Aireaciondelsuelo

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Aireaciondelsuelo

  1. 1. Propiedades físicas del suelo AIREACIÓN
  2. 2. Aireación del suelo Intercambio de gases entre el espacio de poros del suelo y el aire atmosférico El aire en el suelo se usa para: 1. * Respiración de raíces: crecimiento y función 2. * Respiración de microorganismos y animales del suelo 3. * Oxidación de la M.O. 4. Procesos de oxidación inorgánica (Nitr. de N 2 , Oxid. de Fe 2+ , Mn 2+ , S 2- ) *Consumen mayor volumen y producen el CO 2 Potencial Oxidación Reducción (electrodo platino) Eh 7 = 550 - 650mv suelos bien aireados Eh 7 = 270mv suelos mal aireados (0% de O 2 ) Eh 7 = -300mv colores grises Efecto directo del O 2 = 170mv
  3. 3. Aireación del suelo RDO = Tasa de difusión de O 2 en un punto RDO = (i/a) 0,4974 i= intensidad de corriente eléctrica (microamperios) a= área de exposición electrodo de platino (cm 2 ) RDO < 25 x 10 -8 g/cm 2 /minuto, pocas raíces Comparación de la composición del aire atmosférico y el aire del suelo
  4. 4. Aireación del suelo Cantidad total de poros para aire depende de: Poros (espacio) Cantidad de líquido Mayor concentración de CO 2 : a. Impedimento para remover CO 2 Inundación Crecimiento rápido de raíces b. Mayor profundidad 1,5m profundidad [CO 2 ] 5 - 10% y [O 2 ] 1 - 2% > humedad y < espacio aéreo (Ea) Ea a CC < 10%  problemas de aireación por no formar canales continuos Aireación buena 10-20% Ea a CC Aireación regular 5-10% Ea a CC Aireación mala < 5% Ea a CC p.e.: Caña azúcar: 11% Ea Frijol rojo 27-R: 25%Ea CO 2 O 2 Microorganismos
  5. 5. Aireación del suelo [O 2 ] crítica para crecimiento de raíces: [CO 2 ] tóxica: Raíces de algodón: 15% es crítico > 30% reduce 50% crecimiento Raíces de tomate: 9,1% es crítico 28,8% reduce mucho el crecimiento
  6. 6. Aireación del suelo <ul><li>Movimiento de gases en el suelo </li></ul><ul><li>Producción de CO 2 y consumo de O 2 </li></ul><ul><li>Intercambio de gases suelo/atmósfera </li></ul><ul><li>a. Flujo de masas o viscoso: relación presión/volumen </li></ul><ul><li>-Movimiento por gradiente de presión, ej. Se irriga y el gas sale </li></ul><ul><li>b. Difusión gaseosa: gradiente de concentración o presión parcial (predomina) </li></ul><ul><li>Importante: </li></ul><ul><li>[O 2 ] depende escape CO 2 . Mayor 10 veces mayor en verano </li></ul>
  7. 7. Aireación del suelo Aireación e incidencia de enfermedades : Poco aire, raíces débiles, más susceptibles al ataque de patógenos: - Forsythe y Pinchinat: más de 2 inundaciones de 15 horas c/u reduce 95% crecimiento en frijol - Honduras: Suelo para banano se inunda y se reduce nemátodos (antes de siembra) Compactación y aireación: Impedimento mecánico: O 2 difunde 10 000 veces más en aire que en agua
  8. 8. Aireación del suelo Efecto en microorganismos: suelos inundados: menor descomposición de M.O. más Fe +2 y Mn +2 (tóxico) Técnicas para mejorar aireación: a. Drenaje adecuado. Elimina exceso de agua b. Arado, subsolado: elimina compactación c. + M.O., + poros, + estructura d. Fertilización, + crecimiento radical, + M.O.
  9. 9. Aireación del suelo Difusión gaseosa: Jg= -D’  C g /  s = velocidad de difusión de un gas en el suelo donde; D’= coeficiente actual de difusión del gas en el suelo  C g = diferencia en la concentración del gas a través de una longitud  s D’ es variable en el suelo, puede estar relacionado con el coeficiente del mismo gas en el aire libre (D’o): D’ = 0,6D’oV a /V t ; por sustitución se obtiene; J g = -0,6D’oV a /V t x  C g /  s = -0,6D’o E a  C g /  s Los factores que influyen sobre V a , y por lo tanto, sobre E a son: 1. Contenido de agua 2. Compactación
  10. 10. Ejercicio 1 Una muestra de suelo sin compactar tiene un volumen poroso lleno de aire de 20cm 3 , un volumen poroso lleno de agua de 20cm 3 y un volumen de sólidos de suelo de 50 cm 3 . El suelo es luego compactado hasta que el volumen poroso lleno de aire es de 10cm 3 . Se desea conocer el % de disminución de la tasa de difusión de O 2 (JO 2 ), asociada con un 50% de disminución del volumen poroso. E a = V a /(V a + V w +V s ); Suelo sin compactar E ai = 20cm 3 /(20+20+50)cm 3 = 0,222 Suelo compactado E af = 10cm 3 /(10 + 20 + 50)cm 3 = 0,125
  11. 11. Ejercicio 1 La tasa de difusión para el O 2 es: JO 2 = -0,6D’oE a  CO 2 /  s La disminución porcentual en la tasa de difusión de O 2 es: % de disminución = JO 2i - JO 2f /JO 2i Si la gradiente  CO 2 /  s permanece sin cambio, entonces la tasa de difusión de O 2 es proporcional a la porosidad de aireación y: % de disminución = (E ai - E af / E ai )100 = (0,222-0,125/0,222)100 = 44%
  12. 12. “ Para muchas plantas se ha encontrado que la aireación es problemática cuando Ea < 0,10. En la práctica, la aireación es un problema si los contenidos de agua son muy altos” Ejercicio 2 Se tienen 3 muestras de suelo de 100cm 3 , con  ap de 1,3-1,5-1,7 g/cm 3 , respectivamente y con  p de 2,6 g/cm 3 para todas. Se desea conocer los volúmenes de agua que se pueden agregar a éstos suelos secos para mantener Ea = 0,10 E a = V a /V t y por lo tanto; V a =E a xV t =(0,10)(100cm 3 ) = 10cm 3 Puesto que el volumen aparente es: V t = V a + V w + V s V w = V t - V a - V s
  13. 13. Ejercicio 2 Si el suelo está inicialmente seco, el volumen de agua que debe ser agregado para hacer V a =10cm 3 es V w =V t -10cm 3 -V s ; se debe conocer V s para cada suelo Se sabe que:  p = M s /V s y por tanto: Vs=Ms/  p y  s =M s /V t y por lo tanto, Ms =  s x V t De esto resulta que V s =  s x V t /  p V s = 1,30/2.60 x 100 = 50 cm 3 V w = V t - 10cm 3 - V s = 100 - 10 - 50 = 40cm 3

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