Suel.gest.amb. Diplomatura

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Suel.gest.amb. Diplomatura

  1. 1. CONTAMINACION Y GESTION DE LOS SUELOS Ing. Agr. (MSc.) María Cristina Aruani
  2. 2. COMO NACE LA CIENCIA DEL SUELO? Impulsada por la Escuela Rusa (DOKUCHAEV, 1880) • resume las ideas maestras de la nueva ciencia • establece la doctrina de su escuela • resultó el embrión de la pedología (pedón=suelo) Ideas fundamentales de la pedología El suelo es un medio natural resultante de una formación continua La influencia del clima es predominante La pedogénesis permite distinguir las características esenciales de los suelos. CLIMA FACTOR DE FORMACIÓN DEL SUELO
  3. 3. Jenny (1941) completa la idea de Dokuchaev FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO S: ∫ C + B + MO + R + E
  4. 4. COMO INFLUYEN ESTOS FACTORES EN EL SUELO INFLUYEN A PARTIR DE NUMEROSOS Y COMPLEJOS FENÓMENOS PEDOGÉNESIS Conjunto de fenómenos que descomponen las rocas, produciendo suelos a sus expensas y provocando en ellos transformaciones y desplazamientos de sustancias
  5. 5. FÉNOMENOS DE LA PEDOGENESIS DESCOMPOSI- ACUMULACION CION DE DE SUSTANCIAS SUSTANCIAS MIGRACION DE SUSTANCIAS Arenas eólicas Compuestos orgánicos (humus), compuestos inorgánicos (arcilla), óxidos y sales
  6. 6. La formación de un suelo comprende un conjunto de procesos que transforman la roca. La Edafogénesis se caracteriza por un predominio de cambios físicos y químicos, que afectan a la roca y a sus minerales, por la acción de agentes atmosféricos y por la circulación del agua. Estas reacciones constituyen el proceso de meteorización. ROCAS METEORIZACION DISGREGACION FÍSICA
  7. 7. ALTERACIÓN QUÍMICA Feldespatos Óxidos de Micas Minerales Illita Montmorillonita Caolinita hierro y Ferro- aluminio magnesianos Minerales Primarios Minerales Secundarios
  8. 8. En forma natural: en los procesos de meteorización se liberan progresivamente los elementos contenidos en los minerales constituyentes de las rocas o materiales originarios del suelo.
  9. 9. Minerales primarios
  10. 10. Erupción del volcán Hudson y Chaitén
  11. 11. Erupción del volcán en Islandia
  12. 12. Proceso de descomposición, mineralización y humificación de los restos orgánicos
  13. 13. Relación causa efecto entre los factores y los procesos de formación del suelo Parental
  14. 14. Como se detectan estos fenómenos En función a: La morfología del suelo Y sus propiedades Físicas Químicas Físico-químicas Biológicas
  15. 15. EL SUELO ES UN CUERPO TRIDIMENSIONAL, NO ES HOMOGÉNEO, TIENE UN ORIGEN Y EVOLUCIONA CON GRAN DINÁMICA, NO ES UN SER VIVIENTE PERO CONTIENE VIDA, BACTERIAS, HONGOS Y MICROORGANISMOS
  16. 16. Es un cuerpo tridimensional que ocupa la parte más superficial de la corteza terrestre y cuyas propiedades difieren del manto rocoso subyacente como resultado de las interacciones entre los factores y procesos de formación. Es una formación que varía en el espacio y tiempo y las variaciones son de distinta magnitud algunas son diarias, anuales, estacionales o de mayor tiempo.
