1 cambios de la resistencia a la penetración en un suelo con

CAMBIOS DE LA RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN EN UN SUELO CON
DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO Y SU RELACIÓN CON ALGUNAS
PROPIEDADES FÍSICAS EN UN ANDISOL-MARINILLA LA MONTAÑITA.
Ramiro Ramírez Pisco
Clara Isabel Salazar Jiménez
RESUMEN:
Se evaluó la resistencia a la penetración en un suelo con diferentes intervenciones
(suelo virgen, 10 años de barbecho, 5 años de barbecho, 5 años de labranza, 10 años de
labranza, y 20 años de labranza), teniendo en cuenta algunas características físicas del
mismo como lo son la porosidad, la densidad aparente, el contenido de humedad y la
materia orgánica.
Para las medidas de la resistencia a la penetración, se utilizó un penetrómetro de
impacto con cono dinámico. Los resultados obtenidos muestran la alta relación entre la
humedad del suelo y la resistencia a la penetración con un R2 de 0.83; en cuanto a la
regresión lineal entre la densidad aparente y la resistencia a la penetración se muestra
que este factor físico influye más en la resistencia a la penetración presentando una
correlación (R2) de 0.95. Para analizar los datos de la resistencia a la penetración no
solo es importante conocer la porosidad total del suelo sino que también se requiere
conocer como es la distribución de los poros en el mismo.
Palabras claves: impedancia mecánica, humedad del suelo, Características físicas,
penetrómetros.
ABSTRACT
It was evaluated the resistance to the penetration in a soil with different interventions
(virgin soil, 10 years of fallow, 5 years of fallow, 5 years of plowing, 10 years of
plowing, and 20 years of plowing), having into account some physical characteristics,
too, such as porosity, the bulk density, the content of humidity and organic material.
1
It was used a penetrometer of impact witch the dynamic cone for the measurements;
results obtained show the high relation between the humidity of the soil and the
resistance to the penetration with a R2 of 0.83; in regard to the lineal regression between
the bulk density and the resistance to the penetration; it’s shown that this physical factor
have more influence on the resistance to the penetration, presenting a correlation (R2) of
0.95; to analyse the data of resistance to the penetration, not only is important to know
the total porosity of the soil, but it’s necessary, too, to know how is the distribution of
the pores in the same.
Key Words: Mechanical impedance, soil humidity, penetrameters, physical
characteristics.
INTRODUCCIÓN
Tras la germinación de la semilla, es necesario que se produzca un intenso desarrollo de
su sistema radical para que pueda iniciar la absorción de agua y nutrientes. En ocasiones
se produce la muerte de una plantación o un lento desarrollo de la misma sin causa
explicable aparente, la razón suele ser, una grave dificultad en el desarrollo radical.
La compactación del suelo ocurre cuando se aplica presión o carga a la superficie del
suelo, como resultado de pisoteo de animales y personas, la inadecuada utilización de
equipos como tractores, especialmente cuando el suelo está húmedo (Bassuk y Whitlow,
1988).
La compactación causa cambios en las propiedades físicas del suelo, aumentando la
resistencia a la penetración y la densidad aparente y reduciendo la porosidad (Patterson,
1977). La compactación además reduce la velocidad de infiltración de agua, causa
disminución en el drenaje, reduce la disponibilidad de agua y abastecimiento de aire y
oxígeno utilizado por las raíces (Patterson et al., 1980; Handreck y Black, 1994). Al
incrementarse la densidad del suelo se crea una barrera física que no permite que las
raíces penetren adecuadamente (Patterson et al., 1980). Estas pueden modificar el
crecimiento radicular y pueden experimentarse simultáneamente en la compactación del
suelo, siendo difícil diferenciar entre sus efectos (Scott-Russell, 1977).
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
ƒ
Determinar los cambios en la resistencia a la penetración en un suelo con
diferentes sistemas de manejo y su relación con algunas propiedades físicas.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
ƒ
Determinar como influye algunas propiedades físicas del suelo en la impedancia
mecánica del mismo.
