Edafologia

Propiedades Físicas del Suelo0140-UNALM-

<rbt@lamolina.edu.pe>

1

3. Componentes del Suelo. Distribución volumétrica.

Mineral

Organic Material

Water

Air

2

Diagrama esquemático del suelo

3

Variación de la Composición Volumétrica del Suelo .

MicroporosSolución

Suelo

Macroporos02

Suelo : textura arenosa

CO3CaM.O.ArcillaLimoArena

MicroporosSolución Suelo

Macroporos02Fase sólida

Suelo : textura media

Fase sólida

4

Propiedades Físicas del SueloImportancia de su Conocimiento : las propie dades que pueden ser descritas son :Separatas del suelo: clases texturales. Estructura del Suelo : estabilidad y consistenciaRelaciones masa/volume: densidadTemperatura del suelo y radiación Fase líquida Fase gaseosa.

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Figura

7

8

Naturaleza física de las separatas o fracciones del suelo.1)Fragmentos gruesos:

- fragmentos mayores de 2 mm de diámetro son: a) piedras ( mayor de 25 cm de diámetro);b) guijarros (25 cm – 75 mm); c) gravas ( 75 mm – 2 mm )

•Arenas : - forma irregular. No moldeable. No plástico.- domina el cuarzo, pueden ocurrir otros

minerales., - - muy baja retención de agua. •Limos:

- tamaño intermedio entre arena y arcilla. - presenta algo de plasticidad, adhesividad y

retención de agua. .

Importancia de las fracciones:

Propiedades físicas (arena y limo)– Adsorción de agua– Capacidad de retención de agua– Drenaje y aireación. Propiedades físico-químicas. (arcilla)– Fertilidad– Actividad de la superficie– Intercambio iónico

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Arcilla: -área superficial por unidad de masa es muy alta. - su presencia da texturas finas. - pueden expandirse y contraerse

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Mineralogía de las fraccio- nes del suelo.-En arenas domina el cuarzo. Otros minerales: feldespatos y micas. Puede encontrarse gibsita, hematita y goetita como cubiertas de las arenas.

-En arcillas. En trópicos húmedos: cuarzo, oxido-hidróxidos de Fe y Al, caolinitas. En regiones templadas son importantes las arcillas silicatadas : illita, montmorillonita, vermiculita Las arenas y los limos, tienen baja actividad química, pero son resistentes a la meteorización.

Superficie específica (s.e.) de las fracciones del suelo.

S.E. = total de superficie de partículas por unidad de volumen (m2/m3) o de masa (m2/gr).

A menor tamaño de partículas, mayor será su superficie especifica. Obsérvese la figura que se presenta:

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Clases texturales.Grupo textural Clases Texturales

Textura fina ArcillaArcilla limosaArcilla arenosa

Textura moderaderadamente fina.Franco arcillo limoso,Franco arcillosaFranco arc. arenoso

Textura media FrancaFranco limosoLimo

Textura gruesa Franco arenosaArena franca

Arena

Suelo franco : no son de igual % de arena, limo y arcilla ; significa que las propiedades y características están igualmente expresadas.

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Análisis de la textura de un suelo.

1) Via : Tamizado en seco o en húmedo. Permite separar diferentes fracciones de arena :arena muy gruesa arena finaarena gruesa arena muy finaarena media

2) Via : Sedimentación (aplicando ley de Stoks) : La velocidad de sedimentación de una partícula es función del tamaño de la partícula.

V = 2/9 g r2 (∆p - ∆l) / Π(viscosidad)

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Fragmentos, > 2mm, son retenidos en la parte superior del tamiz. Ellos son pesados y luego referidos al peso total de la muestra traida del campo.

Fracciones finas del suelo son analizadas para textura y análisis químico.

2 mm sieve

14

Determinación de particulas de diámetro < 2mm (TFSA)

El tamaño de las partículas son determinadas a diferentes tiempos de sedimentación usando la ley de Stokes : La velocidad de sedimentación de una partícula es la diferencia neta entre la fuerza de gravedad (movimiento hacia abajo) contra la resistencia a la caida por fricción de la superficie y el movimiento del agua.

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Despues de un tiempo dado t, la partícula más pequeña debe caer a mucho menor profundidad en el agua que las partículas más grandes.

La profundidad de caida es calculada por la ley de Stokes.