  17. 17. FUNCIONES DEL SUELO Constituye un reservorio de agua Interviene en los ciclos biológicos Es proveedor y generador de nutrientes Soporte físico para las comunidades vegetales y animales Medio natural que genera arcilla y humus Actúa como filtro en los procesos de contaminación. Funciona como purificador Concentra niveles tóxicos de elementos como sales
  18. 18. FASES DEL SUELO ESQUELETO: Fracción de la fase sólida que no se moviliza. Formado por detritos inorgánicos PLASMA: Fracción móvil del suelo y es capaz de reorganizarse por su traslado vertical
  19. 19. Como estudiamos el suelo Realizando una calicata para observar el perfil del suelo El perfil del suelo representa un corte vertical del terreno, que permite estudiar el suelo en su conjunto desde la superficie hasta el material originario o hasta la napa freática
  20. 20. Napa freática a 35 cm
  21. 21. MORFOLOGIA DE SUELO
  22. 22. La morfología de suelo son los atributos del suelo observables a campo dentro de los horizontes del suelo. espesor de los horizontes, clase textural, tipo, forma y consistencia de la estructura, color de la matriz y presencia o no de moteados, distribución radicular, poros, evidencia de materiales traslocados como carbonatos, hierro, manganeso, carbono, arcilla, consistencia del suelo.
  23. 23. Horizonte • Capa más o menos paralela a la superficie de la tierra, producto de la evolución del suelo a partir del material originario, con propiedades que la distinguen de los horizontes adyacentes.
  24. 24. La translocación de solutos se realiza por la acción del agua que se desplaza a través del suelo. El movimiento es vertical descendente, pero en relieves montañosos el desplazamiento lateral u oblicuo adquiere gran importancia. En los ambientes áridos es importante el movimiento vertical ascendente el agua arrastra diversos materiales, produciendo importantes pérdidas de materiales en los horizontes superiores, que pueden ser o no acumulados en los horizontes el agua de precipitación se desplaza inferiores desde al superficie, a través de los poros del suelo, a horizontes cada vez más profundos debido a la acción de la gravedad
  25. 25. En los procesos de translocación se distinguen dos fases: de pérdida de materiales por movilización y transporte, llamada eluviación y un proceso de inmovilización y acumulación, o sea de ganancia o enriquecimiento de sustancias que se llama iluviación (se forman los horizontes subsuperficiales, horizontes B
  26. 26. Perfil del suelo y algunos de sus procesos , humus (Bh) no consolidado. C
  27. 27. AB BC R
  28. 28. TEXTURA Es la clasificación por tamaño de las partículas que componen la fase sólida del suelo. A medida que disminuye el tamaño aumenta considerablemente la superficie total de las mismas y la actividad Partícula Tamaño (mm) Características Arena 2-0.05 Se ve a ojo desnudo y es abrasiva Limo 0.05-0.002 Se ve al microscopio Harinosa y suave al tacto Arcilla < 0.002 Se ve al microscopio electrónico. Es adhesiva y plástica Fragmentos gruesos: mayores de 2 mm (grava, piedra y pedregón)
  29. 29. CLASES TEXTURALES (USDA) NOMBRES TEXTURA DEL SUELO CLASE VULGARES (% PESO SECO) DE LOS TEXTURAL SUELOS ARENA LIMO ARCILLA GRUESOS 80 10 10 ARENOSO 30 45 25 FRANCO MEDIOS 10 85 5 LIMOSO FINOS 20 30 50 ARCILLOSO
  30. 30. La granulometría es una de las características mas estables del suelo Es una determinación básica para cada horizonte A través de ella se infieren otras propiedades, muy relacionadas: Retención de agua Almacenamiento de nutrientes Circulación de agua Laboreo Riesgo de sellado y de costra superficial Riesgo de erosión hídrica y eólica Orden de magnitud de la superficie específica
  31. 31. ESTRUCTURA Las partículas primarias del suelo, por mecanismos físicos y físico - químicos, se agrupan en unidades compuestas, llamadas Agregados, Unidades estructurales o Peds.
