CAPITULO II : LAS PROPIEDADES DE LOS SUELOS EN RELACION CON EL CRECIMIENTO VEGETAL. Productividad del suelo Propiedades taxonómicas-Propiedades vinculadas a los requerimientos de las plantas: cualidades. Carácter morfológico- Dinámica de las propiedades Propiedades: Interrelaciones-Interconecciones Nuestra discusión sobre suelos de ahora en más se basará en aquellos sistemas “suelo” que se encuentran en explotación para la producción de plantas de cualquier orden. “ PRODUCTIVIDAD de un suelo es la capacidad que tiene éste para producir plantas específicas o secuencias de ellas bajo un determinado conjunto de prácticas de manejo” ( Manual 18 S.C.S. – U.S.A.). Por lo tanto la capacidad de un suelo para producir plantas surge de la combinación e interacción de sus cualidades entre sí y también en relación con su respuesta en la interacción con los sistemas de manejo y otras tecnologías utilizables para la producción de plantas (Cuadro nº 1). Un interés fundamental de la conservación y el manejo de los suelos radica en conocer el efecto del manejo de los suelos sobre dichas propiedades y en como este efecto puede incidir en la posibilidad de realizar cultivos. A qué nos referimos cuando hablamos de cualidades? Las propiedades del suelo en un sentido amplio son características o cualidades esenciales (genéticas) que permiten distinguir un individuo suelo de otro. A estas propiedades las podemos llamar PROPIEDADES TAXONÓMICAS . Pero en un sentido más utilitario,al estudiar un suelo se consideran sólo aquellas propiedades que permiten determinar la aptitud o capacidad de cada suelo para el crecimiento de los vegetales. A estas propiedades vinculadas con la potencialidad de uso de un suelo se las denominan CUALIDADES (Manual 18 S.C.S. – U.S.A.) . Entonces el número y tipo de propiedades que se tienen en cuenta para distinguir un suelo de otro no necesariamente es el mismo que las asociadas con el crecimiento vegetal. En este último caso las propiedades o cualidades que se tienen en cuenta son aquellas estrechamente vinculadas con los requerimientos esenciales de las plantas. Estas propiedades se hallan condicionadas por el efecto interactivo e individual de cada uno de los cuatro componentes esenciales del suelo que varían según los diferentes climas y pedogénesis (cuadro nº2). Por tal motivo a estas cualidades también las podemos denominar como propiedades relacionadas con su productividad. 1 A qué nos referimos cuando hablamos de respuesta en su interacción con los sistemas de manejo y otras tecnologías utilizables para la producción de plantas? Las cualidades o propiedades relacionadas con la productividad del suelo pueden verse modificadas, a través del tiempo. En este último sentido, son suficientemente dinámicas y por lo tanto alterables con las prácticas de manejo del suelo. Los elementos o parámetros del suelo que se identifican y/o evalúan para su estudio y que suelen ser muy poco modificables, relativamente estables, se denominan rasgos o CARACTERES MORFOLOGICOS. Estos fundamentalmente hacen referencia a la constitución o estructura interna, relativamente estática de un suelo; mientras que las propiedades tratan de su dinámica interna, principalmente aire y agua y sus consecuencias físicas , químicas y biológicas como desencadenantes de reacciones. PROPIEDADES: INTERRELACIONES-INTERCONECCIONES (cuadro nº2): El comportamiento de algunas propiedades relacionadas con el crecimiento vegetal y la acción del manejo sobre las mismas El suelo como sistema abierto realiza intercambios de materia y energía con el medio, a través de procesos y funciones (como ingresos y salidas). Algunos ejemplos de estos procesos y macrofunciones en donde se produce intercambio energético y de materia son: La insolación genera entrada de energía lumínica al suelo y sale como energía calórica.