I.INTRODUCCIÓN: El agua es de vital importancia debido a las diversas funciones para las que sirve en el crecimiento de las plantas (estructura, fotosíntesis, transpiración, etc.) y no se encuentra nunca en estado puro ya que puede contener solutos como sustancias en suspensión. Los nutrientes de la planta se disuelven en el agua del suelo y se mueven entre las raíces a través del agua, por lo cual hace que los nutrientes estén disponibles para ésta. Debido a ello tanto el exceso como la carencia de agua son factores que afectan el desarrollo de las raíces. En el presente trabajo se definirá definirá el concepto de de contenido de humedad en el suelo. suelo. La humedad del suelo representa el contenido de agua en éste. Algunas fuerzas tienen influencia sobre la forma en que el agua se comporta en el suelo. La más obvia es la fuerza de la gravedad que atrae el agua abajo hacia el suelo. Otras fuerzas fuerzas (llamadas adhesión y cohesión) trabajan contra la gravedad para mantener el agua en el suelo. La adhesión es la atracción del agua del suelo hacia partículas del suelo, mientras que la cohesión es la atracción de moléculas del agua entre sí. La capacidad del suelo para almacenar agua y retenerla, constituye un factor de gran interés directo en riego y drenaje; asimismo nos permitirá calcular la frecuencia de riego en un campo de interés y ello se tendrá en cuenta conociendo el porcentaje de humedad.
II.- OBJETIVOS:
Aplicar método gravimétrico, para determinar contenido de humedad en muestras de suelo. Determinar coeficientes coeficientes hídricos del suelo: Cc y Pm a partir de humedad humedad equivalente. equivalente. Comparar el movimiento del agua a través de los tubos capilares conteniendo suelo de textura arenosa y franca
III.-JUSTIFICACIÓN El manejo de la humedad del suelo no se trata simplemente de tener adecuadas entradas de agua en el suelo por la precipitación o el riego. La humedad del suelo es parte de la ecología del suelo y de todo agroecosistema. No solo la retención y disponibilidad del agua es afectada por numerosos factores, sino que, el agua misma tiene muchas funciones. Esta transporta nutrimentos solubles, afecta la temperatura y la aeración del suelo, e influye en los procesos bióticos del suelo. Un
agricultor, por lo tanto, debe de estar informado sobre cómo actúa el agua en el suelo, como los niveles de esta son afectados por las condiciones climáticas y las prácticas de cultivo, como las entradas de agua afectan la humedad del suelo y cuáles son las necesidades de agua de los cultivos. (Gliessman, S. 2002) IV.-METODOLOGÍA Humedad disponible en el suelo Las fuerzas de atracción entre el agua y las partículas individuales del suelo juegan un papel clave en la determinación de cómo la humedad del suelo es retenida, perdida o usada por las plantas. El entendimiento de estas fuerzas se realiza observando las propiedades físicas y químicas de la solución del suelo, la fase liquida del suelo y los solutos disueltos que están separados de las partículas del suelo mismo. El porcentaje de humedad disponible en el suelo ara uso de las plantas ha sido tradicionalmente determinado recolectando muestra de suelo, pesándolas y secando el suelo a 105°C por 24 horas, y determinando su peso seco. La cantidad de humedad perdida durante el secado es dividida entre el peso de la muestra seca dando un valor que es expresado como porcentaje. No obstante este procedimiento no es adecuado para determinar la cantidad de agua real en el suelo disponible para las plantas, porque no considera como variable importante el agua adherida a las partículas del suelo. Cuando se incrementan, tanto los contenidos de arcilla como los de materia orgánica en el suelo, el agua es atraída con mayor fuerza a las partículas del suelo y es mucho más difícil para las raíces de las plantas extraerlas. Por ejemplo, la lechuga puede marchitarse en un suelo arcilloso con 15 % de humedad; no obstante, en un suelo arenoso, la humedad puede ser menor a 6% antes de que el cultivo se marchite. Debido a que el agua es retenida mucho más en algunas clases de suelo que en otros, se necesitan otras medidas para determinar los contenidos reales del porcentaje de humedad, que reflejan mejor las fuerzas de atracción entre las partículas del suelo y el agua. Esta medida se alcana pro la expresión de la humedad del suelo en términos de energía. La fuerza de atracción entre las moléculas del agua y las partículas del suelo, el potencial de agua del suelo, es expresado como barras de tensión o de seducción, donde un bar (en español = barra) es equivalente a la presión atmosférica estándar a nivel del mar (760 mmHg o 1020 cm de agua). (Gliessman, S. 2002)
