La disolución del suelo

LA DISOLUCIÓN DEL SUELO

LA DISOLUCIÓN DEL SUELO Fase líquida+ solutos Libres Complejados

LA DISOLUCIÓN DEL SUELO
A sociados a agua:
enlazada a los coloides del suelo,
libre percolando entre los macroporos del suelo
en el espacio libre entre las raíces de las plantas
inmóvil en los microporos

La disolución del suelo El suelo es un continuo de fases que presentan interfases indistinguibles a nivel molecular.

La disolución del suelo H ay una diferencia notable entre lo que la disolución del suelo es en realidad (la fase acuosa del suelo y sus solutos) y lo que se denomina disolución del suelo en la práctica, es decir aquello que podemos medir

Toma por las plantas Atmósfera del suelo Materia orgánica y microorganismos Transporte de solutos, lixiviación y escorrentía Sorción Fases sólidas y minerales Disolución del suelo libre  complejado I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Herbívoros Volatilización

Espacio de Poros

Espacio de Poros El volumen de las fases líquida y gaseosa, o el de esta última si el suelo está seco

Fondo de saco Poro aislado Raíz Agregado Poros interconectados Mucílago Raíz Tipos de poros del suelo

El agua del suelo

Medida de la humedad del suelo A través de satélites

Medida de la humedad del suelo En el laboratorio D isminución de masa de suelo desecado en estufa a 105ºC  p = masa de agua (kg)/masa de suelo seco (kg)  v = volumen de agua (m 3 )/volumen total de suelo m 3  v =  p x  a

Fuerzas de adhesión y cohesión Formación del menisco Acción capilar

agua retenida por fuerzas de adhesión agua retenida por fuerzas de adhesión y cohesión

EL AGUA EN EL SUELO Definiciones  agua gravitacional : Agua contenida en un suelo saturado y que drena por gravedad en unos días

EL AGUA EN EL SUELO Definiciones  capacidad de campo : contenido de humedad de un suelo, después de drenar libremente. 1/3 de atmósfera en suelos francos 0,1 atmósferas en suelos arenosos 0,5 en suelos arcillosos

EL AGUA EN EL SUELO Definiciones  punto de marchitamiento permanente (PMP) : contenido hídrico de un suelo, en el que las hojas marchitas no pueden ya recuperarse, colocadas en una atmósfera saturada de humedad, a menos que se añada agua al suelo 15 atm, para suelos francos 10 atm en suelos arenosos 20 atm en suelos arcillosos

saturado de humedad capacidad de campo punto de marchitamiento permanente seco a 105ºC SUELO

Volumen ocupado por las tres fases del suelo a los puntos característicos del sistema agua-suelo Volumen de la fase sólida Volumen de poros Capacidad hídrica máxima Capacidad de campo Punto de marchitamiento 100 g 35 mL 100 g 25 mL Aire 100 g 15 mL Aire 100 g 10 mL Aire Coeficiente higroscópico sólido agua

Energía del agua del suelo

Presión Succión Suelo Esquema de la posibilidad de eliminar agua del suelo

En el estado energético del agua del suelo influye:
Contenido de agua
Fuerzas actuantes:
Derivadas del campo gravitatorio: posición
Derivadas de la matriz (atracción por los componentes del suelo)
Derivadas de los iones en disolución
Externas: gases, capa freática

El estado energético y el movimiento del agua en el suelo vienen determinados por su energía potencial en cada punto

Para simplificar, se utiliza el término de potencial (  ) que puede expresarse como: Energía/masa J kg -1 Energía/volumen J m -3 = N m m -3 = N m -2 = Pa Energía/peso J N -1 = N m N -1 = m

El potencial del agua del suelo Definición 1: E l trabajo realizado por unidad de cantidad de agua, por el agua del suelo cuando se mueve isotérmica e irreversiblemente desde el suelo al estado de referencia.

El potencial del agua del suelo Si la energía potencial por unidad de cantidad de agua del suelo es menor que la del estado de referencia, cuando se mueva hacia el estado de referencia, ganará energía potencial gracias al trabajo realizado por el sistema ( trabajo negativo, potencial del agua del suelo negativo )

El potencial del agua del suelo Definición 2: Es la diferencia de energía potencial por unidad de cantidad de agua entre el agua del suelo y agua en un estado de referencia.

