicarbonat càlcic en època posterior, amb l’aparició de diverses formes de precipitació del carbonat càlcic i pèrdua parcial de la coloració rogenca viva inicial. També són freqüents a la conca mediterrània els sediments procedents del desmantellament de sòls rojos pròxims, que conserven part de les seves propietats composicionals originàries.

Si es considera el cas de la formació directa de sòl roig a partir de calcària dura, el sòl acostuma a ésser poc profund i discontinu, encara que el temps d’evolució hagi estat llarg. Correspon a la denominació clàssica de terra rossa, d’àmplia distribució en la conca mediterrània. La matriu sòlida d’aquests sòls prové dels silicats que contenien les calcàries, a més de la possible aportació de partícules pel vent; aquestes roques solen contenir quantitats molt minses de residu silicatat, fins a menys d’un 5%. Cal, per tant, la dissolució d’enormes volums de roca per a produir petits volums de sòl. Es pensa que la formació d’aquests sòls ha requerit temps de desenvolupament molt llargs i, probablement, climes més agressius que no el que predomina avui dia a les àrees mediterrànies.

En el paisatge actual, els sòls rojos es troben sobre superfícies estables, poc o molt escapçats, o en forma de paleosòls, sovint fossilitzats per sediments més recents. En els sistemes de terrasses fluvials, les terrasses altes, antigues, presenten sòls rojos, de vegades amb migració d’argiles i reprecipitació de carbonats; en les terrasses més recents, les propietats característiques es difuminen. És evident, per tant, el component temporal del procés. També és evident el diferent grau de descarbonatació, acidificació i rubefacció d’aquests sòls amb relació al règim de precipitacions actual: els sòls de les àrees subhumides són més rojos i no tenen carbonats en la terra fina, i poden arribar a un pH lleugerament àcid, mentre que en condicions semiàrides la descarbonatació és incompleta, el color poc desenvolupat i el pH és pròxim a 8. Tot sembla indicar la persistència en el temps d’un gradient de condicions edafogenètiques marcat, en la zona mediterrània.

Els sòls rojos més potents i madurs es troben sobre materials loèssics i terrasses altes. Sobre substrat consolidat, es troben a partir de roques que permeten el rentatge del sòl, és a dir que proporcionen un drenatge fàcil, com ara les calcàries dures, els gresos, els conglomerats, els granits i els esquistos.

Els sòls rojos mediterranis s’enquadren dins la sèrie edafogenètica dels països càlids, seguint un gradient d’hidròlisi dels minerals primaris. En primer lloc, condicions d’alteració suaus, subtropicals o mediterrànies, amb una feble alteració dels minerals primaris, pobre rentatge de sílice i bases, i acumulació d’òxids de ferro i d’argiles de tipus divers, que en el seu màxim desenvolupament migren cap a un horitzó subsuperficial; són els sòls rojos mediterranis, els luvisòls del sistema de classificació de la FAO. En segon lloc, condicions tropicals, on l’alteració dels minerals primaris i el rentatge de la sílice i de bases és més fort que en el cas anterior, i es produeix la formació de minerals d’argila simples, del tipus caolinita, que coexisteixen amb sesquiòxids de ferro i un residu de minerals primaris poc alterables; també es produeix mobilització d’argiles, i correspon als acrisòls i els lixisòls. En tercer lloc, condicions equatorials, elevada precipitació i temperatura, alteració profunda dels minerals primaris amb rentatge de bases i sílice; el residu s’enriqueix d’elements secundaris més insolubles, sesquiòxids de ferro i alumini: és el cas dels sòls laterítics en la denominació clàssica (ferralsòls, segons la classificació FAO), i també són les bauxites quan se’ls troba com a paleosòls / roques; aquests sòls representen l’extrem d’alteració i transformació de les roques i són de fertilitat molt baixa. Aquesta sèrie també es pot considerar com a diferents fases d’una mateixa via d’alteració, on les tres fases es poden succeir en el temps en un país equatorial.

