Laboratorio de Edafología “Textura en el suelo”
Grupo D Integrantes:
Cano Rodríguez, Bruno
Mori Seminario, Carlos
Prado Alvarado, Jimena
Rodríguez Diez, Alejandro
2013-I
INTRODUCCIÓN. En el presente informe, titulado “Textura del Suelo” se exponen la lista de materiales, el
procedimiento seguido, los resultados y la discusión a la que concluimos habiendo realizado dicha práctica de laboratorio el día Viernes 19 de Abril del 2013. El suelo es un sistema muy complejo, abierto, dinámico, constituido por tres fases; sólida, líquida y gaseosa. Dichas fases establecen relaciones físicas y químicas, afectadas no solos por sus respectivas propiedades, sino también por la temperatura, la presión y la luz. La fase sólida está formada por los componentes inorgánicos y los componentes orgánicos, que dejan un espacio de huecos (poros, cámaras, galerías, grietas y otros) en el que se hallan las fases líquida y gaseosa. El volumen de huecos está parcialmente ocupado por agua, como componente principal de la fase líquida, que puede llevar iones y sustancias en solución o en suspensión; por aire, que constituye la fase gaseosa o atmósfera del suelo y por las raíces y organismos que viven en el suelo. Por ser el suelo un sistema abierto, la fase sólida mineral no puede llegar a un estado estable, si bien en muchos aspectos los cambios tienen lugar de forma tan extremadamente lenta, que ciertas características pueden considerarse constantes a efectos prácticos. Motivos por el cual es muy importante el estudio de la textura del suelo, para determinarla y conocerla; ya que es una propiedad fundamental que no puede ser modificada a corto plazo. Además esta propiedad influye en otras de suma importancia, como la densidad aparente, la porosidad, la aireación, entre otras. Las interacciones entre las fases sólida y líquida adquieren especial relevancia al existir en la fase sólida partículas cargadas eléctricamente y de elevada superficie específica. Los procesos de adsorción e intercambio iónico son fundamentales para la actuación del suelo como depurador natural, para la vida del suelo y en concreto para la nutrición de plantas. Las fases líquida y gaseosa se hallan en cambio constante, tanto en cantidad como en composición. La lluvia, el riego y las filtraciones incorporan agua al sistema, la evapotranspiración constituye la principal salida en condiciones en las que no haya pérdidas por percolación. El aporte de agua diluye el contenido iónico de la fase líquida y la evapotranspiración concentra la solución del suelo. La presencia de sales soluble en el agua del suelo puede llegar a ser perjudicial para las plantas, al impedir que estas puedan absorber agua a por efecto tóxico de algún ión. La fase gaseosa tiene un composición semejante a la del aire (78,1% N2 y 20,9% de O2 más CO2). Las proporciones relativas varían a los largo del tiempo, según las condiciones existentes del suelo. La concentración de anhídrido carbónico es función de la actividad de los microorganismos que actúan en la mineralización de la materia orgánica. Este desprendimiento de CO 2 hace que su concentración sea siempre más alta que en l atmósfera exterior. La respiración de las raíces y microorganismos aumenta considerablemente la concentración de anhídrido carbónico, al tiempo que disminuye la del oxígeno. Esto hace necesario que haya una renovación constante, con entrada de aire para lograr un suministro adecuado de oxígeno para la vida en el suelo en condiciones aeróbicas.
Los suelos con capa freática tiene los huecos llenos de agua y su fase gaseosa es escasa. Si el agua no circula, no habrá renovación y el oxígeno llegará a escasear. Los horizontes que estén debajo del nivel de una capa freática no circulante adquirirán condiciones reductoras, características por un predominio de microorganismos anaeróbicos, por procesos redox y asfixia radicular. En relación al vapor de agua, los huecos del suelo tienen una atmósfera con una humedad relativa a saturación, siempre y cuando haya agua disponible para las plantas. Los microorganismos aerobios, cuyo hábitat corresponde a los huecos del suelo, encuentran así unas condiciones adecuadas para su actividad. La habilidad del suelo para producir cultivos depende de la adecuada relación de sólidos, aire y agua lo que hace posible que las plantas usen los nutrientes eficientemente. Por consiguiente, es necesario comprender los principios y fundamentos físicos del suelo que afectan el crecimiento de las plantas; tales como, la proporción y agregación de las partículas individuales, la resistencia a la penetración de las raíces, el poder de soportabilidad y rigidez. La capacidad para almacenar agua, la pegajosidad, plasticidad, el color y la temperatura, condicionan el manejo de la labranza, el riego, drenaje, fertilización y conservación de suelos. Los distintos horizontes de un suelo pueden estar formados por fragmentos de roca de más de un metro de diámetro, hasta partículas con diámetros menores de un micrómetro; el material mayor de 2mm de diámetro se denomina fragmento rocoso y el material de diámetro menor a 2mm de diámetro se denomina fracción de tierra fina, cuyos componentes son arena, limo y arcilla. La textura es la proporción relativa por peso de las diversas clases de partículas que constituyen la fracción de tierra fina. Un sinónimo de la textura es la granulometría, que se define como la expresión sintética de las características de cada horizonte que dependen de la proporción de los distintos tamaños de partículas. La granulometría es una de las características más estables y puede constituir una determinación básica de cada horizonte de un suelo. Una vez que se dispone de esta información para una parcela determinada o para una unidad de suelos, será preciso repetir el análisis al cabo del tiempo. Si existe el mapa detallado de suelos de la zona, bastará con consultarlo, lo que evitará realizar este análisis siempre laborioso y por ello de coste elevado. El interés en conocer la granulometría reside en que permite inferir otras propiedades y características directamente relacionadas con el uso y comportamiento del suelo:
Capacidad de retención de agua disponible para plantas (CRAD) y de suministración.
