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Efecto de la materia orgánica sobre la hidrofocidad, José Cuevas.13

EFECTO DE LA MATERIA ORGÁNICA Y EL MANEJOSOBRE LA HIDROFOBICIDAD DE SUELOS

VOLCÁNICOS1

José Cuevas Becerra 1, 2

1 Escuela de Graduados, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Austral de Chile.2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, Intihuasi. Covarrubias 185, Ovalle.

Correo electrónico: [email protected]

Organic matter and management effect over hydrophobicity involcanic ash soils

Keywords: Soil porous system, hydrophobic soils, contact angle.

ABSTRACT

Soil water repellence or hidrofobicity depends on a strong interaction among the mineraland organic soils fractions. The content of organic matter is an determinant factor of waterrepellence. A positive relationship between the content of organic matter and water repellencecan be observed, however, not all organic matter may cause repellence in the soil matrix.More than the amount of organic compounds, the quality characteristics impact thehidrofobicity of soil. It is possible to find two types of repellencies:) natural and inducedone. The repellence influence the magnitude of intermolecular electrical forces which actin the interface of solid-liquid-gas. This phenomenon can be evaluated by measuring thecontact angle (θ) among these phases. Soil management influence water repellency, butthis effect is reduced by intense mechanical labor. Hidrofobicity influence soil hydrauliccharacteristic, modifying preferential flows.

The aim of this study was: i) determine the soil water repellency in three volcanic soilsfrom southern of Chile in combinations with two managements (forest and prairie) and ii)to estimate the buffer capacity by using a hydrophilic compound in the volcanic soils. Itwas observed different contact angle, attributed to soil characteristics, but with a directeffect of vegetation type which contributed to organic materials top cause repellence inthese soils. Soils with similar pedogenetic characteristics show different hydrophobic valuesfor the same vegetation (forest or pastures). Soils humectation capacity depends of thequality of soil organic matter more than SOM total content. Buffer capacity of soils depen-ded of the amount of SOM, and its interaction between mineral soil particles.

Palabras clave: sistema poroso del suelo, suelos hidrófobos, ángulo de contacto.

1 Parte de estos resultados fueron presentados en el X Congreso de la Ciencia del Suelo. Santiago, Noviembre de 2005.

R.C.Suelo Nutr. Veg. 6 (2) 2006 (13- 27) J.Soil Sc. Plant. Nutr.6 (2) 2006 (13- 27)

R.C.Suelo Nutr. Veg. 6 (2) 2006 (13- 27) J.Soil Sc. Plant. Nutr.6 (2) 2006 (13- 27)14

RESUMEN

La repelencia al agua o hidrofobicidad de los suelos depende de una fuerte interacciónentre las fracciones minerales y orgánicas del suelo. El contenido de materia orgánicacondicionara de manera importante el monto de la repelencia, pero no todo el Carbonoorgánico es repelente, y mas que el monto total de compuestos orgánicos, son sus caracte-rísticas traducidas como calidad de materia orgánica, la que incidirá sobre los montos dehidrofobicidad. Es posible encontrar dos tipos de repelencias, naturales e inducidas. Larepelencia se origina por los cambios en las magnitudes de las fuerzas intermoleculareseléctricas que actúan en la interfase de sólido-liquido-gas pudiendo ser evaluada a travésdel ángulo de contacto (θ) entre estas fases. Existe una relación positiva entonces entre elcontenido de materia orgánica y la repelencia. El manejo afecta la repelencia siendo estamenor cuando las solicitaciones mecánicas son mas intensas. La importancia de lahidrofobicidad es que cambia las características hidráulicas de los suelos, provocando laaparición de flujos preferenciales. Los objetivos de esta investigación, fueron determinarlas variaciones en la repelencia al agua en tres suelos, originados a partir de depósitos deceniza volcánica del sur de Chile bajo dos tipos de manejo (Bosque y Pradera) y el uso deun compuesto hidrofílico para estimar la capacidad tampón de los suelos a la hidrofobicidad.Se observó que los suelos analizados muestran valores del ángulo de contacto diferentes,que se atribuyen a las características propias del suelo, pero con un efecto directo del tipode cubierta vegetal, que a través de aportes de materiales orgánicos y la interacción que seestablezca con el suelo a nivel de agregados. Así suelos con igual material generador,muestran valores distintos de hidrofobicidad para condiciones de manejo y cubiertas vege-tales similares. De manera que, la capacidad de humectación de los suelos depende enmayor medida de la calidad de materia orgánica que de su contenido total. Y la interacciónentre las partículas de suelo y los componentes orgánicos.