(Flujo de energía desde el sol y a través del suelo) El suelo participa de los ciclos de elementos de la naturaleza cruciales como -El carbono. El nitrógeno, Oxígeno etc -El agua (el suelo forma parte del ciclo del agua: precipitación, evaporación, filtración o percolación profunda, escurrimiento) El suelo mantiene o mejora la calidad del agua a través de la lixiviación de agua con arrastre de solutos. -También degrada y/o inmoviliza contaminantes. Los flujos de intercambio que permiten ocurran los procesos anteriores, solo pueden ser entendidos si aceptamos que los componentes del suelo se interrelacionan en una interacción dinámica interna y con el medio que los rodea. EL INTERCAMBIO DE GASES - LA RELACION AIRE / AGUA-LA INTERACCIÓN SÓLIDO-AIRE: Para el análisis de este punto es necesario plantearse y tener ya resuelto conceptos como : Qué entendemos por aireación? Qué es espacio poroso y qué relación tiene con aireación? Diferencias entre composición del aire del suelo y composición del aire atmosférico . Mecanismos de movimiento del aire en el suelo. - La AIREACIÓN es una propiedad muy importante en la relación suelo/planta por: a) su acción directa sobre el vegetal (asegurando la respiración de las raíces). b) su acción sobre los constituyentes del suelo : -condicionando las reacciones de óxido -reducción (éstas por ej. tienen incidencia en la dinámica de ciertos macro y micronutrientes). 2 -favoreciendo la mineralización en detrimento de la humificación o viceversa (ésto incide por ej. en la dinámica del N, del S, del P, en el contenido de humus, la estructuración del suelo). En esto influye: La porosidad . Para el crecimiento de las raíces de las plantas y para el movimiento del aire, el agua y solutos; el volumen y configuración del espacio poroso entre las partículas sólidas resultan de una importancia crítica. Más importante que la porosidad total de un suelo resulta el tamaño y la continuidad de los poros.Ver ítem POROSIDAD. Nivel de humedad del suelo. El contenido de aire de un suelo está inversamente relacionado con el contenido de agua del mismo. El aire ocupa aquellos poros del suelo no llenados por el agua. Partiendo de un nivel de saturación con agua muy elevado , a medida que ésta va eliminándose ( por drenaje ), el aire ocupa los poros grandes del suelo, luego son llenados los poros medianos y a medida que el agua se va removiendo de los poros más pequeños (por el uso de la planta o por evaporación), este espacio es ocupado por el aire. Esto explica la tendencia para suelos con una alta proporción de poros pequeños a ser pobremente aireados, en éstos el contenido de agua es dominante y el contenido del aire del suelo es bajo como también lo es su tasa de difusión (dentro del suelo y desde la atmósfera). De persistir esta situación el nivel de CO2 aumenta y el de O2 baja, constituyéndose en una situación no satisfactoria para el crecimiento de la mayoría de las plantas. En casos extremos la carencia de O2 en el aire del suelo y en el disuelto en el agua puede crear condiciones que alteren las reacciones químicas y bioquímicas que ocurren en la solución del suelo. Esto es importante para entender algunas propiedades de suelos hidromórficos. La temperatura: El contenido de CO2 del suelo varía con cambios climáticos estacionales donde la temperatura, y también la humedad, influyen en la actividad microbiana , el crecimiento de las plantas y el intercambio de gases. - POROSIDAD Es una propiedad que permite relacionar el volumen de suelo que pueden explorar las raíces con el volumen disponible para el agua y el aire que requieren en su desarrollo. Dónde se ubican los poros? En suelos agregados los poros están organizados en sistemas primarios de poros (poros texturales) y sistemas secundarios de poros (poros estructurales ). El sistema primario incluye solo los poros intra-agregados. El sistema secundario se refiere solo a los poros entre- agregados. A los poros se los clasifica también en función de su tamaño. Hay una vinculación entre su tamaño y su función. Ver el cuadro nº3 CUADRO Nº 3 T IP O Bioporos Macroporos TAMAÑO* > 1 mm > 50µm Mesoporos 50 - Microporos 10μm < 10 μm UBICACIÓN-IDENTIFICACIÓN Generalmente no relacionados con la estructura del suelo, típicamente son los canales de fauna relativamente grandes (verticales y cilíndricos) Relacionados a la estructura