  32. 32. ESTRUCTURA Se identifica por el tipo, grado, y consistencia Es modificable por el hombre
  33. 33. La estructura controla una serie de propiedades del suelo, entre ellas: Características de la superficie del suelo Espacio poroso Compactación Erodabilidad
  34. 34. POROSIDAD Una consecuencia importante de la estructura es el grado de porosidad entre las partículas y entre los agregados. En su conjunto forman la porosidad total
  35. 35. Porosidad total, % macro y microporos en diferentes clases texturales de suelos CLASE POROSIDAD MACROPOROS MICROPOROS TEXTURAL TOTAL (%) (%) (%) ARENOSO 39 24.6 14.4 FRANCO 46 15.5 30.5 ARCILLOSO 54 10.8 43.2
  36. 36. El color es uno de los criterios más simples para identificar los diferentes tipos de suelo Se utiliza la Tabla de Munssel
  37. 37. DESCRIPCIÓN DEL SITIO Chacra: San Victorio – Cuadro 1 Cultivo: Pera Williams´ Coordenadas geográficas: INFORMACIÓN GEOMÓRFICA DEL SITIO Geomorfología: Terraza aluvial Material originario: Aluvial CONDICIÓN DEL AGUA: Clase Natural de drenaje: Moderada a Imperfectamente Drenado. Ap 0-19 cm Pardo grisáceo (10YR 5/2) en seco y pardo grisáceo muy oscuro (10YR 3/2) en húmedo; franco arcilloso a limoso; granular, finos a medios, moderados; friable en húmedo; ligeramente adhesivo y ligeramente plástico en mojado; ligeramente alcalino; límite gradual y plano. C1 19-44 cm Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo oscuro (10YR 3/3) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo con tendencia laminar; friable en húmedo, adhesivo y plástico en mojado; moderadamente alcalino; moteados escasos, finos y disfusos; límite claro y plano. C2 44-68 cm Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo grisáceo muy oscuro (10YR 3/2) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo; friable en húmedo, adhesivo y plástico en mojado; ligeramente alcalino; moteados abundantes, destacados de color pardo amarillentos oscuro (10YR 4/4); límite claro y plano. C3 68-110 cm+ Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo grisáceo oscuro (10YR 4/2) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo; adhesivo y plástico en mojado; muy ligeramente alcalino; moteados comunes, difusos. Perfil mojado.
  38. 38. PROPIEDADES DEL SUELO Propiedades son atributos o características que le confieren al suelo un carácter distintivo o particular. Hay un conjunto de propiedades que pueden predecirse en campañas simples o más sofisticadas en laboratorio. – Estables: textura – Inestables: espacio poroso, contenido de humedad contenidos de CO2 – Modificables: estructura, salinidad, sodicidad
  39. 39. Propiedades Físico Químicas REACCION DEL SUELO (pH) CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO SATURACION CON BASES (Relacionadas a la fracción coloidal orgánica e inorgánica) SALINIDAD SODICIDAD
  40. 40. Clasificación de los suelos según el pH pH Términos descriptivos Zonas < 3.5 Ultra ácido 3.5-4.4 Extremadamente ácido 4.4-5.0 Muy fuertemente ácido Zona Acida 5.1-5.5 Fuertemente ácido 5.6-6.0 Moderadamente ácido 6.1-6.5 Ligeramente ácido 6.6-7.3 Neutro 7.4-7.8 Ligeramente alcalino 7.9-8.4 Moderadamente alcalino Zona Alcalina 8.5-9.0 Fuertemente alcalino >9.0 Extremadamente alcalino
  41. 41. Influencia del pH del suelo en la absorción de los nutrientes 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10
  42. 42. pH del Suelo El pH define el movimiento de los cationes Es importante para diagnosticar problemas de crecimiento de las plantas. Intervienen en la disponibilidad de nutrientes principalmente de fósforo y micronutrientes. Intervienen en el desarrollo y actividad de los microorganismos del suelo. Presencia o ausencia de elementos tóxicos (Al, Fe, Mn)
  43. 43. Las cantidades totales presentes en un suelo constituyen una medida poco representativa. Es fundamental conocer la forma química bajo la que se presenta, es decir la especiación. La especiación de un elemento hace referencia a las formas químicas de los iones libres o complejos solubles y define los modos de asociación entre aniones y cationes en solución y los modos de asociación y localización de los cationes y aniones sobre o en la matriz del suelo. La forma resultante de la especiación condiciona la movilidad, la biodisponibilidad y toxicidad de un mismo elemento, es decir su comportamiento potencial en un determinado medio.