Facilidad para la circulación de agua.
Facilidad para laboreo.
Riesgo de formación de sellado y de costra superficial: deficiente velocidad de entrada de agua en el suelo y mala nascencia.
Riesgo de erosión hídrica.
Riesgo de erosión eólica.
Capacidad para almacenar nutrientes.
Capacidad para admitir aguas residuales, purines y otros residuos líquidos.
Orden de magnitud de la superficie específica.
Los tamaños límites de las fracciones del suelo han sido estudiados por varios organismos nacionales e internacionales: El USDA es el sistema desarrollado por el Departamento de Agricultura De los Estados Unidos de América y ha sido adoptado por el Perú ya la mayoría de los países latinoamericanos. El sistema Internacional fue propuesto por Atterberg y es aceptado por la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo y el sistema Europeo es usado en varios países europeos. Dichos tres sistemas coinciden en la subdivisión de tres fracciones: arena, limo y arcilla; el tamaño de las partículas se expresa en mm de diámetro; pero los granos son irregulares en forma, no obstante se asume forma esfe roidal.
(ZAVALETA GARCIA, Amaro. 1992. Edafología, El Suelo en Relación con la Producción. Primera Edición. Lima, Editado por la UNALM, pág. 63) Las propiedades de las partículas individuales que varía según el tamaño de la fracción son el área superficial, la forma y el volumen. El área superficial es la proporción de superficie por unidad de volumen de las partículas es probablemente la característica más importante porque la mayoría de reacciones física y químicas se realizan en la superficie y por consiguiente, la cantidad de esas reacciones es aproximadamente proporcional a la superficie específica. El área superficial también influye en la retentividad del agua y de nutrientes del suelo para su uso por las plantas. Las partículas son irregulares en forma; y en relación con su tamaño, determinan la geometría de los espacios porosos en el suelo. La forma de las partículas también determinan las propiedades de cohesión y adhesión del suelo, porque la forma afecta la extensión de contacto entre las
superficies. El sílice y los silicatos forman la mayor parte de los componentes minerales del suelo. Las partículas más grandes generalmente tienen más alto contenido en sílice. Las partículas de cuarzo son muy resistentes a la meteorización y en muchos suelos, constituyen el mayor componente de la arena. Las partículas más finas contienen más K, Ca y K; feldespatos y micas contienen elementos esenciales para las plantas y pueden también presentarse en las arenas; pero el limo presenta mayor área superficial por gramo; por lo tanto, la meteorización s más intensa que en la arena y origina suelos más fértiles. Las partículas individuales de la arena son suficientemente grandes observables al ojo. Cuando el volumen se ruedan entre los dedos, se sienten individualmente y su aspereza al tacto. Debido a su gran tamaño e irregular superficie, el contacto entre partículas de arena con otras, es muy limitado; por consiguiente, no es pegajosa ni plástica y si es moldeada en húmedo y se seca después, bajo una débil presión, se deshace y no forma agregados estables en el suelo. Los poros formados entre partículas vecinas son grandes, por lo que es alta su permeabilidad para el agua y el aire. El limo, por su tamaño, las partículas individuales son observables al microscopio petrográfico. En volumen, cuando húmedo es un poco cohesivo y adhesivo y presenta muy limitada plasticidad y pegajosidad y es fácilmente moldeable, pero cuando se seca se deshace fácilmente y cuando no es frotada entre los dedos se siente suave y al tacto de la sensación de harina, talco o polvo de tiza. El limo llena la más alta capacidad retentiva de agua disponible, debido a su combinación única de área superficial y tamaño de poros. Las partículas de arcillas son tan pequeñas que solamente pueden ser observadas al microscopio electrónico. En volumen, si se humedece es plástica y pegajosa; y cuando se seca, los terrones o peds formados son muy duros. El grado de tales características está en relación con la clase de arcilla. El análisis textural de los suelos se determina por procedimientos de laboratorio conocidos como análisis mecánico o del tamaño de partículas. Fundamentalmente se trata de determinar la distribución porcentual de las partículas individualizadas, de