ƒ
Conocer sobre el manejo del penetrómetro de cono dinámico
HIPOTESIS
H0: los sistemas de manejo y las propiedades físicas del suelo no influyen en la
resistencia a la penetración
Ha: los sistemas de manejo y las propiedades físicas del suelo influyen en la resistencia
a la penetración
MATERIALES Y MÉTODOS
LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO
Las muestras para el experimento fueron traídas del municipio de Marinilla; ubicada en
una altura de 2130m.s.n.m. La temperatura media anual es de 17ºC, con pocas
variaciones mensuales. La precipitación promedio anual es de 1800 a 2000mm, con
variaciones en el año, teniendo periodos más húmedos en los meses Mayo y septiembre.
La humedad relativa promedio es de 80% y las zonas de vida encontradas son bosque
3
húmedo Montano Bajo (bh-MB) y bosque muy húmedo Montano Bajo (bmh-MB)
(Duque et al, 1998).
MÉTODOS
En campo se escogieron 6 situaciones de uso del suelo (suelo virgen, suelo con 10 años
de barbecho, suelo con 5 años de barbecho, suelo con 5 años de labranza, suelo con 10
años de labranza, y suelo con 20 años de labranza); a los cuales se les muestreo
mediante los cilindros de PVC (5cm de diámetro* 5cm de largo), introduciéndolos en el
suelo con la ayuda del martillo y sacándolos luego con la ayuda de la pala; cada cilindro
fue envuelto en papel cristaflesh con el fin de evitar la perdida de humedad.
Las muestras se llevaron al laboratorio para medir la resistencia a la penetración
mediante un equipo de impacto diseñado en el laboratorio de conservación de suelos el
cual se muestra en la figura 1.
Pesa de 500g
Soporte 2
50 cm
Soporte 1
10 cm
1cm de diámetro
30º en la punta
Figura 1. Equipo para medir la resistencia a la penetración.
El equipo consiste en una varilla la cual presenta dos limites (uno superior y otro
inferior) para que la pesa caiga en esta distancia que es de 50cm, la varilla en la parte
inferior posee un fino cono con un diámetro de 1cm el cual a medida que se le aplique
fuerza con la pesa que cae libremente, se ira penetrando en el suelo del cilindro (debe el
cono pasar una altura de 5cm que es la correspondiente a la altura del cilindro).
4
Para saber cuanta fuerza se tuvo que realizar para traspasar los 5cm del cilindro se contó
el número de caídas de la pesa requeridas para tal objetivo. Antes de tomar estas
mediciones se pesaba el suelo, para después hallar el porcentaje de humedad. Al final se
pesaron los cilindros para saber en cada momento cuanto era el peso exacto del suelo.
La resistencia a la penetración fue hallada como una presión y se define como la fuerza
dividida por el área:
P = F/ A
Donde: P es la presión que se ejerce, A es el área y F es la fuerza y se determino de la
siguiente manera (Ramírez, 2005):
F = (M+m)
g [(M+m)2 H + M2h]
hM2
Donde M es la masa de la pesa que fluye entre los dos limites, m es la masa de la varilla
y el cono, h es la profundidad que penetra el cono (para este caso la profundidad del
cilindro), H es la altura que recorre la masa M.
Una vez obtenida la fuerza se halla el área que corresponde a la del cono:
A = ¼ πD2
Donde D es el diámetro del cono. Los resultados finales están dados en Mpa.
DISEÑO ESTADÍSTICO
El diseño estadístico correspondió a completamente al azar con seis tratamientos (T1:
suelo virgen, T2: suelo con 10 años de barbecho, T3: suelo con 5 años de barbecho, T4:
Suelo con 5 años de labranza, T5: suelo con 10 años de labranza, y T6: suelo con 20
años de labranza)
y cuatro repeticiones, se elaboro regresiones lineales donde la
variable dependiente es la resistencia a la penetración y las independientes son el
porcentaje de materia orgánica, la densidad aparente, la porosidad total y la humedad.
5
REVISIÓN DE LITERATURA
PENETRÓMETRO DINÁMICO DE CONO (PEDICO).