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Típicas velocidades de caida o sedimentación para diferentes tamaños de partículas :

Arena media: (0.05 cm) : 22 cm/segArena fina : (0.05 cm) : 3.5 cm/segLimo medio : (0.001 cm): 0.087 cm/seg,

ó 0.52 cm/minArcilla gruesa :(0.0002 cm) :

0.00035 cm/seg, ó 0.021 cm/min, Arcilla fina : (0.00002 cm) :

0.0000035 cm/seg, ó 0.30 cm/dia .

17

Estructura

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Estructura : agrupamiento de partículas para formar agregados.-Agregados: unidades secundarias o gránulos compuestos de muchas partículas , unidas por: m.o., oxidos Fe, CO3

=, arcillas, y/o sílice.-Un agregado natural e individual se llama PED -Fragmento : fracción de un ped roto.-Concreciones (nodulos) : formados por precipitación química

La clasificación estructural del suelo se basa en :•Forma y arreglo = tipo•Tamaño = clase•Distinguibilidad o durabilidad de los agregados = grado

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- Por forma o tipo se reconocen : esferoidal, laminar, prismática y blocks.

- Por clase : a) muy finos, b) finos o delgados, c) medios, d) gruesos, e) muy gruesos.

- Por el grado: es la característica de adhesión entre agregados y estabilidad de ellos . Hay cuatro grados:

a)sin estructura : no hay agregación Puede ser masiva o de grano simple.

b)débil : agregados débilmente formadosc)moderada : agregados bien formadosd)fuerte : agregados muy estables

Resumen de la morfología estructural.

sin estructura (grano simple) masivaGrado (estabilidad) Clase (tamaño) Tipo (forma) .

débil muy fino laminarmoderada fino prismaticafuerte medio columnar

grueso block angularmuy grueso block

subangular granular

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Estructura : clases (tamaño) Formas de estructura

Tamaño Laminar mm Prismática y columnar mm

Blocks mm

Granular mm

Muy fino < 1 < 10 < 5 < 1Fino 1 – 2 10 – 20 5 – 10 1 – 2Medio 2 – 5 20 – 50 10 – 20 2 – 5Grueso 5 – 10 50 – 100 20 – 50 5 – 10Muy grueso

> 10 > 100 > 50 > 10

22

Tipos de estructura según la forma de los agregados.

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24

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- Factores que afectan la agregación : operan muchos mecanismos. Las acciones son:

a)acción coloidal : las arcillas ejercen fuerza de adhesión y cohesión. La secuencia puede ser: montmorillonita > illitas > cailinita

b)humus : tiende a cementar los componentes de los agregados . El humus más el calcio cementa y forma agregados porosos estables.

c) oxidos de fierro, aluminio y manganeso producen agregados fuertes y cementados.

d)cationes : pueden causar floculación y luego agregación o pueden también dispersar. La fuerza de floculación es : Al > Ca > H > Mg > K > Na (el Na es gran agente dispersante)

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Además tienen acción :- clima : periodos alternos de humedecimiento

y seca do o congelamiento favorecen formación de estructuras.

- plantas: raíces pueden fragmentar o estabilizar estructuras

- Acción de animales : efecto de las lombrices.- Acción de labranza : puede ser favorable o

desfavo rable si se controla la humedad o la sequedad.

Importancia del calcio (Ca+2)c en la estructura

Siempre que predomine el calcio en el complejo coloidal, prevalecerán las fuerzas de atracción entre los coloides y éstos se mantendrán floculados: habrá formación de estructura

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Efecto del sodio (Na+) sobre la estructura

Cuando el sodio en el complejo coloidal es elevado, debido al gran tamaño del radio de hidratación del sodio, los coloides se separan, hay repulsión entre los mismos y se dispersan: la estructura se destruye .

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Estructura laminar

Estructura columnarEstructura prismática

30

Estructura en blocks

AngularesSub angulares

Génesis de la estructura

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Efectos de la estructura sobre las propiedades del suelo.Propiedad afectada

Efectos positivos

En la superficie del suelo

• Una buena estructura evita el sellado del suelo y la posterior formación de costras superficiales.• Facilita la emergencia de las plántulas• Facilita la infiltración del agua en el suelo

Infiltración de agua en elsuelo

El aumento de la infiltración:• Disminuye la escorrentía y, con ello, la erosión hídrica del suelo.• Aumenta las reservas de agua en el suelo.