del suelo aparecen debido a los planos naturales de ruptura de la estructura, y también canales de fauna o de raíces Primariamente pero no en forma excluyente, entre agregados pueden mejorarse o modificarse por las raíces, fauna muy pequeña u hongos Relacionados a la matriz del suelo, están dentro de los agregados. FUNCIÓN + Transmisión (Por su tamaño no se da el fenómeno de capilaridad) Transmisión (Por su tamaño no se da el fenómeno de capilaridad) Almacenamiento En poros grandes transmisión también Almacenamiento. +En relación al movimiento del agua Los macroporos permiten el rápido movimiento de aire (difusión de gases y actividad biológica) y rápida percolación del agua. En condiciones de saturación, el agua tiene una energía libre mayor dentro de un macroporo y por lo tanto se mueve con más rapidez, se acelera el flujo de agua y el transporte de solutos. Cuando es alta la cantidad de macroporos dentro de un horizonte aumenta la aireación y el horizonte se seca más rápidamente, pudiendo existir menor contenido hídrico para las plantas. En los microporos, contrariamente a lo comentado anteriormente, el agua se mueve más lentamente, la energía libre del agua es menor y se llenan rápidamente con agua. Cuando 3 aumenta la cantidad de microporos en un horizonte, puede incrementarse la cantidad de agua no disponible para las plantas. El aire ocupa los espacios que no ocupa el agua. Luego de ocurrida una lluvia moderada en un suelo con alto contenido de macroporos va a haber más aire que un suelo con alto contenido de microporos que va a tener más agua, relativamente. En un suelo húmedo a capacidad de campo, los microporos no permiten el movimiento del aire dentro o fuera del suelo y el movimiento del agua también puede ser lento, dependiendo de la conductividad hidráulica (ver concepto más adelante) de ese suelo. En esta situación la aireación depende de la cantidad de macroporos que tenga ese suelo. El manejo puede modificar el tamaño de poros? Cuando el contenido de agua y/o de textura del suelo son variables a o largo del perfil, resulta más adecuado realizar una distinción entre el espacio poroso de origen textural y el de origen estructural que no la simple determinación de la porosidad total En la Figura 1, Brady 1996 se ve como varía la distribución en volumen de materia orgánica, arena, limo , arcilla y macro y microporos en suelos con diferentes clases texturales y manejos. En esta figura se presentan un suelo representativo FRANCO ARENOSO (a), y dos suelos representativos FRANCO LIMOSOS, uno bien estructurado (b) y el otro con una estructura inadecuada (c). Ambos suelos franco limosos tienen más porosidad total que el franco arenoso, pero el franco limoso con estructura inadecuada tiene un volumen más pequeño de macroporos que los otros dos suelos. El tamaño de poros individuales y la proporción relativa da los distintos tamaños, es un factor altamente determinante del drenaje y la aireación más que el volumen total de la combinación de todos ellos. Si las partículas se ligan todas juntas en forma cerrada como un subsuelo compacto la porosidad total es baja y la densidad aparente aumenta (El espacio poroso está inversamente relacionado con la densidad aparente, Fig.2). Si hay, en cambio, acomodamiento en agregados porosos como puede ocurrir en suelos con texturas medias a finas con alto contenido de materia orgánica, la porosidad puede ser alta. El buen drenaje y la estructuración en suelos de texturas finas, mejora la aireación, no tanto por su incremento en la Porosidad total como por el aumento de la proporción de macroporos. En las Tablas siguientes nº 2.0 y 2.1 se observan los datos de un amplio rango de suelos que muestran como la agricultura (cultivo) tiende a disminuír la porosidad total en relación a suelos no cultivados. Esta relación está generalmente asociada a una disminución de la materia orgánica y consecuentemente una disminución en la estructuración del suelo. En general cultivos con arado reducen la materia orgánica y porosidad total, con un efecto más marcado sobre el tamaño de los poros. El