El equipo de cono dinámico (figura 2) se ha usado en las últimas dos décadas para la
determinación de la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos, correlacionando el
número de golpes necesarios para penetrar una punta cónica en el suelo en una longitud
determinada, similar a una prueba de penetración estándar convencional (Gonzáles et al,
2004).
Dado el avance tecnológico en censores y dispositivos de automatización, actualmente
se cuenta con equipos manuales instrumentados que registran, de manera automática y
en tiempo real, la señal de resistencia de punta contra la profundidad de exploración
(Gonzáles et al, 2004; Zhou, 1997)
Figura 2. Penetrómetro dinámico de cono.
SUELOS DE MARINILLA (ORIENTE ANTIOQUEÑO)
Litológicamente, la región oriental del departamento de Antioquia, está configurada en
su mayor parte por las rocas cretáceas del batolito antioqueño; sobre todo en la zona de
los altiplanos; este batolito esta rodeado por rocas metamórficas y volcano-
6
sedimentarias del paleozoico y en las partes bajas de las vertientes hacia el río Cauca,
son más comunes las rocas sedimentarias y volcano- sedimentarias cretáceas y terciarias
(IGAC, 1992).
Entre los tipos de rocas más frecuentes están, según cita Chavarriaga (1992) estan las
anfibolitas como los principales tipos de rocas metamórficas; areniscas, arcillolitas,
conglomerados y chert, como las principales sedimentarias y, como las ígneas más
abundantes, las granodioritas, granitos, gabros y cuarzodioritas.
Se presentan además depósitos sedimentarios no consolidados, cuaternarios,
representados por aluviones, coluvios y depósitos de ladera heterométricos y
heterogéneos en su composición (IGAC, 1982).
El espesor de los mantos de ceniza presenta 1m decrecimiento hacia el norte, asociado
con la distancia a la fuente principal de piroclastos que los ha alimentado, cual es el
macizo volcánico Ruiz -Tolima (Hermelín, 1983; Florez, 1987).
Debido a las condiciones climáticas, litológicas y topográficas imperantes en la zona del
estudio, se han desarrollado suelos que predominantemente, son ácidos a ligeramente
ácidos, por los usos inadecuados son poco profundos, con poca saturación de bases y de
media a baja y muy baja fertilidad natural (IGAC, 1979, 1982; Jaramillo, 1989;
Chavarriaga, 1992).
Uso de la tierra
De la información correspondiente, suministrada por IGAC (1992), se concluye que en
la región predominan las explotaciones ganaderas, con pastos mejorados muchas de
ellas y los cultivos como papa, maíz, fríjol y hortalizas; en el oriente cercano han tenido
gran desarrollo, en los últimos tiempos, los cultivos de flores altamente tecnificados,
bajo invernadero, así como el uso recreacional, urbanístico y forestal de la tierra; en
toda la región los bosques naturales prácticamente han desaparecido del paisaje.
7
GENERALIDADES DE COMPACTACIÓN
La compactación puede producirse en suelos naturales sometidos a una carga de
herbívoros superior a la admitida por el suelo, lo que en la mayor parte de los casos está
causado por la modificación de la fauna preexistente con una disminución importante de
los depredadores naturales de los herbívoros, generalmente introducidos por el hombre
(Casanova, 1991).
La compactación del suelo corresponde a la pérdida de volumen que experimenta una
determinada masa de suelo, debido a fuerzas externas que actúan sobre él. Estas fuerzas
externas, en la actividad agrícola, tienen su origen principalmente en: Implementos de
labranza del suelo, cargas producidas por los neumáticos de tractores e implementos de
arrastre, pisoteo de animales (Casanova, 1991).
En condiciones naturales (sin intervención antrópica) se pueden encontrar en el suelo,
horizontes con diferentes grados de compactación, lo que se explica por las condiciones
que dominaron durante la formación y la evolución del suelo. Sin embargo, es bajo
condiciones de intensivo uso agrícola que este fenómeno se acelera y llega a producir
serios problemas en el desarrollo de las plantas cultivadas (Casanova, 1991).