INTRODUCCIÓN

La repelencia al agua o Hidrofobicidad delos suelos esta determinada por lainteracción entre el contenido de materiaorgánica y la textura del suelo. En generalla repelencia incrementa con aumentos dela materia orgánica y disminuye con aumen-tos en los contenidos de arcilla y limo delos suelos (Harper et al., 2000). Así comoexiste una relación directa de lahidrofobicidad con la materia orgánica y latextura hay una relación aun más complejaentre la textura del suelo y los tipos de com-ponentes orgánicos de este (Capriel et al.,1995).

La presencia de materia orgánica (MO)en el perfil de suelo es clave para la apari-

ción de hidrofobicidad. Por lo que el conte-nido de carbono orgánico en el suelo per-mitiría predecir la repelencia, aunque enalgunos casos solo una pequeña proporciónde las variaciones en la hidrofobicidad pue-de ser explicada solo por las concentracio-nes totales de carbono orgánico (Harper etal., 2000). Relaciones multivariadas inclu-yendo carbono orgánico y las arcillas pue-den explicar las variaciones enhidrofobicidad sin embargo, no todo el car-bono es hidrofobico, de modo que una me-jor relación entre la hidrofobicidad y el car-bono orgánico puede obtenerse si se consi-dera el tipo de carbono orgánico presenteen el suelo que simplemente la cantidad to-tal de este (Harper et al., 2000). Dentro de


los compuestos que generan lahidrofobicidad tenemos compuestosalifáticos de cadena larga, alcoholes, esteresde ceras con cadenas extensas depolimetileno (Ma‘shum et al., 1988). Ade-más ácidos grasos, alcanos, fitoles, deriva-dos de fitol, y esteroles han sido aisladosdesde suelos repelentes y asociados a lahidrofobicidad (Ma‘shum et al., 1988).

Existen dos tipos de repelencia, naturale inducida. La repelencia natural dependede la textura, acidez y tipo de cobertura ve-getal (Fabres, 2001). Además es posibleobservar repelencias bajo diferentes condi-ciones climáticas, describiéndose unaestacionalidad natural que se hace evidentecon la primera lluvia de verano, pero quedesaparece con el aumento de las precipita-ciones (Fabres, 2001).

La afinidad o repelencia de una superfi-cie sólida con el agua se origina por las fuer-zas en las interfases. Debido a las fuerzasintermoleculares de naturaleza eléctrica,éstas no sólo actúan entre moléculas de igualmaterial (cohesión), sino que también entremoléculas de distintas características (ad-hesión). Si la atracción entre el agua y lasuperficie sólida es mayor que la cohesióninterna de las moléculas de agua, el líquidose esparce sobre la superficie. Si esta atrac-ción es menor, las partículas rechazan elagua y se forma un menisco cóncavo en elcual se observa un ángulo de contacto (θ)entre las tres fases (Tschapek, 1966).

Cuando el ángulo de contacto (θ) se en-cuentra entre 90º y 0º (90° > θ > 0°) a lapresión dentro del capilar, el material dis-perso absorbe agua; cuando, en el caso con-trario, θ > 90°, la presión anticapilar la haceimpenetrable y se produce la repelencia.Ambas presiones están definidas por laecuación de Laplace (1).

P = γlg (1/R1 + 1/R2) = 2γlg /R = 2γlg Cos θ/r (1)

Donde R1 y R2 son el radio principal delmenisco del líquido, R es el radio de la su-perficie de la esfera del líquido, r es el ra-dio del capilar y θ.

Si la presencia de materia orgánica enel perfil de suelo es necesaria para larepelencia del agua, existiendo una rela-ción positiva entre el carbono orgánico y larepelencia al agua. (McKissock et al., 2003).A medida que aumenta la intensidad en ellaboreo del suelo, el ángulo de contacto dis-minuye y con ello aumenta la capacidad dehumectación. Por otro lado la humectacióndecrece cuando existen aportes de materia-les orgánicos en alta cantidad y frecuentes,como ocurre en suelos desarrollados bajobosque. Un diferencial en la humectaciónde sitios con distinta cubierta vegetal y si-milar contenido de materia orgánica se pue-de explicar por diferencias cualitativas enla materia orgánica. (Ellies et al., 1996).