cultivo contínuo de suelos originalmente altos en materia orgánica frecuentemente reducen el nível de materia orgánica, la calidad de la estructura y del volumen de macroporos. TABLA 2.0 DENSIDAD APARENTE Y POROSIDAD TOTAL DE LA SUPERFICIE DE SUELOS DE AREAS CULTIVADAS Y NO CULTIVADAS . (Una serie de datos es de un subsuelo) La densidad aparente fue incrementando, y la porosidad total proporcionalmente disminuyendo en cada uno de los casos.. Densidad Aparente (g/cm3) Suelo Udalf (Pennsylvania) Udoil (Iowa) Aqualf (Ohio) Boroil (Canada) Orthid (Canada) Orthid, subsuelo (Canada) Promedio de 3 Ustalfs (Zimbabwe) Promedio de 3 Ustalfs (Zimbabwe) Textura Franco Francolimoso Francolimoso Francolimoso Arcilloso Arcilloso Arcilloso Franco Arenoso Cult No Cult 1.25 1.13 1.31 1.30 1.28 1.38 1.44 1.54 1.07 0.93 1.05 1.04 0.98 1.21 1.20 1.43 Porosidad Total % Cult 50 56.2 50.5 50.9 51.7 47.9 54.1 42.9 No Cult 57.2 62.7 60.3 60.8 63.0 54.3 62.6 47.2 La compactación puede afectar los suelos como resultado de diferentes acciones, pulverizando agregados secos, comprimiendo y deformando agregados húmedos, empujando partículas de suelo a un acercamiento simultáneo, disminuyendo la estabilidad de los agregados al agua. Pero sea lo que fuere el mecanismo, el efecto de compactación es reducir la porosidad del aire. Cuando los poros grandes que drenan rápidamente después de una lluvia o riego, son destruídos por compactación (laboreo inadecuado o pisoteo) o por la acción del agua de lluvia o riego el suelo se compacta. 4 El mantenimiento de una estructura estable es un importante medio para aumentar una buena aireación. Poros grandes, de macrotamaños , los cuales son inducidos por grandes agregados estables, son fácilmente drenados después de una lluvia (siempre que no existan condiciones de paisaje o pedológicas que no lo permitan), esto último permite el movimiento de gases dentro del suelo desde la atmósfera. El mantenimiento de un buen nivel de materia orgánica estimula la estabilidad de los agregados lo que permite buen drenaje y mejor aireación. Qué indicadores se han mencionado que nos permiten evaluar cambios en la aireación? El manejo del suelo debe asegurar el intercambio del aire del suelo con el de la atmósfera y la transferencia de gases dentro del suelo. Esto asegura en gran parte la productividad del suelo. CONSISTENCIA: Esta propiedad caracteriza el mantenimiento del conjunto de las partículas del suelo frente a fuerzas externas de manipulación o deformación. Es la expresión compuesta de aquellas fuerzas de atracción mutua entre todas las partículas del suelo y determina la facilidad con que un suelo puede ser roturado o remoldeado. Cuáles son las fuerzas causantes de la atracción entre partículas? Cuando influye la humedad una de las fuerzas causantes de la consistencia es la Adhesión (Atracción de la fase liquida sobre la sólida). El suelo se mantiene ligeramente unido con alta adhesión. Cuando en el suelo aumenta la humedad llega un punto en que la adhesión decrece , genera diversos estados, una menor interacción entre partículas adyacentes y un comportamiento que se aproxima al del líquido.Cuando el estado de humedad es tal que el suelo se encuentra en un estado de “mojado”el suelo se vuelve plástico. Recordar que : Plasticidad es la capacidad de ser moldeado, cambiar de forma sin rompimiento, cuando la masa de suelo es sujeta a una fuerza deformante . Cuanto más alto es el contenido de arcilla en un suelo, hay mayor retención de agua y se mantiene mojado más tiempo, al labrarlo se adhiere mucho a los implementos y al ser altamente plástico se produce un amasado en vez de roturación.. La otra fuerza es la cohesión o atracción molecular. Es mayor cuando las partículas están cerca (menos agua) y cuando tienen alta superficie específica. Mayor cohesión, mayor consistencia, mayor dureza del suelo, fuertemente unido. Esto es altamente importante en suelos con suficiente arcilla(alta superficie específica) ya que la atracción molecular de limos y arenas es insignificante. Cuando Consistencia firme o dura , ya existe una limitación