PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO
ELABORACIÓN: Ing. Cecilia Cermeño Castromonte
PROPIEDADES FÍSICAS •
TEXTURA DEL SUELO
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ESTRUCTURA DEL SUELO
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DENSIDAD DEL SUELO - DENSIDAD DENSIDAD REAL DE LOS SUELOS
- DENSIDAD APARENTE APARENTE DE LOS SUELOS •
POROSIDAD DEL SUELO
•
GRADO DE AIREACIÓN 2
SUELO = MO + GRAVA/ PIEDRAS + ARENA + LIMO + ARCILLA
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1. TEXTURA DEL SUELO •
COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA DEL SUELO.
•
PROPORCIÓN EN % DE LAS FRACCIONES ARENA, LIMO Y ARCILLA QUE CONSTITUYEN EL SUELO.
TEXTURA DEL SUELO = CONJUNTO DE UNIDAD ELEMENTAL MECÁNICA (UEM) > 2 MM ESQUELETO DEL SUELO UEM
< 2 MM TIERRA FINA
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ESQUELETO DEL SUELO •
0.2 – 2 CM GRAVILLA
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2 – 5 CM GRAVA
•
5 – 50 CM GUIJARROS O CANTOS RODADOS
•
> 50 CM BLOQUES DE ROCAS
INFLUYEN EN LA INFILTRACIÓN, ALMACENAMIENTO DE LA HUMEDAD, EL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL, LA EROSIÓN, CRECIMIENTO RADICULAR 5
PARTÍCULAS (TIERRA FINA) GRAVA
SE ORIGINA DEL PROCESO DE METEORIZACIÓN
MISMAS CONSTITUCIÓN ROCA MADRE
SU FORMA VARIA MEDIO (AIRE, AGUA, HIELO …) + INTENSIDAD + DISTANCIA ARENA (CUARZO Y FELDESPATOS ÁCIDOS …..)
ORIGEN DESINTEGRACIÓN FÍSICA, POR LO TANTO MISMA COMPOSICIÓN MINERALÓGICA QUE EL MATERIAL PARENTAL, AUNQUE SE LE PUEDEN SUMAR ALGUNOS MINERALES SECUNDARIOS. LIMO (MUSCOVITA , MICAS CALCIFICADAS SECUNDARIAS …)
MINERALÓGICAMENTE SIMILAR A LAS ARENAS PERO CON MENOR TAMAÑO POR LO TANTO MAYOR SUPERFICIE ESPECIFICA QUE LA ARENA ATRIBUTOS FÍSICO QUÍMICOS SEMEJANTES A LOS DE LAS ARCILLAS. ARCILLAS (ALUMINOSILICATOS LAMINARES …)
FORMA + TAMAÑO ELEVADA SUPERFICIE POR UNIDAD DE MASA
ALTA ACTIVIDAD
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IMPORTANCIA DE LA TIERRA FINA
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POR SU ALTA INFLUENCIA EN LAS PROPIEDADES FÍSICO QUÍMICAS DEL SUELO
PRINCIPALMENTE LAS PROPIEDADES FÍSICO HÍDRICAS.
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¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS PARTÍCULAS QUE HACEN QUE VARÍEN LAS PROPIEDADES DE LOS SUELOS? •
•
ÁREA SUPERFICIAL MAYORÍA DE RX FÍSICO QUÍMICAS SE PRODUCEN EN LA SUPERFICIE DE LAS PARTÍCULAS INFLUYE TAMBIÉN EN LA RETENCIÓN DE AGUA Y NUTRIENTES POR EL SUELO. POROSIDAD
CLASE TEXTURAL
La textura se puede representar gráficamente mediante el diagrama textura. Un diagrama textural es un gráfico en forma de triángulo equilátero sobre cada uno de cuyos lados se representa el porcentaje de arena, limo y arcilla. De este modo es posible relacionar gráficamente diversas muestras de suelo. Las partículas agrupadas en cada clase textural poseen características agronómicas semejantes. Desde un punto de vista práctico, los suelos pueden agruparse en tres tipos distintos, según la clase textural predominante: 1) Suelos pesados (arcillosos). 2) Suelos medios. 3) Suelos ligeros (arenosos). 8
Por otro lado, los suelos que poseen una composición equilibrada de arena, limo y arcilla se conocen como suelos francos (una composición
¿CÓMO SE DETERMINA LA TEXTURA DE UN SUELO?