Els tipus de sòls mediterranis

Les condicions climàtiques dominants en un territori estableixen el marc evolutiu dels sòls, però les condicions del substrat litològic, la topografia, l’activitat dels organismes (incloent-hi l’espècie humana) i el temps de desenvolupament del mateix sòl provoquen, en les diferents combinacions imaginables, una forta diversitat de tipus de sòls. Per exemple, dels 28 grups principals de sòls definits per la FAO per al mapa mundial de sòls, el 70% són presents, amb representació molt diversa, en les àrees de clima mediterrani, les quals ocupen una superfície ben minsa de les terres emergides.

Les diferents regions de clima mediterrani del món presenten moltes similituds en la tipologia del sòls. Les diferències se centren fonamentalment en la diferent distribució dels substrats litològics i les peculiars històries geomorfològiques quaternàries, que han tingut una gran influència en el mosaic de sòls actual. Exemples destacables d’aquestes diferències són el predomini de roques calcàries en els països circummediterranis per comparació amb els dels altres continents, o l’existència d’extenses àrees cobertes de materials residuals d’alteracions profundes i molt antigues a Austràlia.

Els sòls poc desenvolupats

Ja s’ha esmentat que els sòls mediterranis han estat condicionats per una edafogènesi lenta, un potencial erosiu fort, un predomini de l’evaporació sobre la percolació i un temps de gènesi no interromput en el Quaternari. Tot això fa que els sòls més abundants presentin un desenvolupament pobre.

En les àrees de muntanya i els altiplans, en pendents forts i sovint produïts per degradació antròpica, es troben els leptosòls, limitats per un substrat dur a poca profunditat, amb un desenvolupament mínim i, generalment, molt pedregosos. Són els sòls que predominen, per exemple, en les plataformes calcàries carstificades: sòls rojos poc desenvolupats o erosionats, on es desenvolupen bé comunitats vegetals amb arrelament profund. D’extensió més reduïda, els regosòls presenten perfils més profunds sobre material parental no consolidat, però amb una inapreciable diferenciació edàfica; es formen sobre sediments molt recents, com ara laves i materials piroclàstics de volcans actius (Itàlia), o molt pedregosos i/o arenosos, per exemple materials dunars.

Dins aquest conjunt de sòls poc diferenciats, també s’inclouen els fluvisòls, formats a partir de materials al·luvials recents, com ara terrasses fluvials, deltes o planes al·luvials; són sòls profunds, caracteritzats per l’alternança en el perfil de nivells de granulometria contrastada, d’origen sedimentari, i una baixa diferenciació edafogenètica; tot i ser sòls poc madurs, en aparent paradoxa, són en general molt fèrtils: en el límit, s’acosten a medis hidropònics, però presenten un bon volum accessible a les arrels, mides de gra sovint equilibrades, continguts alts de nutrients i un règim hídric molt favorable. De fet, les àrees d’agricultura més productiva en la conca mediterrània se situen en aquests sòls.

Els sòls ben desenvolupats

Seguint el gradient de diferenciació del perfil, els cambisòls ja presenten un horitzó prou diferenciat del substrat litològic, d’alteració i amb estructura edàfica, i una profunditat mínima superior als 30 cm. Aquests són els sòls majoritaris en les àrees mediterrànies. Les seves propietats solen estar molt influïdes per la naturalesa del material parental. Sobre roques silícies s’inclouen els sòls de coloració bruna, amb acidificació mitjana (unitat de sòl dístric) o insignificant (unitat èutric); sobre roques calcàries s’inclouen els sòls rojos descarbonatats que no presenten marcada migració d’argiles en el perfil (unitat cròmic), i els sòls que conserven quantitats importants de carbonats, normalment sobre materials lutítics (calcàrics). Aquest grup integra sòls amb processos edafogenètics diferenciats que ocupen la gran part de les superfícies de condicions mèsiques de les àrees mediterrànies: són el principal recurs edàfic dels conreus de secà.

De característiques molt semblants als anteriors, els calcisòls es diferencien per fortes recarbonatacions secundàries, de manera que són sòls impregnats de carbonat càlcic, incorporat en solució; en els casos extrems, la reprecipitació de carbonats pren la forma de crosta dura que limita el sòl disponible per les arrels a una certa profunditat: és un clar exemple de senescència del sòl, amb pèrdua de potencial productiu.