Riesgo de erosión

Un suelo bien estructurado es más resistente a la erosión que las partículas sueltas de arena, limo y arcilla y la materia orgánica.

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Continuación ….. Efectos de la estructura sobre las propiedades del suelo.

Propiedad afectada

Efectos positivos

Espacio poroso

Un horizonte bien estructurado:• Permite una buena circulación de agua, aire y nutrientes.• Posee conductividad hidráulica elevada.• Favorece el desarrollo y la actividad de los microorganismos aerobios.• Favorece la actividad de la fauna del suelo, lo que mejora la estructura.• Facilita la penetración de las raíces.

Compacidad La baja compacidad del suelo:• Favorece el laboreo.• Disminuye la densidad aparente.• Favorece el crecimiento de las raíces. 33

Estabilidad de la estructura• La estructura del suelo no es parámetro estable,

puede variar en función de las condiciones climáticas, el manejo del suelo, los procesos edáficos, etc

• Las causas más importantes de la degradación :1) Expansión de las arcillas durante los períodos húmedos.2) La lluvia, si es violenta y produce una dilución

pasajera de los cationes, desfavorecen la floculación de los coloides.

3) La pérdida de materia orgánica.4) La acidificación y/o descalcificación produce

desestabilización de los microagregados.34

Buena estructura :Fácil de cultivar , no es erosionado por

la lluvia o viento. Aire y agua penetran bienRaíces de plantas crecen bien

Importancia de la estructura

Mala estructura: En húmedo son como una masaAire no puede penetrarDificil de ser trabajado (aradura)

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Compactación : causas que la originan Excesivo uso de maquinaria pesada Labores culturales del cultivo : gran cantidad

de mano de obra, ejercen presión Sobre pastoreo Riesgo de compactación aumenta grande

mente cuando el suelo está húmedoLa compactación produce: Menor oxigenación de la raíz Menor infiltración y drenaje Mayor escorrentía Mayor resistencia a la penetración de raíces .

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Compactación del suelo a 80 cm., por el paso de maquinaria

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Consistencia.Es la resistencia mecánica a la deforma -

ción. Son las manifestaciones de adhesión y cohesión a diferentes contenidos de Hº.

La consistencia varía con el contenido de humedad, textura, estructura y M.0.

Comportamientos del suelo por humedad:a) Suelo en seco es sólido, b) Si se añade agua = puede expandirsec) Si se aumenta agua : pasa a semisólido, luego a estado plástico y finalmernte a estado líquido.

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Continuación….. Consistencia.d) Partiendo del estado de saturación, los sucesivos estados de consistencia que puede presentar un arcilla al irse secando son:

DuroSólido

FriableSemi Sólido Plástico Líquido

1

2

31 = límite de expansión

2 = límite plástico

3 = límite líquido0

Ws Wp Wl W

cantidad de agua

terrones optimas condiciones

enlodamiento fluido

seco

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Cohesión y adhesión :

Cohesión : en suelos mojados es la atracción que existe entre las moléculas de fase líquida que están como puentes entre partículas adyacentes.

Adhesión : atracción de la fase líquida sobre la sólida. Las moléculas de agua se adhieren al suelo como a los objetos que se ponen en con - tacto con el suelo.

Coherencia : cohesión entre las partículas sólidas. Las fuerzas de cohesión y coherencia explican la unión de las partículas entre sí.

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Calificación de la consistencia: En suelos secos:

a) suelto : partículas no están unidas. Suelos muy aireables y penetrables. Las raíces tienen poco contacto. La retención de agua es débil.

b) blando: agregados se rompen entre los dedos. Aireados, penetrables, raíces con buen contacto, retención de agua es buena. Fácil de laborar. c) duro: agregados difíciles romper con mano, escasa aireación, raíces difíciles de penetrar.

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Consistencia en suelos húmedos:

a) suelto : no hay agregación. Similar a la de los secos.

b) friable: se desmenuza con cierta facilidad. En seco suele ser blando o algo duro.

c) firme : no se desmenuza con facilidad. En seco suele ser duro o muy duro.

Consistencia en mojado. a) adherente. Se pega a las manos. b) plástico . Moldeable.

