EL SUELO Definición de suelo El suelo es el material mineral no consolidado sobre la superficie de la tierra; que ha estado sujeto e influenciado por factores genéticos y del medio ambiente como son el material madre, clima, incluyendo efectos de humedad, temperatura, los macro y microorganismos y la topografía, todos ellos actuando en un período de tiempo y originando un producto, el suelo, que difiere del material del cual es derivado en muchas propiedades y características físicas, químicas, biológicas y morfológicas (U.S.D.A.) Bajo condiciones ideales, un suelo puede formarse completamente en 200 años.
Suelo agrícola En general es el hábitat de las plantas, en donde se desarrolla la productividad agrícola para beneficio del hombre, esto se muestra como un sistema y se puede representar.
En el suelo existen partículas secundarias o agregados. Los minerales, son partículas unitarias y se clasifican en arcillas, limos y arenas. Las partículas secundarias o agregados están formadas por la unión de las partículas primarias, por medio de cementantes.
Factores de formación de los suelos. Los suelos se han formado a partir de la desintegración y disolución de las rocas, en este proceso el agua tiene un papel fundamental, los suelos son arrastrados, desintegrados, acumulados. En la formación del suelo intervienen la temperatura, el viento, la topografía, los organismos vivos y muertos, el material original (roca) y otros factores han tenido que ver con esa formación.
S = f (m, cl, o, r, t) Dónde: m = cl = o = r = t =
material original clima organismos relieve tiempo
Las propiedades de los suelos están estrechamente relacionadas con las propiedades de los materiales parentales u originales. Según Donahue et al (1977), los materiales del cual los suelos son derivados son clasificados como material residual, transportado y acumulado. Materiales residuales son rocas depositadas en un lugar que por acción del tiempo han dado origen al desarrollo del suelo.
Materiales transportados son fragmentos de rocas y minerales que han sido movidos a un lugar por el agua, el viento, el hielo, la gravedad o la combinación de estos cuatro agentes. Los deltas de ríos, dunas, rocas glaciales, taludes y pendientes son ejemplos de lo anterior. Materiales acumulados son residuos de plantas que se han preservado por mantos freáticos elevados, desarrollando suelos orgánicos (tundras), un caso común de éstos se tienen en Alaska, Siberia, Canadá e Irlanda. Las etapas de formación del suelo, se pueden esquematizar según lo muestra la siguiente figura:
Morfología del suelo. Es el estudio de los suelos a través de calicatas en donde se describe el perfil del suelo en horizontes, teniendo en cuenta la cantidad de arcilla, textura, color, cantidad de materia orgánica, etc. El perfil del suelo puede presentar los siguientes horizontes O A B C D
= Horizonte Orgánico = Horizonte mineral, rico en materia orgánica = Horizonte de acumulación = Horizonte material intemperado = Horizonte del lecho rocoso
PROPIEDADES DRENAJE
FÍSICAS
DEL
SUELO
RELACIONADAS
CON
EL
Textura del suelo. La textura en todos, es una de las propiedades más importantes del suelo y que incide en las características o propiedades de los suelos. En el riego y el drenaje, la textura juega un papel fundamental. La textura se refiere a la distribución del tamaño de las partículas minerales elementales en el suelo. Rara vez una muestra de suelo estará constituida solamente por una sola fracción. Por ello, las clases de textura están basadas sobre distintas combinaciones de arena, limo y arcilla. La textura del suelo y las posibles combinaciones de ellas se presentan gráficamente en el triángulo textural.
Los limites que determina el tamaño de las partículas, se pueden describir según lo establecido por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA.
Suelo
Arena
Limo
Partículas Muy gruesa Gruesa Media Fina Muy fina Grueso Fino
Arcilla
Diámetro (mm)
2.00 – 0.050
0.050 – 0.002
Limites 2.00 – 1.000 1.00 – 0.50 0.50 – 0.25 0.25 – 0.10 0.10 – 0.05 0.050 - 0.020 0.020 – 0.002
< 0.002
Generalmente se denomina: Piedra, al material mayor a 7.5 cm de diámetro. Gravas, al material cuyo diámetro esta entre 7.5 cm y 2 mm Tierra Fina, cuando la partícula es menor a 2 mm.
Para separar las partículas más gruesas se utiliza los tamices estándar, los cuales se identifican por números, que corresponde a la abertura de la malla en pulgadas.