Els luvisòls representen el màxim grau de maduresa dels sòls existents en clima mediterrani. Es caracteritzen per la formació d’un horitzó d’acumulació d’argiles (B argílic), les coloracions rogenques (sòls bruno-rogencs) i els pH de neutres a moderadament àcids. Normalment ocupen superfícies molt estables, discontínues, i en general es consideren sòls relictes o molt antics. Amb molta freqüència han perdut l’horitzó superficial, empobrit en les argiles que s’acumulen en l’horitzó B. No ocupen grans extensions en la conca mediterrània, a excepció de Grècia. A Austràlia, en els límits àrids de les zones mediterrànies, els sòls rojos presenten formes de transició amb els sòls alcalins (solonetz), a causa de l’abundància de l’ió sodi, que produeix pH fortament alcalins (superiors a 8,5) i la dispersió de l’estructura edàfica.

Els sòls marginals

Altres tipus de sòls presents a les àrees mediterrànies ocupen situacions marginals i superfícies reduïdes. En destaca, per la seva influència en el creixement de les plantes, el cas dels sòls salins (solontxac), que es caracteritzen per l’elevat contingut de sals més solubles que el guix, com ara clorur o sulfat sòdic; l’elevada salinitat produeix problemes osmòtics a les arrels de les plantes no adaptades, i dificulta l’absorció hídrica fins i tot en medis saturats d’aigua. Apareixen en el límit àrid de les regions mediterrànies, en àrees deprimides, poc o molt endorreiques, i en les maresmes de qualsevol tipus climàtic. L’extensió dels sòls salins ha anat creixent en les zones amb dèficit hídric, com a conseqüència de la posada en regadiu de sòls amb drenatge pobre, amb sals en profunditat o amb aigües de reg salines. En els temps actuals, la salinització dels sòls és la causa principal de pèrdua de productivitat dels sòls a escala mundial.

Els gleïsòls són associats a les condicions d’anòxia generades per l’entollament del sòl durant llargs períodes de temps. A part les coloracions bigarrades, rovell i gris blavós, les condicions reductores provoquen un quimisme diferenciat, amb pèrdues de nitrogen per desnitrificació, presència de sulfurs i mobilitat de les sals ferroses. Moltes plantes adaptades a aquests sòls bomben oxigen cap a les arrels, i produeixen oxidacions localitzades en el sòl circumdant.

Finalment, els vertisòls emparenten les àrees mediterrànies amb les zones tropicals amb estació seca. Es formen en depressions, sobre materials molt argilosos, i són característiques la seva saturació en cations bàsics i, sobretot, l’abundància d’argiles expandibles, que canvien enormement el seu volum segons l’estat d’hidratació, deixant grans escletxes en l’època seca; aquesta mobilitat del sòl el fa molt problemàtic per a la construcció d’edificis o carreteres al damunt. Són sòls típics del Sahel.

Sòl pobre o pobre sòl?

Moltes plantes mediterrànies presenten adaptacions a la sequera que al mateix temps permeten una conservació i un ús més eficient dels nutrients. Aquestes adaptacions s’han relacionat amb la pobresa dels sòls mediterranis, encara que cal matisar aquesta interpretació abans de fer-la generalitzable al món mediterrani.

La disponibilitat de nutrients

Entre els nutrients minerals essencials, el nitrogen és el que les plantes consumeixen en més gran quantitat. La procedència del nitrogen que utilitzen les plantes és pràcticament només orgànica: en un principi entra en el sistema planta-sòl a través de la fixació simbiòtica, a partir del nitrogen atmosfèric, i posteriorment la seva disponibilitat és regulada per la mineralització de les formes orgàniques en el sòl. A més dels sòls molt joves o molt degradats, el dèficit de nitrogen s’associa a una mineralització lenta de la matèria orgànica. Els sòls mediterranis tenen continguts de matèria orgànica baixos si se’ls compara amb els dels ambients temperats, malgrat que les entrades de fullaraca al sòl no són molt diferents en ambdós tipus d’ecosistema; per tant, la pobresa de matèria orgànica obeeix a una ràpida mineralització, característica dels medis càlids. Per això, cal esperar que el ciclatge del nitrogen sigui relativament eficient. A més a més, les febles quantitats d’aigua que poden perdre’s del perfil per drenatge limiten les pèrdues netes de nitrogen.