al desarrollo radical. Por lo tanto es muy importante considerar el estado de humedad del suelo en el momento de la labranza. En suelos con altos contenidos de arcilla, l a consistencia el estado de humedad del suelo van a incidir fundamentalmente en la oportunidad de laboreo y en el tipo de laboreo. En mojado , o con alto contenido de humedad se produce el amasado. En seco el agregado tiene alta cohesión , mayor fuerza (potencia ) para romperlo,se destruye y no se vuelve a formar. El estado ideal es húmedo , y los suelos arcillosos o con muy alto contenido de arcilla tienen un período en el que se encuentran húmedos muy cortos para su oportunidad de labranza. Los suelos que son friables en húmedo tienen alta adhesión.En general este estado es prolongado en suelos con texturas intermedias (francos) Los suelos con alto contenido de arenas tienen baja cohesión y en ellos es más lmitada la frecuencia de laboreo y la elcción del tipo de maquinaria. Por otro lado el agua hace que las partículas del suelo se hinchen y se contraigan, se adhieran unas a otras y formen agregados estructurales. Su importancia se debe a que permite establecer como se comportará el suelo ante las labranzas y/o el traspaso de las raíces en diferentes estados de humedad. Por lo tanto, puede incidir en: El desarrollo radical, al condicionar el volumen de exploración de las raíces. En ciertas situaciones pudede condicionar la emergencia de plántulas. El manejo del suelo (labranzas), fundamentalmente en la oportunidad de laboreo (momento) y frecuencia y tipo de implemento. 5 PROPIEDADES RELACIONADAS CON LA DINAMICA DEL AGUA / LA INTERACCIÓN SÓLIDO-AGUA: Las interacciones sólido/ agua determinan o inciden en como el agua escurre dentro y a través del suelo y en la superficie (movimiento), afectando la tasa de agua perdida a través del lavado (percolación profunda) y evapotranspiración, el balance entre el aire y el agua en los poros del suelo, e incidiendo finalmente en la capacidad de almacenar y proveer agua para el crecimiento de las plantas (contenido). Analizar la dinámica del agua en un suelo es importante en dos aspectos, por un lado, la misma puede condicionar el manejo del mismo (por ej. determinando la factibilidad de realizar labranzas, o la necesidad de implementar prácticas específicas de manejo del agua). Por otro lado va a determinar la disponibilidad de agua y nutrientes para las raíces, condicionando la capacidad del suelo para la realización de determinados cultivos (uso del suelo). Por lo tanto para evaluar la dinámica del agua (cuadro nº 4) en un suelo, en relación a su uso y manejo, no sólo es importante evaluar el contenido de agua de un suelo en un momento determinado, incluyendo en este concepto la ocurrencia y duración de la presencia de agua libre en la superficie (inundación) y dentro del suelo (anegamiento), sino también es importante evaluar el movimiento del agua dentro y sobre el suelo, este movimiento en definitiva está indicando la facilidad con que el agua se elimina o del suelo (drenaje). La percolación (conductividad hidráulica saturada y permeabilidad son conceptos relacionados), la infiltración y el escurrimiento son propiedades que se utlizan para evaluar el drenaje de un suelo. CUADRO Nº 4 : Propiedades y características vinculadas con la dinámica del agua en relación al uso y el manejo del suelo CONTENIDO DE AGUA MOVIMIENTO DE AGUA EN O SOBRE EL SUELO Agua disponible/agua útil Retención hídrica Capacidad de almacenamiento Agua libre Inundación Anegamiento/exceso de agua Infiltración Escurrimiento Percolación/Permeabilidad/Conductividad hidráulica El drenaje se refiere a la facilidad con que el agua se elimina del suelo, en condiciones similares a las cuales el suelo se desarrolló. Depende del drenaje interno (infiltración y percolación) y del drenaje externo (escurrimiento) que tenga cada suelo. La infiltración , percolación y el escurrimiento son propiedades y características interrelacionadas que dependen del tipo natural de suelo, el paisaje, el clima y el manejo. El drenaje es una propiedad cualitativa, vinculada