Capacidad de campo es la humedad remanente en el suelo después de que la fuerza gravitacional ha drenado de los macroporos el agua gravitacional, dejando los microporos llenos con agua capilar retenida a menos de o,3 barras de tensión en las partículas del suelo. (Gliessman, S. 2002)
Punto permanente de marchitez es la humedad contenida en el suelo a la cual las plantas se marchitan y no se recobran cuando son colocadas en un ambiente húmedo y oscuro. El
punto permanente de marchitez usualmente ocurre cuando toda el agua capilar retenida a menos de 15 barras de tensión ha sido removida del suelo. (Gliessman, S. 2002)
Extraído de: Agroecología (Gliessman, S. 2002) En el suelo se pueden presentar las siguientes clases de agua: 1) El agua libre o de gravitación es aquella que se moviliza en el suelo bajo los efectos de la gravedad, por lo que sigue drenando por varios días a través tr avés de los macroporos, cuando se suspende la aplicación del agua. Esta clases de agua ocupa un límite por encima de la capacidad de retención del suelo, razón por la que, cuando se está en presencia de suelos bien drenados, el agua libre o de saturación en la zona de raíces se desplaza antes de causar daño a la planta. (Leitón J., 1985)
2) Agua capilar es la que se moviliza utilizando la red de poros pequeños y su movimiento es el resultado de la fuerza capilar, por lo que es mucho más lento que el del agua gravitacional. Si bien el agua capilar es la que queda retenida en el suelo, no toda es aprovechable para la planta. (Leitón J., 1985)
3) Agua higroscópica esta retenida fuertemente sobre las partículas del suelo, se moviliza en su mayor parte como vapor de agua. Cuando por alguna razón el suelo alcanza este límite de humedad, y no se aplica agua, llegará a secarse a tal extremo, que las plantas no pueden extraer la escasa humedad por estar fuertemente retenida y, como resultado, comienzan a marchitarse y mueren. (Leitón J., 1985)
Extraído de: Riego y drenaje (Leitón J., 1985)
V.-MATERIALES Y PROCEDIMIENTO: A.-Determinacion del porcentaje de humedad: Método Gravimétrico -Lampa Cilindros metálicos -Latas de aluminio -Martillo -Balanza con aproximación 1.-Medir la altura y diámetro del cilindro a partir del vernier para calcular volumen. 2.-Realizar calicata de 40 cm. Tomar muestra de estratos de 0 a 20 cm y de 20 a 40cm.
3.- Introducir los cilindros en el suelo ayudados con un pedazo de madera que debe ir en la parte superior del cilindro, golpeando con el martillo sobre ellos hasta el ras del perfil(evitar perturbar o compactar muestra). 4.-Extraer los cilindros de las muestras de suelo contenidas en los cilindros a las latas de aluminio, previamente pesadas. 5.-Tomas complementariamente pequeñas porciones de suelo en cada profundidad y determinar su textura al tacto 6.-Transferir las muestras de suelo contenidas en los cilindros a las latas de aluminio, previamente pesadas. 7.-Colocar los recipientes de aluminio con el suelo en la estufa a 105ºC durante 24 a 48 horas dependiendo de la textura, hasta alcanzar peso constante. Luego de ese tiempo retirarlas 8.-Registrar el peso del suelo seco cuando se observa que este no disminuye o se mantiene constante 9.-determinar porcentaje con los datos de peso húmedo y peso seco 10.-Comparar os resultados con los valores del Triángulo textural modificado para estimación de la Capacidad de campo B.-Determinación de la humedad equivalente (H.E.) -Cajitas estándar de centrifugación y papel filtro -Centrifuga -Cajitas de aluminio con sus respectivas tapas -Balanza de aproximación (0.1 gr) -Muestra de suelo 1.-Pesar 30gr. De suelo y colocarlos dentro de las cajitas estándar de centrifugación 2.-Dejar saturar las muestras con agua por un tiempo de 24 horas. 3.-Centrifugar las muestras por 30 minutos a 2400 rpm 4.-Retirar las muestras centrifugadas y colocar una porción de suelo en las cajitas de aluminio. 5.-Pesar las latas de aluminio con la muestra de suelo. 6.-Colocar las cajitas de aluminio con el suelo a la estufa a 105ºC por 24 horas. Retirarlas a un desecador u dejar enfriar. 7.-Pesar y anotar sus datos 8.-Comparar los resultados con los valores del Triángulo Textural modificado para estimación de la Capacidad de Campo.