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Minerales Densidad del mineral

Minerales Densidad del mineral

Ortoclasa 2.65 – 2.60 Cuarzo 2.50 – 2.80

Plagioclasa 2.60 – 2.76 Limonita 3.40 – 4.00

Muscovita 2.76 – 3.00 Hematita 5.10 – 5.20

Biotita 3.00 Caoli 2.50

Min de Fe y Al 2.60 – 2.70

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Densidad aparente : masa o peso de una unidad de volumen de suelo seco. El volumen incluye a los sólidos y poros. -Suelos con alta proporción poros/sólidos tienen menores δa que los más compactados.-Suelos de textura fina tienen menor δa que arenosos. Los de tendencia fina tienen gran cantidad de espacios porosos totales debido a su granulación generada por la materia orgánica-Los suelos superficiales de textura : arcilla, franco arcilloso, franco limoso varían de 1 a 1,6 g/cc

Los arenosos y franco arenosos la densidad aparente es de 1,20 a 1,80 g/cc - El siguiente cuadro muestra la variación de la densidad aparente de suelos cultivados

Suelo Capa 1 capa 2 capa 3 capa 4

La Molina. Fco Ao. Rimac 1.51 1.55 1.60 1.60La Huaca. Fco Ao. Chancay

1.48 1.52 1.55 1.57

Caudivilla Fco Ao. Carabaillo

1.40 1.43 1.43 1.48

Sta Ines . Fco Ao. Rimac 1.45 1.48 1.51 1.53San Jose. Fco Ao. Chincha 1.48 1.51 1.55 1.57La Mina. Fco Ao. Sayan 1.45 1.48 1.45 1.50

Densidad aparente de algunos perfiles de suelos en valles de costa Perú.

Factores que influencian la densidad aparente:

1.Estructura : factor más influyente . 2.Contenido de materia orgánica:

a) presenta bajo valorb) la m.o. disminuye con la profundidad del

perfil3.Material parental.

Suelos con presencia de cenizas volcánicas presentan valores de 0.70 a 0.98 g/cc.4.Nivel de compactación.

Continuo paso de maquinariaaraduras a profundidad similar todos los añosSuelos cultivados presentan valores de

densidad aparente más alto que suelos no cultivados (vírgenes)

Densidad aparente :usado para calcular la masa total de un suelo a profundidad dada.

1 ha = 10,000 m2 = 100,000,000 (108) cm2

Si δa = 1.3 g cm-3 ó 1,300 kg m-3 , profundidad = 15 cm

La masa de suelo será = (1,500 m3)(1,300 kg m-3) = 1,950,000 kg / 15 cm de profundidadEsto frecuentemente es usado en agricultura y en

ecología para calcular agua y nutrientes almace -nados por ha.

47

48

Porosidad y Permeabilidad del Suelo

El tamaño de las partículas del suelo afecta al diámetro de los poros. Izquierda : las partículas son pequeñas y los poros entre ellas también. Derecha : las partículas y los poros entre ellas son más grandes. 49

Porosidad : porción de un volumen de suelo ocupado por aire y/o agua

Suelo Arenoso : baja porosidad total , dominan macro poros.

Suelo arcillosos : alta porosidad total, dominan micro poros.

%P = [ 1 – (δa/δp) 100]

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Clase textural Dens. Aparent

% poros % sólidos Peso 1 ha.

Arcilla 1.1 58 42 1 650 000

Fco Arc 1.2 55 45 1 800 000

Franco 1.4 47 53 2 100 000

Arena 1.6 40 60 2 500 000

Variación de la Porosidad total en el horizonte A suelos cultivados y no cultivados. Valle del Mantaro

Procedencia % porososidad total % poros de aireación

No cultivado cultivado No cultivado cultivado

Huayao FrArL 63.6 49.7 8.6 6.3

Sicaya FrL 56.4 49.3 11.1 9.2

Huancayo Fr 61.4 53.0 21.5 11.3

Mantaro Arc 65.2 59.2 17.3 14.2

San Lorenzo FrAr 63.3 48.1 13.2 10.2

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Factores que influencian el espacio poroso total.

En suelo bien estructurado: % porosidad total es 50 % ; sin embargo esta porosidad varía a medida que varía la δa

Porosidad varía de 25 % en suelos com- pactados a 60 % en suelos orgánicos con buena agregación.