Existe una estrecha relación entre la es-tabilidad de los agregados y el potencial dehumectación. Los suelos cuyo manejo man-tiene la hidrofobicidad, presentan agrega-dos estables a la dispersión y por ende,muestran pequeñas variaciones del diáme-tro medio ponderado de los agregados. Asílos agregados en sitios más hidrófobos sonmás finos (Ellies et al., 1996).

Es posible afirmar que la disminuciónde materia orgánica tiene efectosdetrimentales sobre las propiedades físicomecánicas del suelo, especialmente por unadisminución en las capacidades de retenciónde humedad, que estarían explicadas poreste recubrimiento de componentes orgáni-cos de los agregados del suelo. Si se rompeeste continuo de materiales orgánicos sobrela superficie, también se observa una dis-minución de la resistencia a la humectaciónde los suelos, y las resistencias mecánicasde los agregados se regirán por fuerzas me-cánicas como el ángulo de roce entre laspartículas.

La importancia de la hidrofobicidad, es


que cambia las propiedades hídricas de lossuelos. La capacidad de retención de hume-dad es afectada significativamente por cam-bios en la energía entre las fases sólida, lí-quida y gaseosa (Robichaud y Hungerford,2000). Una repelencia extrema puede lle-var a una perdida completa en la capacidadde infiltración de un suelo, favoreciendo laerosión y la ocurrencia de deslizamientosde terrenos (Robichaud y Hungerford,2000). La hidrofobicidad además favorecela aparición de flujos preferenciales, con losconsiguientes patrones de humectacióndesuniformes (Dekker et al., 2001). Brown(1987) sugirió que los escurrimientos super-ficiales en respuesta a lluvias cerca del lagoTahoe (USA) estaban asociados a esta rela-ción de flujos preferenciales ehidrofobicidad, encontrándose evidenciapara afirmar que los efectos de la repelenciasobre los flujos preferenciales podrían sertemporales y aun que los flujospreferenciales podrían disiparse después deexposiciones prolongadas a humedad (ejem-plo durante la fusión en primavera de la capade nieve) (Burcar et al., 1994). Esto por laexistencia de dos escalas de flujo preferen-cial (Luxmoore 1991, citado por Burcar etal., 1994), la primera a través de losmacroporos del suelo, con una baja super-ficie específica por unidad de volumen loque permite una rápida infiltración y tasade transferencia de agua, esto genera que lamatriz de suelo tenga poca influencia en lacalidad del agua que infiltra. Y una segundaescala a nivel de los poros medios y finos,con una mayor superficie por unidad devolumen y un lento flujo de agua, permi-tiendo una gran interacción entre sólido ylíquido.

En el caso de los suelos de la zona surde Chile, esto podría explicar las altas tasasde infiltración aun en suelos con altos con-tenidos de materia orgánica y por lo tantode materiales hidrofóbicos, ya que larepelencia tendría su efecto en los primeros

instantes de la lluvia, en la que se produceel mayor escurrimiento superficial y losmayores montos de arrastre de materiales,aunque una vez que el suelo se ha saturadocomienza a funcionar el sistema poroso delsuelo, y el agua comienza a infiltrar.

Se plantea que en suelos de ceniza vol-cánica bajo sistemas de manejo diferentesexistirán niveles de repelencia dependien-tes de aspectos cualitativos de la materiaorgánica, y que estos aspectos pueden servisualizados a través de la resistencia al cam-bio en la hidrofobicidad en diferentes sue-los, medida a través de la variación en elángulo de contacto.

Los objetivos de este trabajo fueronmedir el valor del ángulo de contacto ensuelos de ceniza volcánica con diferentesgrados de evolución, bajo diferentes inten-sidades de manejo. También se evaluó lamedición del ángulo de contacto y el uso demateriales hidrofílicos (en este caso cuar-zo) para estimar el grado de resistencia alcambio en la capacidad de humectación delos suelos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los análisis se realizaron en el laboratoriode Física de Suelos del Instituto de Ingenie-ría Agraria y Suelos de la UACH. Los sue-los utilizados corresponden a serie Pemehue(Hapludands, USDA, 1998) ubicada en laProvincia de Cautín; perteneciente a la No-vena Región. De la Décima Región se se-leccionaron las Series Fresia (Palehumult,USDA, 1998), ubicado en la Provincia deLlanquihue y la Serie Osorno (Hapludands,USDA, 1998) que se ubica en la provinciade Osorno.