EFECTOS DE LA COMPACTACIÓN DEL SUELO
El aumento de la resistencia mecánica del suelo va a restringir el crecimiento de las
raíces a espacios de menor resistencia, tales como los que se ubican entre las estructuras
(terrones), en cavidades formadas por la fauna del suelo (lombrices) y en espacios que
se producen por la descomposición de restos orgánicos gruesos (raíces muertas). Esta
situación va a producir un patrón de crecimiento característico de raíces aplanadas,
ubicadas en fisuras del suelo, con una escasa exploración del volumen total del suelo
(Gavande, 1973).
8
La forma más fácil de medir el grado de compactación del suelo es la determinación del
valor de la densidad aparente, si bien este parámetro presenta unos valores críticos
diferentes según la textura del suelo en su capa compactada. A medida que la textura se
hace más gruesa la densidad aparente presenta un valor crítico más alto. Este hecho es
lógico porque la macroporosidad, que es la más afectada por el fenómeno de
compactación, se ve menos influida por la disminución general de porosidad a medida
que la textura se hace más arenosa y el dominio de los poros gruesos es más amplio
(Jaramillo, 2002).
Adicionalmente, se ha demostrado que la compactación del suelo es dañina, cuando
ocurre en los primeros 50cm de la superficie del suelo, donde ocurre el mayor
crecimiento radical de las plantas (Foster y Blaine, 1978). Cuando el suelo es
compactado, se reduce o se destruye el sistema de macroporos presente en el suelo. Los
macroporos son importantes para el movimiento del agua y el aire en el suelo y sin ellos
se presentan condiciones anaeróbicas en la etapa de crecimiento. Al ocurrir condiciones
anaeróbicas en el suelo, se reduce el oxígeno disponible, trae como consecuencia
reducción en la desnitrificación, pérdida de nutrimentos en las raíces y cambios en el
metabolismo de las plantas.
Otros estudios en suelos compactados demuestran que las raíces que encuentran mayor
resistencia mecánica tienden a crecer menos y a ser más finas y con más ramificaciones
laterales que en suelos no compactados (Materechera et al., 1991).
Cuando las raíces se encuentran en un suelo demasiado denso, no pueden penetrar y
cambian la dirección de crecimiento o detienen su crecimiento. Esto ocurre
frecuentemente en ambientes descritos anteriormente, donde las raíces de plantas
sembradas sujetas a suelos compactados, tienden a crecer solamente en los primeros 1020 cm de profundidad esto aumenta el área superficial del sistema radical por volumen
de suelo a diferentes profundidades (Liu y Waldron, 1988) y aumenta la susceptibilidad
a estrés de sequía, especialmente en verano (Grimes et al., 1972; Bassuk y Whitlow,
1985; Grabosky y Bassuk, 1995).
9
También la disponibilidad de nutrientes y de agua tiende a ser poca o ninguna. Niveles
extremos de compactación pueden romper raíces finas de 1-2 mm de diámetro. Los
síntomas típicos de las plantas afectados por la compactación del suelo fluctúan desde la
reducción del crecimiento y desarrollo de las plantas (Foster y Blane, 1978), caída
masiva de las hojas, perdida de las propiedades físicas y eventualmente la muerte.
El contenido de agua es un factor muy asociado al grado de compactación de los suelos.
Los suelos en estado natural presentan más o menos resistencia de acuerdo a la mayor o
menor presencia de humedad, fenómeno que se agudiza en los Vertisoles donde, por su
composición montmorrillonítica, ocurren procesos tales de dilatación - contracción que
provocan agrietamientos en la capa superficial durante los períodos prolongados de
sequía (García et al, 1999).
AIREACIÓN DEL SUELO
Desde el punto de vista edafológico, la aireación del suelo se considera con relación al
crecimiento de las plantas. En consecuencia, un suelo bien aireado es aquel en el cual
los gases están disponibles para el crecimiento de los organismos aeróbicos
(particularmente las plantas cultivadas) en cantidades suficientes y en la proporción
adecuada para asegurar tasas óptimas en los procesos metabólicos esenciales de estos
(González & Castro, 1990).