Obsérvese el siguiente cuadro de la variación de porosidad por efecto del uso del suelo:

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Densidad aparente y porosidad en suelos cultivados

Textura Años cultivados

Densidad aparente Mg/m3

Porosidad %

Cultivado No cultiv. Cultivado No cultiv.Fr L + 80 1.30 1.10 50.9 58.5

Fr Ao + 50 1.59 0.84 40.0 66.4Fr L + 50 1.18 0.78 55.5 68.8

Fr Arc 12 1.34 1.25 49.6 52.7Arc 20 – 50 1.44 1.20 54.1 62.6

Fr Ao 20 - 50 1.54 1.43 42.9 47.2

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Profundidad efectiva. profundidad hasta donde llegan, sin tropiezo, las raíces de las plantas en busca de agua y nutrientes.

Superficial Profundo55

Profundidad Efectiva Aquella donde no existe condición restric

tiva que afecte desarrollo de raíces. Condiciones restrictivas: a)Estratos u horizontes impermeables al

aire, agua y raíces; eg. Fragipanes, duripanes.

b)Cambios texturales abruptos, tal como en suelos aluviales o en rellenos.

c)Adaptación de las plantas: frutales, fores-tales. 56

57

Clasificación de la Profundidad Efectiva

Color de los suelos

58

Relación color y propiedades del suelo Color Propiedades del suelo

Oscuro o negro.

Presencia de materia orgánica. Es típico del horizontes A

Claro o blanco.

Se debe : carbonatos de calcio y magnesio o al yeso u otras sales más solubles. En horizonte E, el color es por lavado de las arenas (cuarzo).

Pardo amarillento.

Presencia de óxidos de hierro (goethita) unidos a la arcilla y a la materia orgánica.

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Relación color y propiedades del suelo

Color rojo. Alteración de arcilla, se liberan óxidos férricos como la hematita (Fe2O3). Presente en climas mediterráneos. El color rojo = un buen drenaje y condiciones oxidantes.

Grises y veteados

Característicos de suelos con condiciones alternantes de reducción y oxidación. Esta característica aparece en suelos que se inundan durante un período del año

Gris y/o verdosoazulado

Son característicos de suelos que sufren una intensa hidromorfía. Hay falta de oxígeno .

60

61

Nombre Composición Color Suelos donde aparece

Goethita a-FeO(OH)Cristalino

Amarillento7,5YR a 10YR

Suelos de climas templados y frescos, húmedos a subhúmedos.Suelos tropicales.Suelos moderadamente hidromorfos en climas subtropicales.

Hematites a-Fe2O3

CristalinoRojo2,5YR  a 7,5 YR

Suelos tropicales y subtropicales.Suelos de climas mediterráneos.

Lepidocrocita g-FeO(OH)Cristalino

Anaranjado5YR a 7,5YR

Suelos no calizos, hidromorfos, de climas templados. 

Maghemita g-Fe2O3

CristalinoPardo rojizoOscuro

Suelos tropicales y subtropicales.

Ferrihidrita Paracristalino 

Pardo rojizo5YR a 7,5YR

Suelos ácidos de las zonas frías y templadas, ricos en materia orgánica.

4. Temperatura del suelo Afecta a procesos físicos, químicos y bioló - gicos que ocurren en el suelo. Absorción y transporte del agua y iones en las plantas es afectado por la

baja temperatura. La temperatura en el suelo es dependiente de tres factores:

a) cantidad neta de calor que absorbe el suelob ) energía calórica requerida para llevar a cabo un cambio en la temperatura del suelo. c) energía requerida para cambios tales como evaporación que ocurre constantemente

• El valor de energía calórica varía con : - latitud, - época del año, - nubosidad,

- la cubierta vegetal.

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Absorción y pérdida de la energía solar Radiación solar : -

fuente primaria de energía para calentar el suelo. - del 35 al 40 % de la radiación solar llega a la tierra en climas húmedos y nubosas. - en áreas áridas libres de nubes llega el 75 % a la superficie terrestre. - la energía es usada principalmente para evaporar agua del suelo o reflejada al es - pacio. Sólo 10% es absorbido por el suelo.

63

Albedo: fracción de la radiación incidente que es reflejada por la superficie terrestre . - Es afectado por la coloración y la uniformidad

de la superficie. Aspecto de la superficie.- Inclinación. El ángulo al cual los rayos de sol

inciden, afecta la temperatura del suelo. Si es perpendicular la energía absorción es mayor.

Agua (lluvia) tiene efecto sobre temperatura. Cobertura del suelo . La cobertura

(vegetación, mulch, nieve) son factores que afectan la temperatura.

Color del Suelo.