Para cada suelo se seleccionaron dossectores, uno con manejo de bosque y otrode pradera. De cada sitio se extrajeron mues-tras de los primeros 10 cm. de suelo.

Los suelos fueron tamizados 38 y 63 µm.Una submuestra monogranular de


microagregados fue depositada uniforme-mente sobre un portaobjetos de vidrio. Losgránulos fueron adheridos al portaobjetomediante una cinta adhesiva de doble con-tacto. Sobre los microagregados se colo-caron 10 –12 gotas de agua de 0,02 cm3saturada con KCl, volumen que fue adicio-nado mediante una jeringa con unmicrómetro. Cuando la gota es colocadasobre una superficie hidrofóbica o parcial-mente humectable esta no se esparce com-pletamente sobre esta superficie. La gotaasume una forma que dependerá de la rela-ción entre la energía libre de las tres fasesenvueltas en el proceso; líquido-vapor deagua (σσσσσlv), sólido-vapor de agua (σσσσσsv) y só-lido-líquido (σσσσσsl). Y la relación entre ellasfue definida por Young como (2):

σlv cos θ = σsv - σsl (2)

Paralelamente se procedió a moler cuar-zo y posteriormente tamizado dentro delmismo rango, 38 y 63 µm. Este fue mezcla-do con el suelo tamizado en proporcionesde 3% de arena de cuarzo, 5% de cuarzo y10% de cuarzo base volumen. Para evaluarel efecto de la adición del cuarzo, se midióel ángulo de humectación según la metodo-logía propuesta por Contreras (2000).

Las observaciones de la forma de la gotase realizaron con una lupa provista de uncampo de visión horizontal. El ocular de estalupa presenta un goniómetro que permitemedir el ángulo que se forma entre la gotade agua depositada sobre una superficie yesta superficie (Burckhardt, 1985 citado porEllies, 2003). Bachmann (1998), describeesta metodología donde propone adherir elmaterial a un portaobjetos mediante una cin-ta adhesiva de doble contacto, de esta manera se

disminuye el efecto de la rugosidad del suelo.El contenido de materia orgánica de los

suelos se determinó con una combustiónhúmeda (Sadzawka et al., 2004).

Se realizó análisis estadísticomultivariado, con prueba de Tuckey al 5%,a través del Software statgraphic plus v 2.0.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Contenido de materia orgánica delSuelo

El Cuadro 1 presenta los contenidos demateria orgánica de la primera estrata de lossuelos analizados, los valores obtenidos sonconcordantes con datos obtenidos en otrasinvestigaciones en estos suelos. Aunque nopresentan diferencias estadísticamente sig-nificativas, existe una tendencia a valoresmayores de los contenidos de materia orgá-nica para el bosque con respecto a la prade-ra, lo que es lógico si se considera el gradode intervención que tiene cada uno de lossitios analizados, en el bosque las adicio-nes de materiales orgánicos son mas cons-tantes que bajo pradera. Se deben conside-rar otros factores del sitio que difieren parael bosque y para la pradera como las tasasde mineralización, el pH, las constanteshídricas bajo bosque que difieren de las delsuelo bajo pradera. Además el material or-gánico es de naturaleza diferente, segúnEllies et al. (1996), bajo bosque es posibleencontrar componentes orgánicos de cade-nas mas largas que muestran propiedadeshidrófobas mayores que las encontradasbajo la pradera, lo que permite hablar de“calidad” de materia orgánica desde el pun-to de vista de la hidrofobicidad.