a la facilidad con que el agua se mueve en el suelo. Un suelo con mal drenaje va a tener dificultad para eliminar el agua que es excedente y asu vez ésta le quita espacio al aire. Un suelo con excesivo drenaje va a tener dificultad para retener el agua que necesitan las plantas.El diagnóstico de esta propiedad es cualitativo y se basa en la interpretación de las propiedades antes mencionadas y en la interpretación de rasgos morfológicos(ver cap.III:Diagnóstico de las propiedades). Algunas de las interacciones más importantes entre la percolación, infiltración y el escurrimiento (su expresión cualitativa y sus tasas) es con características y propiedades como: La porosidad , su continuidad en el pedón, la proporción de los diferentes tamaños de poros en los distintos horizontes ( asociado a las texturas, estructuras y contenido de M.O.), la presencia y profundidad de la napa freática, la profundidad efectiva, la posición en el paisaje (asociada al tipo de relieve y pendiente del terreno) , el tipo de paisaje (subordinado o condicionante), y además, las características del clima (en especial lluvias), y el manejo (fundamentalmente la acción del hombre , a través de las labranzas modificando la porosidad, formando densificaciones). Infiltración: Es el proceso de entrada de agua desde arriba (la superficie), hacia abajo, dentro del suelo. Los valores (tasa de infiltración) usualmente dependen de las condiciones que hay en el suelo en una zona cercana a la superficie, como también de la humedad antecedente. Como 6 consecuencia están sujetos a cambios significativos según el uso del suelo, el manejo y el tiempo. Este proceso considera que el suelo está insaturado. Percolación-Permeabilidad-Conductividad hidráulica saturada: Hay una gran confusión entre los términos permeabilidad, percolación y conductividad hidráulica. Hay autores que mencionan la percolación y la permeabilidad como sinónimos, pero en realidad la permeabilidad es la propiedad del suelo que permite al agua fluír a través del mismo. Y la percolación es el movimiento del agua a través de espacios continuos del suelo.El agua se puede mover a través de espacios continuos de un suelo de la misma manera que ésta se mueve a través de conductos o cañerías. Es decir que cuando hablamos de percolación estamos hablando del flujo del agua y cuando hablamos de permeabilidad hablamos del suelo en relación a facilitar el flujo o no del agua. Los suelos varían bastante en su resistencia al flujo de agua a través de ellos, por ejemplo: Suelos “gruesos” con alto contenido de arenas y gravas ofrecen poca resistencia al flujo de agua; a estos suelos arenosos los denominamos “muy permeables”. En cambio suelos “finos” con alto contenido de arcillas que ofrecen gran resistencia al movimiento del agua a través de ellos los denominamos “poco permeables”. Es decir que en el concepto de permeabilidad hay una alta dependencia con el material a través del cual pasa el agua. La permeabilidad se puede caracterizar cualitativamente (ver cap.III :Diagnóstico de las propiedades…). Y se puede cuantificar y se la denomina coeficiente de permeabilidad (k) o permeabilidad intrínseca o también se la puede encontrar como conductividad hidráulica y tiene unidades variables. El coeficiente de permeabilidad (k) está vinculado con la textura, la estructura y la porosidad. Es dependiente de la geometría del poro. La conductividad hidráulica saturada ( ks ) también es una medida como el coeficiente de permeabilidad, de la capacidad del suelo para trasmitir agua. Pero a diferencia de la anterior es dependiente de la viscosidad y densidad del fluído el cual debe estar sujeto a un gradiente hidráulico, en condiciones de saturación. Esto último implica o se refiere a la facilidad con que los poros pueden transmitir agua pero se refiere solo a aquellos poros de un suelo saturado que permiten el movimiento del agua. Es decir la permeabilidad intrínseca (k) es una expresión cuantitativa de la habilidad del suelo para trasmitir agua bajo un gradiente hidráulico igual a 1(en condiciones que no existe una diferencia