C.-Visualizacion C.-Visualizacion del movimiento del agua por el proceso de capilaridad c apilaridad -Muestras de suelo de diferentes clases texturales -Tubos de vidrio de una pulgada de diámetro -Agua -Gasa -Cubetas 1.-Introducir las muestras de suelos de diferentes clases texturales en tubos de vidrio de una pulgada de diámetro y colocar en la base de cada tubo un trozo de gasa para evitar que el suelo se pierda. 2-Sumergir la base de tubos en una cubeta de agua, manteniendo el volumen constante. 3.-Observar la altura de ascensión del agua por efecto de capilaridad. Anotar la altura final. IV.- RESULTADOS Y DISCUSIONES 1. Determinación del porcentaje de humedad: Método gravimétrico
Volum Peso en del de la cilindr lata o
Peso de la Peso del lata + peso suelo del suelo húmedo húmedo
Peso de la lata + peso del suelo seco a estufa
Peso del suelo HdG seco a estufa
90.48
162.3
143.0
99.8
43.2
119.1
19.3 4
Densidad aparente
HdV
1.1
21.27
2. Determinación de la humedad equivalente (H.E.)
Me sa
Peso de la Peso lata + peso de la del suelo lata centrifugado
Peso del suelo centrifu gado
Peso de la lata + peso del suelo seco a estufa
Peso del suelo H.E. seco a estufa
CC
PM
Agua aprov echab le
3
13.8
11.9
23.6
9.8
21.16
11.5
9.66
25.7
21.43
Con ayuda del triángulo textural modificado para estimación de la capacidad campo
FUENTE: (PORTA CASANELLAS, CASANELLAS, LOPÉZ-ACEVEDO LOPÉZ-ACEVEDO REGUERÍN, REGUERÍN, & ROQUERO DE LABURU, 2003) 2003)
Podemos saber cuál es la posible textura text ura que puede tener la muestra de suelo.
Mesa 3 ------------- Franco arcillo arenoso / Franco / Franco Limoso
3. Visualización del movimiento del agua por el proceso de capilaridad
- El agua subió más rápido en el tubo con arena fina y esto fue debido a que la arena fina tiene poros más grandes por donde el agua puede pasar con mayor rapidez en comparación del suelo de La Molina (franco limoso). Cuanto más grande sean las partículas que conformen un material de suelo más grandes serán sus poros.
FUENTE: (PORTA CASANELLAS, CASANELLAS, LOPÉZ-ACEVEDO REGUERÍN, & ROQUERO DE LABURU, 2003)
-
En el experimento se vio que tanto en el suelo de La Molina que como en la arena fina el agua llegó a la misma altura. Ese resultado no es correcto ya que el agua debió haber subido más en el suelo de La Molina y esto debido a que sus partículas son más pequeñas y por ende la capilaridad es mayor, ya que por el proceso de capilaridad depende del diámetro de la cavidad en la que se encuentra.
FUENTE: (PORTA CASANELLAS, LOPÉZ-ACEVEDO LOPÉZ-ACEVEDO REGUERÍN, & ROQUERO DE LABURU, 2003)
El resultado que se obtuvo no fue correcto debido a que el experimento se hizo en una escala muy pequeña, si los tubos vidrio fueran más altos se hubiera notado las diferentes alturas que alcanzaría el agua.
VII.- CONCLUSION 1. Determinación del porcentaje de humedad: Método gravimétrico
El porcentaje de HdV es mayor que el de HdG El cálculo de la densidad aparente es importante para poder relacionar los porcentajes de HdV y HdG
2. Determinación de la humedad equivalente (H.E .)
La textura del material de suelo está relacionado con la capacidad de campo. Los valores de Humedad Equivalente, capacidad de campo, punto de marchitez y agua aprovechable nos permiten realizar un mejor uso del agua, para mantener un suelo óptimo para el cultivo de plantas.
3. Visualización del movimiento del agua por el proceso de capilaridad
El proceso de capilar está relacionado con la porosidad que presenta un material m aterial de suelo. A menor tamaño de los poros mayor es el proceso de capilaridad en los suelos.
VIII.- CUESTIONARIO
1. ¿QUÉ FACTORES AFECTAN LOS VALORES DE LAS CONSTANTES C ONSTANTES DE HUMEDAD EN EL SUELO La humedad del suelo es muy dinámica y depende del clima, de las plantas, de la profundidad del suelo y de las características y condiciones físicas del perfil. En un momento dado y una profundidad dada, es muy variable y depende de la ubicación en el terreno del punto de consideración. (Forsythe, 1985) El contenido de agua en el suelo experimenta variaciones continuas a lo largo del tiempo. Recibe agua de las lluvias o por riego, mientras que la pierde por escorrentía superficial y por drenaje a las capas profundad. También las perdidas por evapotranspiración, incluye pérdidas producidas por la evaporación directa desde la superficie del terreno más el agua evaporada desde la superficie de las plantas, que se conoce como transpiración. Estas entradas y salidas de agua producen cambios continuos en la humedad del suelo.