A TRAVÉS DE MÉTODOS DIRECTOS E INDIRECTOS, ENTRE LOS CUALES EL MÁS UTILIZADO ES: Método de Bouyoucos indirecto porque se determina la textura según la densidad de la suspensión de la muestra Método de diámetro efectivo …. 100% = Arcilla % + Limo % + Arena%
Luego se usa el triangulo textural •
EJEMPLO:
50 % ARCILLA – 20 % DE LIMO – 30% ARENA
35 %ARCILLA – 30% DE LIMO – 35% ARENA
OJO LOS SUELOS SON UNA MEZCLA DE FRACCIONES (12 CLASES TEXTURALES BÁSICAS)
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PROPIEDADES SEGÚN SU CLASE TEXTURAL
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Meteorización física
Meteorización Química
SUELO = MO + GRAVA/ PIEDRAS + ARENA + LIMO + ARCILLA Esqueleto del suelo
Atributos de Arcilla
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ADICIONAL •
LA TEXTURA CONDICIONA LA ERODIBILIDAD DEL SUELO.
LAS PARTÍCULAS DE ARENA SON ARRASTRADAS POR EL VIENTO Y AGUA, LAS ARENAS FINAS SON MUY EROSIONABLES. LAS ARCILLAS SE UNEN ENTRE SÍ Y SE PROTEGEN, LOS LIMOS NO SE UNEN Y SE EROSIONAN MÁS FÁCILMENTE.
•
EL COMPORTAMIENTO DE CADA FRACCIÓN ES DISTINTO EN CUANTO A SU PODER DE AMORTIGUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DEL SUELO.
LAS ARENAS SON MUY INERTES MIENTRAS QUE LAS ARCILLAS TIENEN UN ALTO PODER DE AMORTIGUACIÓN , PUEDEN FIJAR Y TRANSFORMAR A LOS CONTAMINANTES Y PRESENTA POR TANTO UNA ALTA CAPACIDAD DE AUTODEPURACIÓN. 12
2. ESTRUCTURA DEL SUELO •
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LAS UNIDADES SECUNDARIAS QUE SE FORMAN DE LA UNIÓN DE LAS PARTÍCULAS PRIMARIAS O INDIVIDUALES DEL SUELO, SE DENOMINA AGREGADOS O PEDS. ES EL GRADO DE ARREGLO Y DE ORGANIZACIÓN DE LAS PARTÍCULAS EN AGREGADOS. ENTONCES ES EL CONJUNTO DE AGREGADOS EN QUE SE DISGREGA EL SUELO O LA FORMA Y TAMAÑO DE LOS AGREGADOS EN QUE SE FUSIONAN LAS PARTÍCULAS DEL SUELO.
COMPONENTES CONDICIONANTES DE LA ESTRUCTURA
- TEXTURA - MATERIA ORGÁNICA COLOIDES FUNCIONA COMO CEMENTANTE - SESQUIÓXIDOS DE FE/ AL ESTABLES ANTE LA ACCIÓN DEL AGUA - SALES SOLUBLES ++ FLOCULACIÓN DE LOS COLOIDES - CATIONES INTERCAMBIABLES CA/ MG (FLOCULANTES), NA (DEFLOCULANTE) - MICROORGANISMOS Y PLANTAS
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IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA •
INFLUYE EN LA AIREACIÓN Y EN LA PERMEABILIDAD.
La dureza (estabilidad) de los conglomerados depende de su estructura
Ideal para los cultivos granular media a gruesa (0.25-10mm) con agregados grandes fácilmente desmoronables. 14
¿QUÉ FUERZAS INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DE LOS AGREGADOS? FUERZAS INTERMOLECULARES + F . CAPILARES + F. QUÍMICAS F. Capilares: Humedecimiento película alrededor de la partícula Menisco (F de tracción + F Tensión capilar) F. Intermoleculares: actúa a cor tas distancias cuando las partículas. Ayudan a formar flóculos.