64

Efecto del ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la sobre superficie del suelo: caso a (relieve) y caso b (latitud) .

d2

d1

d2

atmósfera

tierra

radiación solar

radiación solar

a b

--- d ---

--- 1.25 d ---

65

Propiedades térmicas del suelo. La energía para elevar en 1ºC el agua es

más alta que la requerida para elevar 1ºC un sólido. Esto es : calor específico.

Valores de calor específico : agua : 1.00 cal/g ( ó 4.18 joules/gramo) suelo seco : 0.2 cal/g (ó 0.8 joules/gramo)

- Cálculo del calor específico de suelos: los valores de calor específico evidencian que los suelos con alta humedad se calientan más lentamente que los secos y que el

66

el drenaje tiene influencia en la temperatura.Eg. Se quiere calcular el calor específico de 1 ha. que pesa 2 000 000 de kilos y tiene 25 % de humedad en peso: calor específico : 1 cal/gpeso de agua/ha = 5 x 105 kg. calor específico del suelo = 0.2 cal/gpeso de la fracción sólida = 1.5 x 106 kgcapc .calór. del agua = 5 x 108 g x 1 cal/gcapc .calór. de fracc. sólida = 1.5 x 109g x 0.2 cal/gcapc .calór.del suelo = 5 x 108 + 3.0 x 108 calor específico del suelo = 8.0 x 108 / 20 x 108 = 0.40 cal/g : se necesita 0.4 cal/g para elevar 1 g de suelo en 1ºC ó 8.0 x 108 cal/ha 67

El calor específico de los suelos es una función de textura, materia orgánica, contenido de humedad. Suelos de textura fina e.g., arcillas, franco arcillosos, tienen calor específico más alto que suelos de textura gruesa e.g., arenas.

Conductividad térmica : refiere al movi -miento o penetración de la energía tér - mica dentro del perfil del suelo.

68

69

• Temperature estandard del suelo es medida a 50 cm

• La Temperature Media Anual del Suelo (MAST): medida a 10 m ; aproximadamen te igual a la media anual de la temperatura del aire más 1oC.

• Temperatura del Subsuelo fluctua mucho menos que la superficie de los suelos debido a la acción buffer de las capas superiores del suelo.

Gráfica que muestra las variaciones de la temperatura con la profundidad.

70

La temperatura del suelo disminuye con la profun- didad . La presencia de mulch o restos de vegeta- ción disminuye las fluctuaciones en la superficie.

Temperatura

Pro

fund

idad

del

Sue

lo (m

)

1

2

Without mulch

With mulch

71

Regímenes de temperatura de los suelos

Pergélico : (per = a traves del tiempo, gelare = conge larse . La T media anual < 0ºC . Criico ( del griego Kryos = frio : suelos muy frios La T media anual es > 0ºC pero < 8ºC , verano muy frio.Frígido : suelo más cálido en verano que regimen criico.Mésico : T media anual es > 8ºC pero < 15ºC Térmico : T media anual es > 15ºC pero < 22 ºC Hipertérmico : T media anual es > 22 ºC

Se refiere a la temperatura media anual del suelo a profundidad arbitraria de 50 cm. Tº del suelo = Tº del aire + 1ºC.

72

5. Composición de aire del suelo

• Elementos Aire atmósfera Aire del suelo

Nitrógeno 78 78Oxígeno 21 10 – 20CO2 0,03 0,2 – 3Vapor agua variable saturación

73

El aire en el suelo.

Conceptos de oxidación y reducción: 1) Oxidación : los átomos pierden electrones. 2)Reducción : átomos ganan electrones.

En reacciones de oxido/reducción: si un compuesto se oxida el otro es reducido. Las reacciones redox son importantes y tienen impacto en la composición del aire del suelo y de la atmósfera.

74

Características de la aireación del suelo. Proceso vital , controla los niveles de: O2 y CO2 en el

suelo. Aireación: en la respiración de las raíces y micro

organismos del suelo. Respiración = oxidación : C6H12O6 + 6O2 + 6H2O → 6 CO2 + 12H2O + En

Para que respiración continué en el suelo, O2 debe ser suministrado y CO2 removido.

Pobre aireación se produce por :a) Exceso de humedad b) Intercambio gaseoso suelo:atmósfera es deficiente.

