Sin título de diapositiva - Relación Suelo Agua Planta

SUELOS 2004
AGUA EN EL SUELO
V total (Vt)
AGUA
25%
SUELO
50%
AIRE
25%
Mt = Ms + Mw
V poros (Vp)
Vt = Vs + Vw + Va
Vp = Va + Vw
Vt = Vs + Vp
Densidad Real
Es el peso de la unidad de volumen de los sólidos
del suelo.
Ms
Dr =
Vs
Valor promedio aproximado es de 2,65 g/cm3
Peso específico de distintos constituyentes del suelo
Constituyente
Dr (g/cm3)
Ortoclasa
2,50 - 2,60
Mica
2,80 - 3,20
Cuarzo
2,50 - 2,80
Hematita
5,10 - 5,20
Caolinita
2,50
Humus
1,37
Densidad Aparente
Es el peso de la unidad de volumen de suelo
(incluye espacio poroso y sólidos).
Ms
Da =
Vt
Muy variable en los suelos y afectada por el
manejo.
Porosidad
Corresponde a la porción de un volumen dado de
suelo no ocupado por sólidos.
Vp
E=
Da
= 1-
Vt
Dr
• La principal causa en la variación de la densidad aparente está
en la variación del espacio poroso en cantidad y/o calidad.
• La variación en la porosidad del suelo normalmente refleja
diferencias en el tipo y grado de estructura.
• Los cambios texturales también producen modificación en la
densidad aparente.
• La densidad aparente permite evaluar la efectividad de las
labores culturales y su impacto en la porosidad y estructura.
Aire del Suelo
El crecimiento radical es satisfactorio con una porosidad de
aireación mayor de un 10%.
Mecanismos
Flujos de masas. Diferencia de presiones entre atmósfera
externa y atmósfera del suelo. Poca importancia.
Difusión. Movimiento debido a presión parcial de cada
gas, transferencia molecular de gases en medio poroso.
El más importante.
Composición de aire del suelo (%)
Aire de la atmósfera
Aire del suelo
Nitrógeno
78
78
Oxígeno
21
10 - 20
0,03
0,2 - 3
Dioxido de C
Vapor de agua
Variable
Saturación
Porcentaje de carbono liberado de un suelo
después de diferentes operaciones de labranza
(Reicosky y Lindstrom, 1993).
% C liberado
CO2
(residuo=100)
Aradura
134
Rastraje
58
Cincel
54
Cero labranza
27
Contenido de agua en el suelo
Se puede expresar:
- Gravimétricos
ω=
Mw
(g/g)
Ms
- Volumétricos
Vw
θ=
(cm3/cm3)
Vt
θ = ω • Da
- Altura
H = θ • Prof. del suelo (cm)
Capacidad de Campo (C. de C.).
Es el contenido de agua de un suelo, después que
ha sido mojado abundantemente y se ha dejado drenar libremente,
evitando las perdidas por evapotranspiración alrededor de 24 a 48
horas después del riego o la lluvia. Corresponde aproximadamente
al contenido de agua del suelo a una tensión o potencial mátrico
del agua de -0.33 bares.
Punto de Marchitez Permanente (P.M.P.).
Es el contenido de agua de un suelo al cual la
planta se marchita y ya no recobra su turgencia al colocarla en
una atmósfera saturada durante 12 horas. Por convención
corresponde al contenido de agua a una tensión o potencial
mátrico de -15 bares.
Saturación (poros llenos de agua)
C. de C.
> Humedad Aprovechable
P.M.P.
Seco en Estufa a 105°C por 24 horas (poros llenos de aire)
Contenido de humedad
Textura
C. de C. (%)
P.M.P. (%)
Arcillosa
23 - 46
13 - 29
Franco Arcillosa
18 - 23
9 - 10
Franca
12- 18
4 - 11
Franco arenosa
8 - 13
4-6
Arenosa
5-7
1-3
Propiedades del agua
•Molecular dipolar
•Eléctricamente neutra
•Carga distribuida asimétricamente
•Una molécula con otra se relaciona a través de la
carga eléctrica (Puentes de hidrógeno)
•El agua es atraída por las cargas negativas de las
partículas del suelo
Características del agua
• Cohesión
• Adhesión
• Capilaridad
Angulo de contacto
F ascenso = σ • cos ∝ • 2 π r
Tensión superficial
radio
Capilares
radio
gravedad
F descenso = π r2 h • δ • g
altura
densidad
Adsorción
Modelo
Supuesto : suelos compuestos por capilares de
diámetro variable.