F. Químicas: cementantes agregados
estabilización de los
- Elementos ferruginosos o de aluminio - Bicarbonato de calcio y magnesio - Fosfato de calcio 15
¿QUÉ FUERZAS INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DE LOS AGREGADOS? LA MATERIA ORGÁNICA ES MUY IMPORTANTE EN LA ESTABILIDAD DE LOS AGREGADOS
REDUCE EL HINCHAMIENTO DE LOS COLOIDES AL FORMAR COMPLEJOS HÚMICOS
ES HIDROFABA
ES DINÁMICA
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IMPORTANCIA •
RELACIÓN DIRECTA CON LA AIREACIÓN DEL SUELO, CON LA VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN Y DE ESCURRIMIENTO DEL AGUA.
•
FACILIDAD DE PENETRACIÓN DE LAS RAÍCES
•
DENSIDAD, POROSIDAD, RETENCIÓN DE H° A CC,
•
RÉGIMEN TÉRMICO, PORQUE UN SUELO BIEN AIREADO MENOR CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
•
ADICIONALMENTE LA ESTRUCTURA AYUDA EN LA CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA DE LOS SUELOS.
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TIPOS DE ESTRUCTURA CÚBICA: BLOQUES ANGULARES Y SUBANGULARES GRANULAR
PRISMATICA COLUMNAR PRISMÁTICA
LAMINAR
La lectura: estructura (forma y ordenamiento) – tamaño (fina, media, gruesa …) – estabilidad (Ligera, media, fuerte) Ejem: Estructura granular, media, fuerte
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3. DENSIDAD DE LOS SUELOS 3.1 DENSIDAD REAL ES EL PESO DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS ABSOLUTAMENTE SECAS COMPARADO CON EL VOLUMEN IGUAL DE AGUA. UNIDADES: G/cm3, T/M3 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DR: COMPOSICIÓN MINERALÓGICA + M.O. DR PROMEDIO (PRIMERO 30 cm) DE 2,5 A 2,7 gr/cm 3 => 2,65 gr/cm3 > PROFUNDIDAD > DR POR LO TANTO LA DR DA INFORMACIÓN DEL CONTENIDO MINERALÓGICO Y DE LA PRESENCIA DE M.O.
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¿CÓMO SE DETERMINA LA DR? •
MÉTODO DEL PICNÓMETRO
SE BASA EN DETERMINAR LA MASA Y EL VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO A TRAVÉS DE UN FRASCO (PICNÓMETRO) DE VOLUMEN CONOCIDO. DR = PSECO / V = GR/ CM3 DR: DENSIDAD REAL PSECO: PESO DEL SUELO SECO EN GR V: VOLUMEN DEL SUELO EN CM3 20
3.2 DENSIDAD APARENTE RELACIÓN ENTRE EL PESO DEL SUELO SECO (105°C) CON ESTRUCTURA INALTERADA (ES DECIR CON POROS, UN “TERRÓN”) UNIDADES: g/cm3, t/m3 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DR: TEXTURA + ESTRUCTURA + M.O > PROFUNDIDAD > DA < M.O. > COMPACTACIÓN < PERMEABILIDAD Y CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE H° INDICA LA COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS DA PROMEDIO = 0,8 – 1, 7 gr/cm3 INFLUYE: POROSIDAD LAS PLANTAS
RÉGIMEN TÉRMICO E HÍDRICO + PRODUCTIVIDAD DE
RECOMENDABLE: DA BAJA, BUENA PERMEABILIDAD, BUEN CRECIMIENTO RADICULAR Y SI EL SUELO TIENE SUFICIENTES NUTRIENTES BUENA PRODUCCIÓN
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¿CÓMO SE DETERMINA LA DA? •
•
EXISTEN VARIOS MÉTODOS,: CILÍNDRICO, RADÍOMÉTRICOS, TERRÓN PARAFINADO … LA FORMULA PARA SU DETERMINACIÓN ES: DA = P/ V P= PESO DEL SUELO SECO CON ESTRUCTURA INALTERADA V=VOLUMEN QUE OCUPA EL SUELO
•
LA INFLUENCIA MAS RELEVANTE DE LA DA ES SOBRE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS
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IMPORTANTE UN AUMENTO EN EL VALOR DE LA DENSIDAD APARENTE SE DEBE A LA DISMINUCIÓN DEL ESPACIO POROSO. DE MANERA INDIRECTA, UN INCREMENTO DE LA DENSIDAD APARENTE PUEDE OCASIONAR UNA MAYOR CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y UNA MENOR FACILIDAD DE PENETRACIÓN DE LAS RAÍCES EN EL SUELO. LA DENSIDAD APARENTE DEL SUELO PUEDE DISMINUIR POR DIVERSAS CAUSAS:
•
1. POR UNA REDUCCIÓN EN EL CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO.
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2. POR LA DEGRADACIÓN DE LA ESTRUCTURA.