75

La dinámica del intercambio gaseoso es facilitado por dos mecanismos

a) Flujo de masa : por la diferencia de pre - siones entre atmósfera y el aire del suelo; humedad, temperatura, presión barométrica y movimiento del aire del suelo influyen

b) Difusión . Produce el mayor intercambio gaseoso: Cada gas se mueve en deter -minada dirección por efecto de su presión parcial . Si disminuye el O2 en suelo, se produ ce difusión del O2 de la atmósfera al suelo.

76

Caracterización de la aireación del suelo. Se caracteriza por tres formas:

a) contenido de O2 y otros gases en el suelo

b) velocidad de difusión del O2

c) medida del potencial redox. La fig 1 caracteriza variación del contenido

de O2 en función de profundidad y Hº.

La fig 2 es la relación entre contenido de O2 del suelo y su Eh( potencial redox)

77

Cambios en la Concentración de O2 (% en vol.) con la profundidad en suelos pobremente drenados y bien

drenados.

78

Izquierda. Caracteriza variación del contenido de O2 en función profundidad y Hº.

Derecha: relaciona O2 y Eh.

79

El Eh de suelos normales está entre 0.4 a 0.7 volt, si reduce la aireación el Eh declina a 0.3 a – 0.35 V

Formas : oxidadas y reducidas ; Eh de ciertos elementos del suelo

Forma oxidada Forma reducida Eh de cambioO2 H2O 0.38 a 0.32

NO3- N2 0.28 a 0.22

Mn+4 Mn+2 0.28 a 0.22Fe+3 Fe+2 0.18 a 0.15SO4

-2 S2- - 0.12 a -0.18CO2 CH4 - 0.2 a -0.28

Note que el O2 gaseoso está ausente a Eh de 0.38 - 0.32 V. A un Eh más bajo microorganismos utilizan el oxígeno combinado para su metabolismo y en consecuencia reducen a los elementos.

80

Factores que afectan la aireación :

Drenaje del exceso de agua del suelo: determina el status de aireación.

Volumen de macroporos del suelo: Concentración de O2 y CO2 : afectados por

la descomposición de residuos Aplicaciónes excesivas de residuos

orgánicosEl subsuelo es deficiente en O2 vs capa

arable81

Efectos de la aireación del suelo. En el ataque microbial de residuos orgánicos :

aerobios : C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

anaeróbios : C6H12O6 3 CO2 + 3 CH4

Oxido reducción de los elementos inorgánicosFormas oxidadas son preferibles en suelos ácidos de regiones húmedas, Formas reducidas son preferidas en suelos de regiones secas.

El color de los suelos está influenciado por con- diciones de aireación

Agua y nutrientes : deficiencia de oxígeno no permite la absorción de agua y nutrientes.

82

83

Permeabilidad : velocidad con que el agua atraviesa el perfil. Depende de: tamaño y % de macroporos, así como la textura y estructura.

Clase Textura EstructuraMuy lenta Pesada Columnar prismática

Lenta Pesada a mod pesada Bloques Prismas

Moderada Media Granular Bloques

Mod. Rápida Media a mod pesada Granular - Bloques sub angulares

Rápida Suelta a media Grano simple

Muy rápida suelta Grano simple

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Infiltración. Velocidad con que el agua penetra al perfil cuando sobre el permanece agua.La velocidad es mayor en suelos arenosos y se ve limitada por la presencia de: a)Horizontes impermeables (algunos B)b)Encostramiento superficial ( A) La permeabilidad se clasifica en :

altamediabaja

Drenaje natural. Considera la frecuencia y duración de los períodos en que el suelo está libre de saturación con agua. Se clasifica en:

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Clase 0 : Muy pobremente drenado. Suelos ocupan posiciones bajas del paisaje, la napa está muy cercana a la superficie.

Clase 1: Pobremente drenado. El agua desaparece lentamente y suelo está mojado mayor parte del tiempo. La napa está muy alta o hay horizontes inpermeables. Suelo está en condiciones reducidas, non hay aire.

Clase 2 : Drenaje Imperfecto. Suelo está saturado por un gran periodo de tiempo. El suelo presenta moteados grises o verdosos.

Clase 3 : Moderadamente bien drenados. El suelo permanece con agua de saturación poco tiempo

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Clase 4 : Suelos bien drenados. Agua se va rapidamjente del suelo pero no afecta el dersarrollo de las plantas.

Clase 5 : Suelos excesivamente drenados. Se generan problemas pór que el agua se removida muy rápida –mente. Típico de suelos arenosos gruesos.

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