Variación de la repelencia

En la Figura 1 están graficados los valoresde θ para los suelos bajo investigación enfunción del manejo. Se observan diferen-cias entre los valores encontrados en el bos-que y la pradera, lo que concuerda con loestablecido por Ellies et al. (1996). Los va-lores encontrados son menores a los expre-sados en la literatura acerca de la clasifica-ción de suelos hidrofóbicos (θ> 90º). Debeconsiderarse que esta metodología es la queprovoca una mayor disturbación del suelo,sin embargo los valores obtenidos reflejanlas diferencias en el grado de repelencia deestos. Los suelos estudiados presentan parala condición de bosque valores de θ sobre70º y en la pradera bajo 60º en promedio.Todos los valores representan el promediode 10 repeticiones obtenidas para todas las

mediciones de ángulos de contacto. Las di-ferencias obtenidas coinciden con estudiosrealizados por Ellies et al. (1995), Ellies etal. (1996) y Ellies et al. (2003) para suelosvolcánicos. En el caso del bosque se puedeinferir que las sustancias que repelen al aguaprovienen de adiciones recientes de MO oque corresponden a estados primarios dedescomposición. Sitios con una baja capa-cidad de humectación presentan un alto te-nor de materia orgánica y en Chile se en-cuentran bajo bosque nativo o en suelospoco intervenidos, debido a que el uso delsuelo influye en las propiedades de la mate-ria orgánica en dos formas: alterando elaporte anual que procede después de lamuerte de plantas y animales y variando elritmo con que ésta se mineraliza (Russel,1992). Esto resulta en una menor perdidade MO en el bosque que la pradera.

Cuadro 1: Contenido de materia orgánica en los suelos estudiados.Table 1: Soil Organic matter content in the studied soils.


La Figura 2 muestra la variación del gra-do de repelencia a través de los valoresmedidos del ángulo de contacto en funcióndel suelo y su contenido de materia orgáni-ca. El contenido de MO no muestra dife-rencias para los tres suelos analizados, aun-que existe una tendencia a mayores valorespara el caso de Osorno dado por el alto con-tenido de MO en el bosque. Los valores deθ muestran una variación en función del de-sarrollo de los suelos, siendo menor para elPalehumult y mayores en los Hapludansanalizados. La Serie Fresia presenta una hu-mectación muy similar a Osorno. En losHapludands, la Serie Pemehue presenta lamás baja humectación con los valores deángulo de contacto más altos, seguido porla Serie Osorno. Ellies (1975), señala queen Hapludands de textura más gruesa, la

hidrofobicidad es más acentuada que ensuelos de texturas más finas, esto explicaríalos mayores ángulos de contacto en la seriePemehue. Además este comportamiento estárelacionado con el desarrollo pedogenético,donde un suelo menos evolucionado presen-ta una mayor repelencia al agua, debido aun aporte de cenizas más recientes o fre-cuentes que un suelo que se encuentra másalejado del cordón cordillerano con unamayor capacidad de humectación. Asocia-do a una mayor presencia de propiedadesándicas en los suelos, en los cuales el pre-dominio de arcillas no cristalinas, como elalofán, favorece una mayor acumulación demateria orgánica, debido a la formación decomplejos órgano-minerales que laestabilizan (Zunino y Borie, 1985; Tan,1993).

Figura 1: Variación del Angulo de humectación para los 2 manejos estudiados.Figure 1: Humectation angle variation for the two studied managements.


Figura 2: Variación del Angulo de contacto en función del tipo de suelo y su contenidode materia orgánica.Figure 2: Contact Angle variation related to the soil type and organic matter content.

Figura 3: Ángulos de contacto medidos en el suelo Fresia, para 2 condiciones demanejo.Figure 3: Contact angles assessed for Fresia soil, for two managements conditions.


La Figura 3 muestra los valores obteni-dos en el Palehumult. Acá los valores medi-dos son mayores en el bosque que en la pra-dera. Las diferencias son significativas, so-bre 60º en el bosque y menos de 30º en lapradera. Al comparar estos valores con loscontenidos de MO para ambos sitios (Cua-dro 1) se observa que no hay diferenciasentre ellos. Por lo que la tendencia a unamayor humectabilidad del Palehumult bajopradera estaría dada tanto por la calidad de

la materia orgánica, y del grado de inter-vención (solicitación mecánica) mayor enla pradera. Esta solicitación mecánica pro-voca una pulverización de los agregados,lo que se suma al hecho de presentar unagranulometría fina y altos contenidos dearcillas, por lo tanto con una mayor super-ficie específica. Todas las variaciones en θpara este suelo estarán relacionadas con lascaracterísticas de los materiales orgánicos

Figura 4: Ángulos de contacto medidos en el suelo Osorno, para 2 condiciones demanejo.Figure 4: Contact angle measured to Osorno soil, for two management’s conditions.

presentes a nivel de la matriz y de los agre-gados del suelo (Ellies et al., 2003).