•
3. POR APLICACIÓN DE UNA FUERZA QUE REDUZCA EL ESPACIO POROSO. NORMALMENTE, LA UTILIZACIÓN DE MAQUINARIA PESADA EN LAS LABORES DE CAMPO PUEDE ORIGINAR LO QUE SE CONOCE COMO SUELA DE LABOR, UNA CAPA COMPACTADA EN PROFUNDIDAD QUE INTERRUMPE EL PASO DE FLUIDOS Y QUE SE COMPORTA COMO UNA BARRERA IMPENETRABLE PARA LAS RAÍCES. 23
4. POROSIDAD DEL SUELO ES EL ESPACIO OCUPADO POR EL AGUA, AIRE, LAS RAÍCES DE LAS PLANTAS Y LOS MICROORGANISMOS. EL % DE ESPACIO POROSO QUE HAY EN EL SUELO SE PUEDE CALCULAR A PARTIR DELA DA Y LA DR (MISMAS UNIDADES DE MEDIDA), CON LA SIGUIENTE FORMULA:
EJEM: CALCULAR LA POROSIDAD DE UN SUELO DA=1,3 GR/CM 3 DR=2,6 CALCULAR DA = 0.8 GR/CM3 Y DR = 2.5 GR/CM3
CONDICIONADA:
ESTRUCTURA DEL SUELO: DEPENDE DEL ACOMODO/ ORDENAMIENTO DE LAS PARTÍCULAS. TEXTURA: LOS SUELOS CON TEXTURAS GRUESAS, EN GENERAL, TIENE UN PORCENTAJE MENOR (35 – 40%) QUE LOS SUELOS DE TEXTURAS FINAS (40 – 60%); MIENTRAS QUE LOS ORGÁNICOS TIENE UNA POROSIDAD TOTAL SUPERIOR A AMBOS. >
M.O. > POROSIDAD 24
PROFUNDIDAD: DISMINUYE CON LA PROFUNDIDAD
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•
CLASIFICACIÓN
% de Porosidad
Categoría
Magni tud %
Tamaño
Denominación
Actividad
Contenido
Categoría
Diametro (µ)
Baja
< 40
Macroporos (No capilares)
Aire
Activos
> 100
Media
40 – 50
Microporos (Capilares)
Agua
Inactivos
< 100
Alta
51 – 60
Muy Alta
> 60
Como regla general los suelos bajo sistemas de producción agrícola intensiva tiende a compactarse y al reducir su porosidad pierden parte de su potencial de producción. 26
5. GRADO DE AIREACIÓN % DE POROS RELLENADOS CON AIRE EN UN MOMENTO DADO´, ES DINÁMICA. DETERMINA: POROSIDAD TOTAL – V. OCUPADO POR EL AGUA, AL MOMENTO DE LA EVALUACIÓN. FÓRMULA: %A = %P- % A %A = DA X H A: GRADO DE AIREACIÓN
P: POROSIDAD TOTAL % A: % DE POROS RELLENADOS CON AGUA H: HUMEDAD DEL SUELO EN %
DONDE HAYA MACROPOROSIDAD SIEMPRE HABRÁ BUENA AIREACIÓN. CONDICIONADO: ESTRUCTURA, TIPO DE POROSIDAD, M.O. Y H° DEL SUELO.
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BIBLIOGRAFÍA •
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A. JORDÁN LÓPEZ. (2006). MANUAL DE EDAFOLOGÍA. SEVILLA ESPAÑA: UNIVERSIDAD DE SEVILLA. J. BARRETO (2002). EDAFOLOGÍA GENERAL. HUARAZ. UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO M. CASANOVA, ET AL. (2004). EDAFOLOGÍA - GUÍA DE CLASES DE PRÁCTICAS. SANTIAGO: UNIVERSIDAD DE CHILE.
R. JIMENEZ. (2000). FÍSICA DEL SUELO. TUCUMÁN: UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN.
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