  44. 44. Movilidad de los metales pesados y elementos asociados en función del pH y Eh Movilidad Oxidante Acido Neutro y Reductor alcalino Alta Zn Zn, Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au Media Cu, Co, Ni, Hg, Cd Cd Ag, Au, Cd Baja Pb Pb Pb Muy baja Fe, Mn, Al, Sn Al, Sn Pt, Cr Al, Sn, Cr, Zn, Zn, Cu, Co, Pt, Cr, Zr Cu, Co, Ni, Hg, Ni, Hg, Ag, Ag, Au Au, Cd, Pb Plant y Raiswell (1983)
  45. 45. Capacidad de Intercambio Catiónica (CIC) Máxima capacidad de adsorción de nutrientes. El intercambio se produce en cantidades químicamente equivalentes. Se expresa en miliequivalente por 100 g de material.
  46. 46. Relación entre el pH y el % de saturación de bases de los suelos 10 8 6 pH 4 2 0 0 20 40 60 80 100 % Saturación de bases
  47. 47. CIC de los materiales del suelo Máxima capacidad del suelo para absorber iones.
  48. 48. Estructura de las arcillas
  49. 49. Estructura de las arcillas expandibles
  50. 50. Como se absorben los nutrientes Fertilidad Actual Fertilidad Potencial
  51. 51. Efectos de las propiedades de los iones sobre su capacidad de intercambio Cationes polivalentes son absorbidos más fuertemente que los monovalentes Ej: A+++ > Ca++ > Mg++ > K+ > Na+
  52. 52. SALINIDAD DEL SUELO El proceso de acumulación de sales en los suelos con predominio de Ca++ y Mg++ se denomina salinización. El contenido total de sales se mide como conductividad eléctrica CE en el extracto de saturación. Se expresa en dS/m
  53. 53. SALINIDAD Respuesta de los cultivos (CE, dS/m) 0 – 2 No salino. Efecto de la salinidad despreciables 2 – 4 Muy ligeramente salino. Pueden disminuir rendimientos de cultivos muy sensibles 4 – 8 Ligeramente salino. Disminución de rendimientos de muchos cultivos 8 – 16 Moderadamente salino. Sólo cultivos tolerantes rinden satisfactoriamente > 16 Fuertemente salino. Sólo algunos cultivos muy tolerantes rinden satisfactoriamente
  54. 54. Clases de sales en los Suelos CLASE PRESENCIA EN SOLUBILIDAD TOXICIDAD PARA LOS SUELOS LAS PLANTAS SALINOS CLORUROS Sódico Común Alta +++ Magnésico Común Alta ++++ Cálcico Raro Alta ++ Potásico Baja Alta + SULFATOS Sódico Común Muy variable ++ Magnésico Común Media ++++ Potásico Baja Alta + CARBONATOS Sódico En suelos sódicos Media +++++ BICARBONATO Sódico En suelos sódicos media ++++
  55. 55. Porque es importante tener en cuenta el contenido salino?
  56. 56. Sodicidad El proceso de acumulación de sales con predominio de Na+ se denomina alcalinización o sodicidad. La concentración en Na+ se puede medir en la solución del suelo o en el complejo de cambio. En el primer caso se denomina razón de adsorción de sodio (RAS) y en el segundo hablamos del porcentaje de sodio intercambiable (PSI). RAS = Na / (Ca+Mg)/2 )1/2 El porcentaje de Na+ respecto a los demás cationes adsorbidos se denomina porcentaje de sodio intercambiable (PSI). PSI = ( Na / CIC ) * 100
  57. 57. Las sales de sodio producen dispersión de las arcillas y el suelo se vuelve más impermeable
  58. 58. Materia orgánica del suelo (MOS) Material orgánico biológico de cualquier naturaleza, que se encuentre sobre o dentro del suelo, vivo, muerto o en estado de descomposición. Se mineralizan rápidamente por la acción biológica dando elementos minerales solubles o gaseosos.