En la figura 4 se observan los valoresobtenidos para el Osorno. La pradera mues-tra valores de θ superiores al bosque. Eneste último los valores son cercanos a 60° yen la pradera sobre 70°. Si se comparan conlos contenidos de MO (Cuadro 1) no existi-ría relación entre estos valores. Una posi-ble explicación tendría que ver primero conla calidad del material orgánico encontrado

en ambos sectores. Con el aporte constantede materiales orgánicos provenientes delpastoreo directo en la pradera a través delas fecas animales, y finalmente con que elbosque ha sido intervenido en ocasionespara realizar raleos forestales, lo que hamodificado las condiciones de la MO delsuelo en este sitio, esto es importante ya queeste suelo muestra valores bajos para losencontrados por Ellies et al. (1996).


En el caso del Pemehue (Figura 5), esteno se comporta de igual manera que el an-tes analizado. Los valores para el bosquede θ son cercanos a 90° lo que indicahidrofobicidad. La pradera muestra valorescercanos a 60°. Los valores de MO prácti-camente no difieren entre ambos sitios. Se-gún Nissen et al. (2006) este es un suelomenos evolucionado que los anteriores,mostrando un menor numero de poros, porlo que la superficie en la cual actuará lamateria orgánica es menor que paraAndisoles mas desarrollados como es el casodel Osorno. En este caso las diferencias enla repelencia estarán también dados por eltipo de MO presente en el suelo, lo que con-cuerda con lo expuesto por Ellies etal.(1995), quienes señalan que la humecta-ción de los suelos tiende a disminuir cuan-do los aportes orgánicos son altos y frecuen-tes, lo que es mas factible de ocurrir bajouna vegetación boscosa.

Resistencia al cambio en larepelencia

La Figura 6 muestra el cambio en los valo-res de θ al adicionar algunas cantidades degránulos de cuarzo de entre 38 y 63 µm parael suelo Fresia. En el caso del bosque elvalor del ángulo de contacto disminuye des-de cercano a 60° hasta casi 10° con aplica-ciones de 10% de un material hidrofilicocomo el cuarzo. En el bosque la curva mues-tra una conducta distinta, con 3% de cuarzoaumenta el valor del ángulo hasta esta dis-minución es desde cerca de 70° hasta 60°.La tendencia que se observa en la curva enel caso del bosque es a mantener los valo-res de θ y en la pradera a disminuir los va-lores de θ con aplicaciones de cuarzo. Eneste suelo en particular, la fuerza que opo-ne al cambio en los valores del ángulo decontacto es mayor para el caso del bosque

Figura 5: Ángulos de contacto medidos en el suelo Pemehue, para 2 condiciones demanejo.Figure 5: Contact angle measured in Pemehue soil, under two management conditions.


con respecto a la pradera, esto indica que sibien, las cantidades de materia orgánica noson estadísticamente diferentes, el compor-tamiento del suelo con respecto a calidadesdiferentes de MO si lo es. El suelo bajo bos-que necesita una mayor cantidad de arena

de cuarzo para provocar un cambio signifi-cativo en la capacidad de humectación, alrevés de lo que pasa en la pradera, en que aiguales cantidades de materiales hidrofilicosaplicados, el cambio se produce en mayormagnitud y en menor tiempo.

Para la serie Osorno (Figura 7), al apli-car cantidades crecientes de cuarzo hay unaumento de los valores de θ, llegando en lapradera hasta 75° y en el bosque hasta 65°.El material hidrofilico agregado no fue ca-paz de interactuar a nivel de los gránulos desuelo. Esto se asocia a un manejo degradan-te, en que el pisoteo a que esta siendo so-metido este suelo cambia las propiedadesfísicas del mismo modificando lamicroagregación. Los aspectos cualitativosde la MO tienen un efecto importante sobre

Figura 6: Variación del ángulo de contacto con aplicaciones de arena de cuarzo,para el suelo Fresia.Figure 6: Contact angle variation with quartz sand applications, for Fresia Soil.