De acuerdo con Guédez et al (1995); La aireación deficiente que resulta de un pobre
drenaje y del anegamiento o de la compactación mecánica del suelo, puede inhibir
grandemente el crecimiento del cultivo.
La mayor parte de los cultivos sólo pueden desarrollarse en forma vigorosa si la
concentración de CO2 alrededor de sus raíces no es demasiada alta y la de O2 demasiado
baja. Por ello, las velocidades de transferencia de CO2 desde la zona de la raíz a la
atmósfera y de O2 desde la atmósfera a la zona radicular son propiedades del suelo de
fundamental importancia para el cultivo, y en suelos húmedos, la velocidad de
penetración de O2 limita probablemente con más frecuencia al desarrollo de la raíz que
la velocidad de eliminación de CO2: el aporte O2 en los suelos húmedos es tan
importante como el aporte de agua en los secos (Guédez et al, 1995).
10
Hillel (1982) expresa que las principales vías por las que se mueve el CO2 y el O2 del
suelo son los poros que contiene la masa edáfica, los cuales forman un sistema continuo
en todo el espesor de un terreno bien estructurado. Una buena aireación sólo puede
darse en suelos bien estructurados, los cuales tienen una adecuada proporción de su
volumen ocupado por tales poros, habiendo demostrado varios investigadores que esa
proporción deberá alcanzar por lo menos un 10%.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
Características físicas del suelo:
La tabla 2, evidencia el aumento de la resistencia a la penetración a medida que
aumenta la labranza del suelo; haciendo que el uso inadecuado del tractor acabe con esta
característica física. Mientras que el suelo con 10 años de barbecho (T2) presenta menor
impedancia mecánica con respecto al suelo virgen (T1), esto se debe a que el suelo con
10 años de barbecho presenta mayor distribución de macroporos y por lo tanto las
partículas del suelo van a estar más separadas y la atracción electrostática va a ser
menor.
Al analizar el contenido de materia orgánica se puede ver como a medida que aumenta
la labranza esta característica disminuye; presentando además mayor contenido de
materia orgánica el suelo con 5 años de barbecho (T3), lo cual indica que esta cobertura
vegetal trae un gran aporte de materia orgánica en un lapso de tiempo y esta luego es
mineralizada por los organismos del suelo.
La porosidad total del suelo varia muy poco de un suelo a otro es por ello que se debe
analizar como es la distribución de poros en el mismo, ya que así se puede tener una
concepción de cómo va a ser la impedancia mecánica.
En cuanto a la humedad del suelo se puede observar como a medida que el suelo
presenta menor impedancia mecánica, este tiene mayor contenido de humedad, lo cual
indica que el suelo tiene más porosidad y por lo tanto la distribución de macroporos va a
ser mayor.
11
Tabla 1. Propiedades físicas del suelo de Marinilla que influyen en la resistencia a
la penetración.
M,O, %
D.aparente
macrporos
microporos
humedad
T1
37.3
0.28
86.29
32.55
43.81
164.84
T2
12.1
0.28
87.30
41.54
33.42
171.86
T3
19.1
0.55
75.83
32.64
40.26
83.21
T4
16.7
0.42
80.93
24.70
56.19
130.73
T5
6.5
0.65
72.35
23.06
40.35
84.56
T6
2.2
1.05
62.04
7.01
51.97
39.44
Tratamiento
poros.
Total
res.
Penet.
2.22
2.07
2.87
2.25
2.77
4.2
Resistencia a la penetración de cada tratamiento
La tabla 2 indica que la resistencia a la penetración en el suelo virgen (T1) y con 10
años de barbecho (T2); y la resistencia a la penetración de los suelos con 20 años de
labranza (T6) son estadísticamente diferentes presentando mayor valor los suelos con 20
años de labranza.
Tabla 2. Diferencias entre las medias de los tratamientos.