Tamiz N° 10 18 20 35 60 70 140 200 300 400
Estructura del suelo
Diámetros de la malla (mm) 2.00 1.00 0.84 0.50 0.25 0.20 0.105 0.074 0.050 0.037
Es la disposición de las partículas primarias del suelo (arena, limo y arcilla) en unidades mayores. Es el modo en que las partículas se integran formando en forma natural grupos unidos. La estructura afecta a la penetración del agua, al drenaje, a la aireación y al desarrollo de las raíces, incidiendo así en la productividad y la facilidad de labranza del suelo. Según Buckman y Brady, los suelos se clasifican en: Estructura Laminar, dimensiones horizontales mayores a las verticales, se encuentra en suelos vírgenes Estructura prismática, presenta el eje vertical más grande que el horizontal y en forma de prisma. Se presenta en suelos de regiones áridas y semiáridas (columnar). Estructura en bloque, las dimensiones horizontales y las verticales iguales, pudiendo ser angulares y sub angulares, formas suelos pesados. Estructura granular, presentan gránulos más o menos redondeados de forma y tamaño uniforma, se caracteriza de tierras surcadas sujetas a cambios amplios y rápidos
Los suelos granulares (esferoidal) y los de grano simple (sin estructura) tienen una rápida infiltración, los bloques y los prismáticos tienen velocidades moderadas y suelos laminares y masivos tienen baja velocidad de infiltración.
El conocimiento de los poros por tamaño, son importantes para el almacenamiento del agua y desplazamientos de los nutrientes
Nombre descriptivo Macroporos Mesoporos Microporos
Tamaño (micras) 2.00 1.00 0.84
Principales funciones Aireación y drenaje (flujo de gravedad) Conducción de agua (flujo capilar) Retención de agua (flujo capilar lento)
Porosidad (n) Al volumen total de poros del suelo, se le llama porosidad ) Dónde: n = Porosidad (%) Dap = Densidad aparente (gr/cm3) Dr = Densidad real (gr/cm3)
Densidad Aparente (Dap) Es la relación entre el peso de solidos (suelos seco) y el volumen total, de una muestra no disturbada.
Dónde: Dap = Densidad aparente (gr/cm3) Ps = Peso de suelo seco (gr) Vt = Volumen total (cm3)
Valores de densidad aparente, en función a la suelo Arenas 1.4 - 1.6 gr/cm3 Francos 1.3 - 1.4 gr/cm3 Arcillas 1.1 - 1.3 gr/cm3 Suelos orgánicos 0.7 - 1.1 gr/cm3
Densidad Real (Dr) Es la relación entre el peso de solidos (suelos seco) y el volumen real o sea el volumen de sus partículas.
Dónde: Dr Ps Vs
= Densidad real (gr/cm3) = Peso de suelo seco (gr) = Volumen solidos (cm3)
Los valores de densidad real, varían muy poco entre suelos, y se encuentran entre 2.5 a 2.7 gr/cm3.
CICLO HIDROLÓGICO- BALANCE DE AGUA En el ciclo hidrológico de un suelo regable, se presenta los siguientes subsistemas. La atmosfera, relaciona la evapotranspiración y la precipitación Superficie del suelo, recibe agua de riego y lluvia y descarga los excesos por escorrentía superficial hacia los cursos de agua. Zona radicular, los cultivos absorben la humedad, recibe el agua infiltrada, se produce capilaridad de la zona saturada y descarga por percolación profunda el exceso de agua retenida. Nivel freático, se recargan por percolación profunda de la zona saturada del suelo, se presenta flujos de ingreso y salida y en caso de existir, flujo vertical provenientes de acuíferos inferiores semiconfinados
El cambio de almacenamiento del agua subterránea debe ser tomado en consideración el cambio en el nivel de agua subterráneo (∆h) y la porosidad efectiva del medio poroso (μ), teniendo la siguiente relación.
Ecuación e balance de agua subterránea = μ∆h
Ecuación de balance de agua será: )
Sobre la tabla de agua: Bajo la tabla de agua: En la columna total del suelo:
)
)
) )
)
Los componentes de la recarga y descarga subterránea, varían solamente de acuerdo a los cambios de la gradiente hidráulica de la tabla de agua, obteniéndose con sus componentes el drenaje natural Dn, según la ecuación:
Y la ecuación del balance de agua seria
POTENCIAL DEL AGUA EN EL SUELO El potencial del agua en el suelo, se componen de potenciales parciales debido a los diferentes campos de fuerza que actúan en el sistema agua y suelo.
Dónde: Φt = Potencial total Φg = Potencial gravimétrico Φm = Potencial mátrico Φp = Potencial de presión Φo = Potencial osmótico
Carga hidráulica Se denomina carga hidráulica (H), a la altura desde el nivel de referencia hasta el nivel freático La carga hidráulica, tiene dos componentes, uno de elevación (z) y el otro de presión (L) y se encuentra expresada en metros.