El potassi també és un element que les plantes absorbeixen abundantment. La quantitat d’aquest element pot ser baixa en sòls desenvolupats, per exemple, a partir de roca calcària. Tanmateix, el ràpid reciclatge de potassi dins la planta i entre la planta i el sòl, i l’elevada eficiència del sòl en la seva retenció en forma assimilable, fan difícil que les comunitats vegetals en pateixin deficiències.

El fòsfor és un nutrient més complex. Pot ser molt escàs en sòls molt lixiviats o sediments procedents de meteoritzacions antigues, cas freqüent a Austràlia, o en sòls formats a partir de roca calcària. A més del seu contingut, l’absorció de fòsfor és molt condicionada per la baixa solubilitat de les seves sals més corrents. En els sòls més alterats es fa poc disponible pel fet de ser englobat dins de sesquiòxids de ferro i d’alumini, i en els sòls carbonatats per la baixa solubilitat dels fosfats càlcics. Aquests fets expliquen la varietat d’adaptacions que han generat les plantes en el decurs de l’evolució per tal de millorar l’adquisició de fòsfor. Cal esperar, doncs, que certes àrees mediterrànies tinguin sòls deficients de fòsfor.

L’aigua, el pH i la profunditat

La disponibilitat d’aigua i de nutrients edàfics no són independents: els nutrients s’absorbeixen en solució. Això fa que de vegades sigui difícil distingir l’efecte relatiu d’ambdues limitacions. A més, la quantitat d’aigua necessària per a suportar la transpiració com a moneda de canvi a l’adquisició d’anhídrid carbònic, sobretot en plantes C3, és molt més gran que la necessària per a l’absorció de nutrients, cosa que fa pensar que en els climes mediterranis, de manera genèrica, les limitacions hídriques són superiors a les nutricionals.

L’entorn químic dels sòls mediterranis sol ser favorable a les plantes amb pH poc diferent del neutre excepte en situacions extremes (sòls alcalins). L’abundància de calci en moltes àrees produeix algunes particularitats en la disponibilitat de nutrients i en l’estructura del sòl. A més de l’esmentat efecte en el fòsfor, la solubilitat d’alguns microelements es redueix molt, principalment el ferro. Les plantes calcícoles han generat mecanismes específics per superar aquestes baixes solubilitats. Tanmateix, moltes plantes cultivades, no calcícoles, pateixen una forta deficiència de ferro (clorosi fèrrica) i requereixen l’addició d’aquest nutrient en forma de complex orgànic.

La profunditat del sòl útil, és a dir colonitzable per les arrels, és un dels factors més importants en l’explicació de la fertilitat. En molts casos s’ha pogut correlacionar la profunditat del sòl amb la producció de les collites, en sistemes no regats. També les propietats de la capa superficial del sòl són fonamentals, en la mesura que controlen l’entrada d’aigua i, per defecte, el seu escolament superficial i el potencial erosiu. Sovint les propietats físiques del sòl són el seu element més fràgil, i el que té conseqüències més importants en ecosistemes afectats per les limitacions hídriques. Les restauracions de sòls degradats solen plantejar més problemes greus de fertilitat física que no pas nutricional.

L’empobriment edàfic

L’empobriment del sòl és un fet antic i generalitzat en les àrees mediterrànies, particularment a la conca mediterrània, i és atribuïble a la forta pressió humana secular i a la fragilitat dels ecosistemes mediterranis, en el límit de les condicions desèrtiques. Els focs quasi sempre representen una pèrdua neta de nutrients, particularment de nitrogen. Els conreus de muntanya són un conegut factor de risc d’erosió dels horitzons superficials. També la pastura excessiva de temps històrics recents pot haver empobrit la coberta vegetal i indirectament el sòl. En el mosaic actual de sòls, els sòls poc o molt degradats són corrents, encara que no sempre és evident l’origen de la degradació. En qualsevol cas, la degradació antròpica dels sòls és un factor rellevant en la interpretació de la seva fertilitat en les àrees mediterrànies.