El potencial del agua del suelo L a diferencia de potencial es:  suelo -  referencia convenio de signos = que el de la definición 1.

El potencial del agua del suelo Referencia=0 Potencial=Diferencia de potencial

El estado de referencia del agua del suelo es de:
agua pura (sin componentes disueltos),
libre (de fuerzas de retención en las superficies sólidas),
a 20ºC
a una elevación específica expuesta a la presión atmosférica.
 suelo =  m +  m o +  p +  g

Factor que afecta a la energía potencial Denominación del componente Estado de referencia Signo Adsorción de agua en el suelo Potencial matricial Agua libre - Solutos disueltos Potencial osmótico Agua Pura - Elevación en un campo gravitacional Potencial gravitacional Elevación de referencia + por encima de la elevación - por debajo de la elevación Presión aplicada Potencial de presión Presión atmosférica + se aplica presión - se aplica succión

A menudo resulta adecuado utilizar la expresión logarítmica del potencial hídrico del suelo, por lo que se ha introducido el concepto de pF: pF= - log 

CURVA CARACTERÍSTICA DE HUMEDAD

Histéresis:
diferente geometría de los huecos individuales
el carácter compuesto del sistema de huecos
e l ángulo de contacto entre ambas fases,
aire atrapado en los agregados
procesos de expansión-contracción

Histéresis: P ara una determinada tensión, el contenido de agua del suelo es mayor cuando está secándose que cuan do se está humedeciendo. Cuando el suelo se seca, el orden de vaciado no es necesariamente el mismo que de llenado S iempre se trabaja con la curva de desorción que es la más fácil de obtener.

Forma de la curva de humedad
Depende:
Humectación-desecación
Velocidad de cambio
Estabilidad en el tiempo de la estructura,
F orma, tamaño y conexión de huecos
Cambios de volumen del suelo (expansión-contracción)
Condiciones en la interfase agua-aire.

Propiedades del suelo que influyen en el contenido de humedad:
Textura
Mineral de arcilla
Materia orgánica
Estructura
Perfil

Relación entre el contenido de humedad, tensión y agua disponible en dos tipos de suelos de textura diferente 0 10 20 30 40 50 60 8 6 4 2 0 suelo arcilloso suelo arenoso capacidad de campo punto de marchitamiento permanente log tensión kPa Contenido de humedad % vol agua disponible agua disponible    

Contenido de agua del suelo Diámetro máximo de poros llenos de agua (  m) Humedad relativa a 20ºC Suelo arcilloso Suelo franco Suelo arenoso 99.999 45 28 14 300 99.993 42 25 10 30 99.978 35 22 8 10 99.778 33 14 4 1 98.8 30 10 2 0.2 85.0 15 5 1 0.01

pendiente de la curva de humedad

Clase de porosidad Rango de presión, kPa Diámetro de poro equivalente  m Fenómeno dominante Micro <-30 <10 Evapotranspiració n gradiente de presion matricial para la distribución de agua. Meso -30 a -0,3 10 a 1.000 Drenaje; histéresis; fuerza conductora gravitacional para la dinámica del agua Macro >-0,3 1000 Flujo a través del perfil desde agua estancada en la superficie y/o una capa de agua elevada.

Influencia del tipo de mineral de arcilla C apacidad de expansión y sorción en las superficies internas de las partículas de arcilla. I ncide ncia en la estructura del suelo

Influencia de la materia orgánica La ma t eria orgánica es capaz de retener un peso de agua 20 veces superior al suyo propio, F undamental en la estabilidad estructural del suelo

Influencia de la estructura Los suelos bien estructurados presentan una distribución adecuada de poros de todos los tamaños

Secuencia de capas en el perfil Una capa arcillosa situada debajo de otra capa de arena retrasa la infiltración del agua, quedando retenida en la capa poco permeable durante un tiempo variable

M n+ O H H O L n- H H M n+ O H H e - H +

Al O H 2 2+ Al O Al O 4+

La disolución del suelo

by Cát. EDAFOLOGIA on May 16, 2010

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