las fracciones, arena, limo y arcilla. El método de la pipeta y del hidrómetro, tiene aceptación; el primero para trabajos exactos y el segundo es más rápido y aún suficientemente exacto para la mayoría de propósitos. El uso del método del hidrómetro o de Bouyucos se basa en la sedimentación continua de la suspensión a través del tiempo. En cualquier momento la densidad de la suspensión es más baja cerca de la superficie y se incrementa hacia e l fondo. Usando dicho hidrómetro especial se realizan dos lecturas en la suspensión; la primera a los 40 segundos, que determina los gramos de limo y arcillas que permanecen en suspensión, ya que la arena (2.00 a 0.05 mm) ha sedimentado. Del peso inicial de la muestra se sustrae la lectura inicial realizada a los 40 segundos y da los gramos de arena. La lectura a las 2 horas determina los gramos de arcilla que sigue suspendidos (bajo 0.002 mm) en la muestra y el limo (0.05 a 0.002 mm) se calcula por diferencia: 100% - (%arena + %arcilla).
Los suelos son siempre el resultado de una mezcla de sus fracciones. Las clases texturales se basan en las diferentes combinaciones de arena, limo y arcillas, por ende, estas combinaciones son casi infinitas. No obstante, se han fijado solos doce clases texturales básicas; que se enumeran en orden de incremento de la fracc ión fina.
(http://edafologia.ugr.es/programas_suelos/practclas/taxoil/comun/texturas.htm) Teniendo en cuenta la información mencionada anteriormente, los objetivos planteados en la práctica realizada en laboratorio son: el poder determinar el porcentaje de las fracciones de arena, limo y arcilla, mediante el método del hidrómetro y la clase textural, con ayuda del triángulo textural, de la muestra de suelo asignada y reconocer las clases texturales mediante el método del tacto. Como se podrá constatar, dichos objetivos son alcanzados en el desarrollo del presente informe.
MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS. Materiales: -Muestra de suelo pasado por tamiz 2mm (TFSA)
-Probeta de Bouyoucos.
-Hidrómetro ASTM-152 H.0-60g/L.
-Agitador eléctrico con vaso de dispersión.
-Agua destilada.
-Solución de Calgón (Hexanometanofosfato de sodio al 10%). -Agitador de madera.
Procedimiento: 1.-Tomar 50 g de muestra de suelo 2.-Colocar la muestra en el vaso de dispersión el cual contienes en un tercio de su contenido agua, y Hexanometanofosfato de sodio al 10% que ayudara a separar químicamente a partículas de agregados.
3.-Agitar 5 minutos en el agitador eléctrico.
4.-Trasvasar a la probeta de Bouyoucos, lavando el suelo remanente que queda dentro del vaso de dispersión con ayuda de una pizeta con agua destilada.
5.- Enrasar con el hidrómetro dentro de la probeta de Bouyoucos, hasta la marca de 1130ml.
6.-Retirar el hidrómetro. Mezclar la suspensión utilizando un agitador de madera, de tal modo que todo el sedimento desaparezca de la base de la probeta.
7.-Introducir cuidadosamente el hidrómetro dentro de la suspensión, y leer exactamente a los 40 segundos después de detenida la agitación a la altura del menisco en la varilla de hidrómetro. Esta será la primera lectura realizada, la que determina la cantidad de arcilla mas limo.
8.-Medir la temperatura de la suspensión y anotarla. Se recomienda repetir el paso anterior hasta estar seguro de la lectura a los 40 segundos.
9.-Introducir nuevamente el hidrómetro después de 2 horas de realizada la primera medición.
Se ha calibrado el hidrómetro a una temperatura de 68°F para calcular los gramos de solido suspendidos por litro de suspensión, suponiendo una densidad de partícula de 2.65g/cm3 y que el medio de la suspensión sea agua pura. La temperatura de calibración del hidrómetro está registrada en la escala interior del hidrómetro.
La lectura a los 40 segundos es una medida de la cantidad de limo mas arcilla en suspensión .La lectura a las 2 horas se supone como la medida de la cantidad de ar cilla. En los cálculos se debe corregir la lectura que registra el hidrómetro, por efecto de diferencia de temperatura de calibración de hidrómetro y el de la suspensión. Si la temperatura de la suspensión es mayor que la temperatura de calibración del hidrómetro, añadir el factor de corrección al valor registrado en las lecturas. Si la temperatura es menor que la temperatura de calibración del hidrómetro, restar el factor de corrección al valor determinado en las lecturas.