T grupo
B
B
AB
AB
AB
A
Promedio res. pen
2.22
2.07
2.87
2.25
2.77
4.2
tratamiento
1
2
3
4
5
6
En los suelos con 5 años de barbecho (T3), 5 años de labranza (T4) y 10 años de
labranza (T5); no se presentaron diferencias estadísticamente significativas entre ellos,
ni presentaron diferencias significativas con los tratamientos de suelo virgen (T1), 10
años de barbecho (T2) y 20 años de labranza (T6). Lo que estos resultados muestran es
que el suelo después de pasar mínimamente por 5 años de labranza, requiere de más de
cinco años para recuperar un poco la estructura perdida, pero es importante señalar que
12
es muy difícil que el suelo forme una estructura similar a como era antes de fuese
intervenido (Figura 3).
4.5
A
resistencia a la
penetración (Mpa)
4
3.5
AB
3
2.5
B
B
1
2
AB
AB
2
1.5
1
0.5
0
3
4
5
6
tratamientos
Figura 3. Diferencia entre las medias de los tratamientos.
Materia orgánica:
Aunque la materia orgánica presento una baja correlación con la resistencia a la
penetración (0.35), esta es una de las características mas importantes del suelo, siendo
esta utilizada en muchos casos como un buen acondicionador de propiedades físicas del
suelo, es por ello que al relacionarlas con la resistencia a la penetración se observa que a
medida que aumenta el contenido de materia orgánica disminuye la resistencia a la
penetración, esto se puede deber a que la materia orgánica ayuda a que se aumente la
porosidad del suelo (Figura 4).
13
resistencia a la
penetración (Mpa)
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
y = -0.038x + 3.325
R2 = 0.353
0
5
10
15
20
25
30
35
40
materia orgánica (%)
Figura 4.Regresión lineal entre el contenido de materia orgánica y la resistencia a
la penetración.
Densidad aparente
En cuanto a la densidad aparente la cual presento una estrecha correlación con la
impedancia mecánica (R2 = 0.95), se puede decir que es debido a que este factor asocia
dos características importantes: la porosidad y la compactación del suelo. Entre estas
dos características físicas se puede ver que a medida que aumenta la densidad aparente
aumenta la resistencia a la penetración, y al aumentar la densidad aparente significa que
esta aumentando la masa del suelo, se esta presentando una perdida de la porosidad del
suelo (Figura 5).
resistencia a la
penetración (Mpa)
4.5
4
3.5
y = 2.6422x + 1.3089
R2 = 0.9507
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0.00
0.30
0.60
0.90
1.20
densidad aparente (g cm-3)
Figura Nº 5. Regresión lineal entre la densidad aparente y la resistencia a la
penetración.
14
El valor más alto de resistencia a la penetración lo obtuvo el correspondiente al suelo
con 20 años de labranza (T6), lo cual indica que la labranza afecta a las propiedades
físicas del suelo, haciendo que la resistencia a la penetración sea mayor y actué con la
densidad aparente como un indicador de compactación cuando se presenta mayor
labranza. Los estudios realizados por Jiménez et al (1992), coinciden en los realizados
en el presente estudio, donde a mayor labranza se da mayor perdida de características
físicas del suelo.
Porosidad del suelo
La porosidad del suelo esta íntimamente relacionado con la resistencia a la penetración,
lo cual fue corroborado mediante la regresión lineal, presentando un coeficiente de
correlación de 0.91. Esta característica física del suelo mostró también como a medida
que aumenta la resistencia a la penetración y la densidad aparente, el porcentaje de
resistencia a la
penetración (Mpa)
poros disminuye (Figura 6).
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
60.00
y = -0.0789x + 8.8405
R2 = 0.9076
65.00
70.00
75.00
80.00
85.00
90.00
porosidad total (%)
Figura 6. Regresión lineal entre la porosidad total del suelo y la resistencia a la
penetración.
La distribución del tamaño de los poros en el suelo determina cuales son los que más se
están perdiendo a medida que aumenta la resistencia a la penetración. Se observo como
a medida que aumenta la resistencia a la penetración disminuye el porcentaje de
macroporos en el suelo; lo cual puede indicar que en el tratamiento 6 que presenta
mayor resistencia a la penetración (4.2), se puede estar presentando una compactación
15
del suelo debido al mal manejo de las herramientas agrícolas (tractor), siendo este valor
demasiado alto lo cual puede provocar bajo desarrollo de las plantas que se establezcan
en este suelo (Figura 7).