F ascenso = σ • 2 π r
σ•2πr
F ascenso
=
Superficie
2π
=
π r2
= Tensión de agua
r
en el suelo (ψ m)
Potencial hídrico
Se llama “Potencial hídrico total (Ψ)” a la energía
libre por mol de agua, es decir a la capacidad de
realizar trabajo del agua.
El potencial hídrico se puede expresar como la suma
de sus componentes (campos de fuerza que quitan
energía al agua)
Ψ = ψg + ψp + ψm + ψs
Potencial gravitacional (ψg) : Es el trabajo que se realiza
al trasladar una cantidad infinitesimal de agua respecto a
un nivel de referencia. Este potencial dependerá de un nivel
de referencia, pudiendo ser positivo o negativo, sobre o
bajo el nivel de referencia respectivamente
• Potencial de presión (ψp) : Está referido a la presión
atmosférica. Pudiendo ser positivo (en la presencia de una
columna de agua, en la presión que ejerce la vacuola en
contra de la pared celular conocido como potencial de turgor)
o negativo (disminución de la energía del agua por la matriz
del suelo).
Potencial mátrico (ψm): Es la reducción de energía libre del
agua debido a las fuerzas de cohesión y adhesión entre moléculas
de agua-agua y agua-sólido. Debido a que en la matriz del suelo
existen poros con aire y agua se produce un fenómeno que se
conoce como tensión superficial. La magnitud en que disminuye
la energía libre es función del radio efectivo de los poros, a
mayor radio efectivo mayor es el potencial mátrico. Se mide con
tensiómetros (de bourdon o de mercurio) o con bloques de yeso.
Su valor es cero o negativo.
Potencial de solutos (ψs) o potencial osmótico(ψo):
Es la reducción de energía libre del agua debido a la
presencia de solutos. Adquiere importancia cuando
el agua está separada por una membrana semipermeable.
Siempre se presenta en las células. Su valor es negativo.
Instrumentos que miden el estado
hídrico del suelo
1. Tensiometro
Mide ψm
En rango húmedo (hasta 0,7 bares)
2. Bloques de yeso
Mide ψm
En rango seco (de 0,5 bares en adelante)
3. Aspersor de neutrones
Mide ω ó θ
Ley de Darcy
El movimiento del agua en el suelo se expresa por el flujo de
agua (cantidad de agua que pasa por una unidad de área en un
tiempo dado) que se describe por la Ley de Darcy, cuyas
unidades de medición para flujo de agua son m/s, cm/s,
mm/día, etc.
J = Q/At = -K (∆ψ /∆x)
J: flujo (m/s)
Q: cantidad de agua (m3)
∆ψ:diferencia de potencial hídrico (cm)
A: Area (m2)
∆x : distancia (cm)
t: tiempo (s)
∆ψ/∆x : gradiente de potencial hídrico
K: conductividad hidráulica (m/s)
Contenido de agua (cm3/cm3)
Conductividad hidráulica (K) en función del
contenido volumétrico de agua (θ) en un
suelo franco arcillo limoso.
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
1,E+1
1,E+0
1,E-1
1,E-2
1,E-3
1,E-4
K (cm/dia)
1,E-5
1,E-6
1,E-7
Color
• El color de la estrata da una idea del contenido
de materia orgánica.
• Ïndice de humedad o sequía
•Indice de material parental.
• Indice del mal uso del suelo
•Principales pigmentos del suelo son el humus y
los compuestos minerales tales como óxidos,
sulfuros, sulfatos, carbonatos, feldespatos.
Tabla Munsell
HUE 10YR
SOIL COLOR NAMES
MUNSELL SOIL COLOR CHART
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