  59. 59. Materia orgánica del suelo Alto % en proteína, bajo en lignina se descomponen más rápido y en mayor Residuos cantidad Mineralización NH3, Ac. Orgánicos, fosfatos, sulfatos, Transformación CO2 Sustancias Mineralización Húmicas
  60. 60. HUMUS: material orgánico que se encuentra en el suelo con tamaño de 20 micras Ac. Húmicos: soluble en solución alcalina pero que precipita cuando se acidifica. Ac. Fúlvicos: soluble en solución alcalina y permanece soluble cuando se acidifica. Huminas: insoluble en solución alcalina.
  61. 61. El humus al descomponerse produce una serie de productos coloidales que se unen con los minerales arcillosos y originan los complejos organominerales. La formación de complejos organominerales gobiernan la solubilidad y la biodisponibilidad de los metales pesados. Estos coloides son de carga negativa, lo que les permite absorber H+ y cationes metálicos (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) e intercambiarlos en todo momento de forma reversible.
  62. 62. Propiedades físicas de MOS • Estabilizador estructural. • Mayor retención de agua. • Facilita la infiltración del agua. • Mejora la aireación • Formación de complejos organominerales
  63. 63. Propiedades químicas de MOS • Alta Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC). • Alta capacidad tampón. • Efectos antibióticos frente a organismos patógenos • Capacidad de quelatar metales. • Disponibilidad de nutrientes para las plantas
  64. 64. Efectos Ambientales • Acción sobre pesticidas y herbicidas • Secuestro de carbono. • Control de erosión. • Papel depurador frente a los vertidos, al regular la movilidad y biodisponibilidad de los productos tóxicos
  65. 65. Poder de amortiguación: Los suelos presentan una determinada capacidad de depuración. Esta capacidad tiene un límite diferente para cada situación y para cada suelo. Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente" de sustancias peligrosas para los organismos que viven en él o de otros medios relacionados. Cuando se superan determinados umbrales, el suelo no puede asimilar, inmovilizar, inactivar y degradar todos los contaminantes que recibe y los pueden transferir a otros medio e incorporarlos a las cadenas tróficas.
  66. 66. Carga crítica: representa la cantidad máxima de un determinado componente que puede ser aportado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos.
  67. 67. Bomba química de tiempo Se refiere a los efectos perjudiciales causados por la movilización o transformación de compuestos químicos almacenados en los suelos en respuesta a las alteraciones del ambiente. La BQT depende de tres grandes factores:
  68. 68. La BQT es proporcional a la capacidad del suelo para almacenar tóxicos o productos químicos dañinos para el medio ambiente.
  69. 69. Propiedades control La capacidad de almacenaje está controlada por las propiedades de los suelos y esta pueden ser afectada por cambios en estas propiedades. » CIC » pH » Potencial redox » Contenido de MOS » Estructura » Salinidad » Actividad biológica
  70. 70. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
  71. 71. La Tierra recibe un flujo continuo de radiación solar que es aprovechado como energía interna por la biosfera y como energía externa por las capas sólida, líquida y gaseosa (litósfera, hidrósfera y atmósfera). La circulación de materia que se genera por esa energía que recibe tiene lugar en circuitos cerrados. Estos circuitos de materia son los denominados ciclos biogeoquímicos. Los protagonistas en estos ciclos son elementos químicos como el C, N, P, S, K y otros compuestos como el agua.
  72. 72. Ciclo del Agua
  73. 73. CICLO DEL CARBONO
  74. 74. CICLO DEL NITROGENO
  75. 75. Impacto ambiental del P y N en las aguas superficiales La eutrofización tiene efectos adversos sobre la calidad de las aguas corrientes y de embalses: Enriquecimiento de los sistemas biológicos por nutrientes N y P. Crecimiento desmesurado de biomasa, en especial algas cianofíceas autótrofas. Demanda de O elevada para descomponer y biodegradar la materia orgánica muerta procedente de la biomasa En casos extremos crean condiciones de anaerobiosis que afectan negativamente a la fauna acuática. Los peces por Ej. Mueren cuando el O disuelto en el agua es inferior a 1 mg l-1.
  76. 76. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!

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