RESULTADOS.
A los 40’’ se realiza la lectura de la densidad con el hidrómetro de Bouyoucos y la
temperatura de suspensión, ambos datos para determinar la cantidad de limo y arcilla. DAr+L = 26 g/L ; T = 25 °C
Por cada °C de variación existe un factor de corrección de 0.2 g/L. Si la temperatura de la suspensión es mayor que la temperatura de calibración del hidrómetro (68 °F), se añade el valor de corrección al valor registr ado en las lecturas. 25 °C = 77 °F 77 °F – 68 °F = 9 °F (0.2 g/L)x(9) = 1.8 g/L 26 g/L + 1.8 g/L = 27.8 g/L
El último resultado obtenido indica que en 50 g se encuentran 27.8 g de arcilla y limo, por lo que el resto, 22.2 g, es arena. Estos datos también se pueden presentar en términos de porcentajes. 27.8 g 50 g de solución 55.6 g 100 g de solución Se obtiene 55.6% de arcilla y limo, 44.4% de arena.
Después de 1 hora y 40 minutos en la cual la solución ha estado en reposo, se procede a introducir de nuevo el hidrómetro de Bouyoucos. DAr+L = 14 g/L ; T = 26.5 °C
Se procede a realizar la medición de la cantidad de arcilla. 26.5 °C = 79.7 °F 79.7 °F – 68 °F = 11.7 °F (0.2 g/L)x(11.7) = 2.34 g/L 14 g/L + 2.34 g/L = 16.34 g/L
El último resultado obtenido indica que en 50 g se encuentran 16.34 g de arcilla, por lo que el resto, 11.46 g, es limo. Estos datos también se pueden presentar en términos de porcentajes. 16.34 g 50 g de solución 32.68 g 100 g de solución Se obtiene 32.68% de arcilla, 22.92% de limo.
Los resultados finales indican que en la muestra se encontró 44.4% de arena, 22.92% de limo y 32.68% de arcilla. Teniendo en cuenta el triángulo textural podemos determinar que la muestra provenía de un suelo franco arcilloso.
N° de clase
Separatas del suelo
f i
fri
pi
1
Arena (Ao)
22.2
0.444
44.40%
2
Limo (L)
11.46
0.2292
22.92%
3
Arcilla (Ar)
16.34
0.3268
32.68%
50
1
100.00%
Separatas del suelo 50 %40 e j a t 30 n e 20 c r o 10 P
0 Separatas del suelo Ao
44.4
L
22.92
Ar
32.68
DISCUSIÓN. En esta práctica aprendimos a obtener textura. Es necesario comprender los principios y fundamentos físicos del suelo, la textura es la propiedad física fundamental del suelo por eso es importantísimo que hayamos aprendido esto. Para hallar la textura usamos el método de Bouyoucos y nuestra muestra de suelo era del tipo franco arcilloso. El proceso de batido es muy importante para que las moléculas se separen, se tiene que tener cuidado al momento de pasar la solución del vaso a la probeta ya que se puede quedar parte de la muestra en el vaso y eso haría que los cálculos sean erróneos ya que estarías trabajando con menos muestra de la que realmente hay en solución. Para que funcionase el método la muestra solo debería haber contenido las partículas más pequeñas que son la arena, limo y arcilla, lo que ocurrió en la práctica fue que la arena en menos de cuarenta segundos bajo totalmente, la podíamos ver en el fondo a simple vista así que si nos demorábamos más de un minuto en medir con el hidrómetro algunas partículas de limo iban a haber bajado ya y el porcentaje que hubiésemos hallado hubiera estado mal. En esa primera medición lo que hicimos fue hallar el limo y la arcilla con su respectiva temperatura para realizar cálculos. Otro punto importante es la temperatura que influyo en los cálculos, al final de la practica nos dimos cuenta que la temperatura varió por eso teníamos que volver a medir con el termómetro al momento que íbamos a medir el porcentaje de arcilla en solución.
Para finalizar, este proceso no es complicado sin embargo hay que tener bastante cuidado, pero ser rápidos y eficaces, por nuestra experiencia sería imposible que una sola persona hubiese realizado todos los procedimientos sin haberse equivocado.
Bibliografia:
ZAVALETA GARCIA, Amaro
1992 Edafología, El Suelo en Relación con la Producción. Primera Edición Lima, Editado por la UNALM, 223pp.
PORTA, Jaime y otros 2003
Edafología, para la agricultura y el medio ambiente. 3era Edición Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 91-98 pp