θ lo que esta de acuerdo con lo expresadopor Ellies et al. (1996) y Ellies et al. (1995).Existe además un alto grado de interacciónentre la MO y la superficie específica sobrela que esta actuando, ya que el suelo mues-tra una elevada capacidad tampón en el cam-

bio en los valores de capacidad de humec-tación al aplicar un elemento hidrofílicocomo el cuarzo.

El Pemehue muestra una alta capacidadtampón para los efectos de arena de cuarzo(Figura 8), ya que se mantienen altos valo-res de θ con aplicaciones de cuarzo cre-cientes. En el bosque disminuye desde 90°hasta 80° y en el caso de pradera baja desde70° hasta 60°. Aunque la tendencia es a dis-minuir la repelencia, la pendiente de la cur-va muestra un comportamiento similar enambos manejos. Las características de losmateriales orgánicos presentes en ambossitios tienen una alta estabilidad y una altarepelencia al agua, esto es interesante ya quepodría indicar que las dinámicas de MO, de-penderían además del grado de evolución


Figura 7: Variación del ángulo de contacto con aplicaciones de arena de cuarzo,para el suelo Osorno.Figure 7: Contact angle variation with quartz sand applications, for Osorno soil.

Figura 8: Variación del ángulo de contacto con aplicaciones de arena de cuarzo,para el suelo Pemehue.Figure 8: Contact angle variation with quartz sand applications, for Pemehue soil.


del suelo, del tipo de material orgánico ysus características hidrofóbicas de tipo cua-litativo y en algunos casos cuantitativo jun-to con la superficie específica juegan un rolfundamental en la capacidad de humecta-ción de estos suelos. Esta relación puedetener un efecto sinérgico generando secto-res con hidrofobicidad. Se demuestra quela repelencia esta directamente asociada conel grado de descomposición de los materia-les orgánicos del suelo, lo que permite infe-rir que los patrones de repelencia en la su-perficie del suelo y los primeros cm. mos-trarán variaciones estacionales. Estas varia-ciones serán dependientes de los montos demateriales orgánicos aportados y el gradode descomposición de estos en función delas características climáticas, de la intensi-dad de manejo, y el suelo del sector anali-zado. Esto podría estar directamente rela-cionado con algunas fracciones de MO, porejemplo Fracción ligera. Este método pu-diera servir como un índice para evaluar éstaen el tiempo a través del cambio en la capa-cidad de humectación en el tiempo.

CONCLUSIONES

Todos los suelos exhiben un cierto nivel derepelencia al agua o baja capacidad de hu-mectación, lo que tiene efectos positivos onegativos. La repelencia puede ser medidaa partir del valor del ángulo de contacto enla interfase entre el suelo y el agua. Este ín-dice se denomina hidrofobicidad de los sue-los que tiene su origen en características pro-

pias del material, así como por efectos delmanejo del suelo, o por especies vegetalespresentes en una determinada zona. Lahidrofobicidad esta en directa relación conlos contenidos de materia orgánica del sue-lo. Es posible precisar que el valor del án-gulo de humectación está dado por las ca-racterísticas de la materia orgánica del sue-lo como cantidad, posición y especialmen-te la ‘calidad’ de la materia orgánica, enten-dida como el tipo de material del cual seorigina, condicionado por el tipo de cubier-ta vegetal y el manejo que vía mayor o me-nor tasa de mineralización reflejará un ma-yor o menor grado de descomposición. Lamodificación de la repelencia muestra unacapacidad tampón que es dependiente de lascaracterísticas antes mencionadas. En esteestudio queda de manifiesto que para sue-los de ceniza volcánica más que la cantidadtotal de materia orgánica del suelo, es el tipoo calidad de material orgánico y la posiciónestratégica en que se encuentre a nivel delsistema poroso en el suelo lo que incidirásobre el grado de hidrofobicidad de los sue-los. Y que el uso de gránulos de cuarzo pue-de ser un buen estimador de la resistenciaal cambio en el valor de hidrofobicidad.

AGRADECIMIENTOS

En memoria al Dr. Achim Ellies S., falleci-do en Septiembre 2004. Investigación finan-ciada por Proyecto. FONDECYT 1040101.


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