Con respecto al contenido de microporos en el suelo, estos tienen mayor porcentaje en
los suelos que presentan mayor resistencia a la penetración, debido a que en estos
suelos, el porcentaje de macroporos disminuyo, lo cual hace que estos tengan mayor
proporción (Figura Nº 7).
resistencia a la penetración
(Mpa)
60.00
50.00
40.00
macrporos
30.00
microporo
s
res. Penet.
20.00
10.00
B
AB
B
A
AB
AB
0.00
1
2
3
4
5
6
tratamientos
Figura Nº 7. Porcentaje de Macroporos y Microporos con relación a la resistencia
a la penetración.
Porcentaje de humedad (Gravimetrica)
El contenido de humedad del suelo es el factor mas importante para analizar la
impedancia mecánica, debido a que el suelo presenta entre las partículas espacios
porosos, los cuales mientras el agua no esta presente estas son atraídas
electrostáticamente, a baja humedad las partículas están fuertemente unidas y crean más
resistencia a la penetración; pero a medida que el suelo va adquiriendo en los poros mas
16
humedad esta fuerza electrostática se va perdiendo
y por ello la resistencia a la
resistencia a la
penetración (Mpa)
penetración es baja (figura 8).
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
y = -0.0138x + 4.2812
2
R = 0.8311
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
% humedad (gravimetrica)
Figura Nº 8. Regresión lineal entre el porcentaje de humedad y la resistencia a la
penetración.
La humedad es una de las características físicas del suelo que ha tenido más estudio en
cuanto a la relación con la resistencia a la penetración del suelo, algunos autores como
García et al (1999) presentaron en su investigación relaciones similares a las del
presente trabajo, donde la humedad presento una correlación de 0.81.
CONCLUSIÓNES
ƒ
El suelo con mayor valor de resistencia a la penetración fue el correspondiente a
20 años de labranza (4.2Mpa), lo cual indica que el mal manejo que se tiene con
el tractor esta acabando con las propiedades físicas del suelo.
ƒ
Aunque todos los tratamientos presentaron valores de resistencia a la
penetración mayor al que las plantas soportan (2Mpa), se puede decir, que el
suelo que conserva más las propiedades físicas, en comparación con los otros
suelos, de acuerdo con el dato de resistencia a la penetración es el suelo con 10
años de barbecho.
17
ƒ
La resistencia a la penetración y la humedad del suelo están fuertemente
relacionadas, a medida que la humedad del suelo aumenta disminuye la
resistencia a la penetración.
ƒ
La materia orgánica del suelo tiene una relación negativa con la resistencia a la
penetración, es decir cuando la materia orgánica aumenta disminuye la
resistencia a la penetración, pero no tienen estas dos características una fuerte
relación.
ƒ
Antes de realizar un ensayo de penetración ya sea tanto para suelos agrícolas
como para suelos que van a ser empleados para la construcción se debe tener en
cuanta el penetrómetro a utilizar siendo más exacto el penetrómetro de cubo
dinámico.
ƒ
La resistencia a la penetración efectivamente se debe analizar con otras
características físicas del suelo como son el contenido de materia orgánica, el
porcentaje total de poros, la distribución de poros (principalmente macro y
microporos), la densidad aparente, y especialmente la humedad del suelo; ya que
analizar este parámetro sin tener en cuenta otros factores físicos no tendría tanta
validez, pues no se podría comparar a que se debe los cambios en la resistencia a
la penetración que muestre el suelo.
RECOMENDACIONES
ƒ
Para estudios futuros se recomienda realizar estudios sobre calibración del
penetrómetro de impacto usado en esta investigación, pues aunque el error es
pequeño, como todo equipo de campo y laboratorio requiere cumplir este
requisito.
ƒ
Es recomendable hacer correlaciones sobre la influencia que tiene la textura y el
tipo de mineral de arcilla en la resistencia a la penetración ya que aunque solo lo
18
mencionan teóricamente algunos autores como Baever et al (1973) estas
características son determinantes para analizar dicho parámetro.
BIBLIOGRAFIA.
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