de potencial hidráulico), es decir independientemente del efecto del gradiente hidráulico En cambio la conductividad hidráulica saturada ( ks ) es una expresión cuantitativa de la habilidad del suelo para trasmitir agua pero bajo cierto gradiente hidráulico (diferencia de potencial hidráulico).En el cuadro nº 5 se dan a modo de resumen las diferencias fundamentales entre estos conceptos. La importancia de medir estas propiedades mencionadas anteriormente es porque están vinculadas con el movimiento del agua en el suelo. El movimiento del agua en el suelo además es dependiente del gradiente hidráulico. El agua se mueve por diferencia de potencial hidráulico. Es decir que el agua se va a mover en el sentido en que ocurra una diferencia de potencial Si en dos suelos diferentes hay un mismo gradiente hidráulico, el suelo en el cual se pueda cuantificar la mayor cantidad de agua medida que llega a punto en una distancia “x” del perfil, éste resultará ser el suelo más conductivo (ver figura 4). Se puede decir que el suelo arenoso de la figura 4 tiene un flujo más alto que el suelo arcilloso (a un mismo gradiente hidráulico) debido a que llegó la mayor cantidad de agua (eje de la ordenada). (El flujo representa la cantidad de agua moviéndose en la dirección del sentido del gradiente hidráulico ). Figura 4: El suelo con la curva de mayor pendiente tiene más alta conductividad hidráulica. La pendiente Ks define la relación proporcional entre el flujo y el gradiente hidráulico en suelos saturados. 7 La conductividad hidráulica es una propiedad importante que permite calcular el flujo de agua de un suelo a un gradiente dado. (Ley de Darcy) La retención hídrica es dependiente fundamentalmente de la textura y del contenido de materia orgánica del suelo. En el suelo el agua está íntimamente asociada con partículas sólidas, particularmente aquellas que son de tamaño coloidal. La interacción entre el agua y los sólidos del suelo cambia el comportamiento entre ambos. La atracción de las partículas sólidas restringe el libre movimiento de las moléculas de agua haciendo a ésta menos líquida y más parecida al sólido en su comportamiento. Por lo tanto la variación en el contenido de coloides en el suelo (fundamentalmente arcillas y materia orgánica) es fundamental para que haya variaciones en la retención hídrica. La variación textural de un suelo es de una dimensión temporalmente geológica, y solo puede ocurrir variación ante la presencia de procesos de erosión. El manejo puede modificar los niveles de materia orgánica del suelo (variaciones que, a corto plazo, suelen ser cuantitativamente muy pequeñas). Estas variaciones en los niveles de materia orgánica van a tener una incidencia directa en la retención hídrica e indirecta , a través de la estructura. A su vez la retención hídrica es una propiedad que condiciona el contenido hídrico que pueda tener un suelo. Contenido hídrico, agua útil, capacidad de almacenamiento Estos conceptos diferentes suelen utilizarse muchas veces como semejantes. El contenido hídrico es una medida de la cantidad de agua que tiene una masa o volumen de suelo en el momento en que se realiza la determinación y en el espacio de suelo en que se toma la muestra de suelo. El agua útil (ver figura 5) es una determinación de laboratorio que indica la cantidad de agua total que puede retener o almacenar un suelo para su utilización por las plantas (esta medida es representativa del horizonte o espacio de suelo donde no haya variaciones muy importantes en la clase textural ya que es altamente dependiente de la textura y estructura, es decir del tamaño de poros). Este contenido es el agua retenida entre dos puntos de potencial diferentes, capacidad de campo y punto de marchitez. Este concepto no debe confundirse con el de agua disponible, el cual está vinculado a las necesidades del cultivo. El rango de retenciones que se considera para su interpretación es menor debido a que hay una fracción de agua que está adsorbida fuertemente cercana al punto de marchitez, y que no está disponible para las plantas. El contenido de agua