2. UNA MUESTRA QUE AL SECARSE A LA ESTUFA ELIMINO 6 CM3 DE AGUA SE DETERMINÓ QUE CONTENÍA 15% DE HUMEDAD GRAVIMÉTRICA. ¿CUÁL ERA SU PESO ORIGINAL EN HÚMEDO? VE=6cm3
∂H2O=1g/cm3
m=1g/cm3 x 6cm3=6g
%(H g) = ((M (suelo (suelo húmedo)-M (suelo secado secado al horno)) x100 M (suelo secado al horno)
15= (6g/Msse) x100
Msse= 40g
Msh = Msse + M H2O =46g
3. ¿QUÉ CANTIDAD DE AGUA DEBE AGREGARSE A 100 G DE SUELO PARA SATURARLO COMPLETAMENTE SI SU DENSIDAD APARENTE ES DE 1?3 G/CM3? Msse = 100g
∂a = Msse/Vt
∂r = Msse/Vp
Vt = 100/1.3 Vt = 76.92 cm3
Vp = 100/2.6 Vp = 38.46 cm3
V H2O = 76.92 – 38.46 = 38.46 cm3 El agua que se necesita para saturarlo es: 38.46 cm3
4. HAGA UN ESQUEMA O GRAFICO DEL AGUA EN EL SUELO INDICANDO; FORMAS, COEFICIENTES HÍDRICOS, TENSIÓN DE RETENCIÓN EN ATMOSFERAS, CLASIFICACIÓN BIOLÓGICA, CLASIFICACIÓN FÍSICA, APARIENCIA DEL SUELO, ETC.
AGUA DEL SUELO
Tensión de
Clasificación
Clasificación
Clasificación
retención en
hídrica
física
biológica
Humedad equivalente
Cuando se somete un suelo saturado a una fuerza centrífuga.
Factores que afectan la retenció retención n de de a ua
Textura Materia orgánica Estructura
Punto de marchite
Capacidad de campo
Agua higroscópica Agua capilar
Punto en donde las plantas no pueden absorber agua.
Es el Límite de humedad
Agua gravitatoria
Agua útil Agua superficial
5.
COMPLETE EL CUADRO ANEXO, EN BASE AL GRÁFICO REFERENTE A CURVAS CARACTERÍSTICAS DE HUMEDAD.
SUELO
Hd v Hd v SATURACIÓN (%) (%) 8-14 4-7
A (arenoso) B(arcilloso) 50-54
25-27
CC Hd PM
v POROSIDAD ESPACIO (%) (%) AEREO (%)
AGUA ÚTIL (%)
2-5
25-30
18-26
2-5
14-17
50-55
23-38
10-13
6. A PARTIR DE LA SIGUIENTE TABLA DE DATOS ¿CUÁL DE LOS TRES SUELOS ESTÁ MÁS PRÓXIMO A LA SATURACIÓN? ¿POR QUÉ? TEXTURA
Arena franca Franco Franco arcilloso
DENSIDAD APARENTE (g/cm3) 1.6 1.4 1.2
PESO DEL SUELO HUMEDO (g) 148.5 154.3 161.7
PESO DEL POROSIDAD SUELO SECO (%) (g) 120 39,6 120 47.17 120 54.72
HdV(%)
38 40,02 41,7
Se dice que un suelo está saturado cuando los espacios vacíos de la muestra están ocupados por agua provenientes de la lluvia, l luvia, nieve, humedad atmosférica, riego, etc. El porcentaje de humedad volumétrica nos indica la fracción de suelo que contiene agua, a mayor porcentaje quiere decir que este suelo retiene más agua, por consecuente el tipo de suelo sería el franco arcilloso con un 41,7%.
IX.- BIBLIOGRAFIA:
LAGUNAS ALLUÉ, Alba. Evaluación del manejo de riego por medio de sensores en un cultivo de tomate para industria. Universidad Pública de Navarra. Escuela Técnica Superior de Agrónomos. Abril 2013 I.García; J.A. Jiménez; J.L. Muriel ; F. Perea y K. Vanderlinden. “Evaluación de sondas
decapacitancia para el seguimiento de la humedad de un suelo arcilloso bajo distintas condiciones y tipos de manejo”. Estudios de la Zona No Saturada del Suelo, vol. VII
(2005), p. 101-107 LEITÓN, J. 1985. Riego y drenaje. Costa Rica. Editorial universidad estatal a distancia. GLIESSMAN, S. 2002. Agroecología: procesos ecológicos en agricultura sostenible. Costa Rica. Catie. ZAVALETA GARCIA, Amaro. Primera edición 1992. Edafología. Capítulo 6. Propiedades físicas del suelo. Pág. 61-104 PORTA CASANELLAS, J., LOPÉZ-ACEVEDO REGUERÍN, M., & ROQUERO DE LABURU, C. (2003). Edafología para la agricultura y el medio ambiente. Madrid Barcelona México: Mundi-Prensa.