disponible es un contenido en el cual la producción de plantas está comenzando a decrecer, como el comienzo a sufrir stress hídrico, no solo depende del tamaño de poros,sino además de las condiciones de evaporación, del cultivo y de las prácticas de manejo utilizadas. La condición de stress de la planta es reversible y se diferencia del punto de marchitez ya que en este nivel de retención toda la masa del suelo está seca. La capacidad de almacenamiento si bien está altamente vinculada al contenido de agua útil y también se refiere a la cantidad de agua total que puede retener o almacenar un suelo para su utilización por las plantas, considera el espacio de almacenamiento. Esta propiedad no solo depende del tipo natural de suelo, el clima y el paisaje, sino que puede ser modificadas por el manejo.( En algunas situaciones estos cambios suelen ser importantes para la productividad del suelo y pueden verse reflejados en los rendimientos de los cultivos). En muchos suelos puede haber una condición natural que incida en la capacidad de almacenamiento, como ser un horizonte petrocálcico (Figura 6), pero también en ciertos casos el manejo puede ser una causa importante (generando densificaciones, compactaciones).Al mejorar la estructuración de un suelo desestructurado aumenta relativamente la macroporosidad y/o la mesoporosidad , esto tiene un efecto positivo en la capacidad de almacenamiento ; con un manejo inadecuado esta situación se revierte. Un suelo bien estructurado tiene más porosidad total que un suelo compactado, esto va incidir en la capacidad de almacenamiento . 8 En la figura 7 se grafican propiedades y características del suelo y se pueden apreciar las interrelaciones movimiento/ contenido de agua / retención hídrica con tamaño de poro y textura: Figura 7:Rango de potenciales y contenidos hídricos para diferentes clases texturales de suelo, diámetros de poro y su relación con los diferentes tamaños de partículas y los movimientos de agua a los que se encuentran asociados. Por lo tanto, si pensamos en el suelo desde un punto de vista productivo tenemos que pensar en propiedades y/o características asociadas con el contenido de agua en el suelo y con el movimiento de ésta dentro y /o fuera del mismo. Y en la incidencia del manejo en las mismas. LA INTERACCION FISICO-QUIMICA pH : En esta entrega introductoria se tiene en cuenta la incidencia del pH solamente en las propiedades físicas y específicamente en la capacidad de estructuración del suelo. La incidencia del pH en las propiedades físico-químicas, químicas, y biológicas serán tratadas en el punto de Fertilidad Edáfica y Degradación biológica. PH y disponibilidad de iones Ca++ / Mg++ (con acción en la floculación de las arcillas) y Na+ (con acción en la dispersión de las arcillas) : 4 5 6 7 8 9 Al+++ Fe +++ Ca++ /Mg++ Na+ Incremento de disponibilidad de estos cationes 9 Los cationes di-trivalentes (especialmente Ca++ y Al+++ ) son estrechamente adsorbidos por las partículas de arcilla y pueden neutralizar efectivamente la carga negativa de la superficie de éstas. Estos cationes pueden así formar puentes acercando y juntando las partículas de arcilla . Los iones monovalentes especialmente Na+ con radio de hidratación relativamente grande pueden causar la repulsión entre las partículas y crear una condición de dispersión. Dos cosas contribuyen a la dispersión: a) la capa de hidratación grande del Na+ que no permite a éste llegar suficientemente cerca a la arcilla para neutralizar las cargas negativas , b) la carga simple del Na+ que no es efectiva para formar un puente entre partículas de arcilla. Ante la presencia en exceso de cationes alcalinos (Na+) sorbidos a la fracción sólida del suelo , la capacidad de estructuración del suelo puede modificarse condicionando la distribución y calidad de poros de los diferentes horizontes, incidiendo en la aireación y en la distribución y disponibilidad de agua. En estas situaciones el manejo de los suelos debería verse modificado en cuanto a las labranzas, en especial factibilidad de laboreo y/o elección del tipo de implemento 10
