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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA “Año del dialogo y reconciliación nacional”

Práctica Nº 6: El Agua del Suelo

Profesor: Pedro Pablo Gutierrez Vilchez Curso: Edafología Fecha de entrega: 21 de mayo Grupo: A Alumnos: Esmeralda Flor Cáceres Patricio 20170019 Miguel Armando Carrillo Gomez 20160123 Yashira Condori Quispe

20160124

Melanie Edith Zavala Mariluz

20170153

Lima-Perú, 2018

El Agua del Suelo

INTRODUCCIÓN El agua en el suelo influye en la consistencia, génesis, evolución, movilización y absorción de nutrientes por las plantas, regulación de la temperatura, procesos de óxido reducción, y problemas de erosión. Se habla del agua del suelo y no del agua en el suelo debido a que tiene características de solución-suspensión. Puede tener diversas sales disueltas, compuestos orgánicos o inorgánicos solubles, moléculas provenientes de la degradación de herbicidas y pesticidas y partículas coloidales, orgánicas o inorgánicas en suspensión. El agua y el aire ocupan el espacio de poros del suelo. En el estado de saturación todos los poros están llenos de agua líquida. El agua se halla también en la estructura de los cristales, la mayor parte como componente del cristal estando tan fuertemente ligada que se requieren altas temperaturas para eliminarla. La cantidad y el estado energético del agua en el suelo influyen en las propiedades físicas del suelo más que ningún otro factor. De ahí que las relaciones entre el agua y el suelo ocupen considerable extensión en todo estudio de física de suelos.

OBJETIVOS ─Determinar el contenido de humedad en muestras de suelo con el método gravimétrico. ─Determinar los coeficientes hídricos del suelo (capacidad de campo y punto de marchitez) a partir de la humedad equivalente (H. E.). ─Comparar el movimiento dl agua a través de tubos capilares conteniendo suelo de textura arenosa y franca.

REVISIÓN DE LITERATURA Método Gravimétrico Es el método tradicional para establecer el contenido de humedad de una muestra de suelo. La muestra es pesada, secada en un horno a 105 °C durante 24 horas, determinándose mediante una balanza el peso del agua y el peso de suelo seco. Con éstas medidas se determina el contenido de humedad con base en peso. Un suelo puede presentar en un momento dado un contenido de humedad con base en peso (W%) mayor al 100%, un ejemplo de esto es presentado por aquellos suelos que poseen altos contenidos de materia orgánica, así como densidades aparentes menores a 1.0 gr/cm3 , capaces de tomar más agua que la que pueden pesar cuando están secos. W (%) =

W (%) =

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜

𝑥 100

El gravimétrico es el único método directo para estimar el contenido de humedad en el suelo y es el estándar con el cual son comparados otros sistemas de estimación de humedad.

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El Agua del Suelo

Existen otros métodos de medición de humedad del suelo tales como la sonda de neutrones y el TDR, su ventaja consiste en producir resultados instantáneos; estos equipos requieren de calibración, que se realiza con el método gravimétrico. El método del tacto es un método sencillo y práctico. Se extraen muestras de suelo a distintas profundidades (0.00 a 30.00 y 30.00 a 60.00 cm) y se aprieta cada una de ellas hasta formar una bola; de acuerdo a su comportamiento se clasifica el grado de humedad. Un método indirecto de conocer el contenido de humedad en el suelo, muy usado para realizar programación de riegos, es el tensiómetro. Este mide el estado de energía del agua en el suelo, lo cual está relacionado directamente con el contenido de humedad del mismo.

Humedad Equivalente (H.E.) Existen variados métodos de medición indirecta que nos pueden proporcionar el valor de contenido de humedad de un suelo en sus diferentes puntos de coeficientes hídricos. La Humedad Equivalente (H.E.) es el porcentaje de humedad que queda en una muestra de suelo después de que esta ha sido sometida a una fuerza centrífuga mil veces mayor a la fuerza de gravedad durante un tiempo de 30 minutos a 2400 rpm. Se halla en base a la fórmula de humedad gravimétrica Con el valor de Humedad Equivalente se puede determinar el % de humedad a Capacidad de Campo (CC) y en Punto de Marchitez (PM). El resultado se aproxima a la capacitación de retención del suelo.

Capacidad de Campo (CC) Es el contenido de humedad de un suelo, después que el exceso ha sido drenado y la velocidad de descenso disminuida en grado constante. Se ha determinado en laboratorio, que cuando un suelo está en capacidad de campo, el contenido de agua está retenido con una tensión de 1/3 de atmósfera aproximadamente. Un suelo está a capacidad de campo después de dos o cinco días de aplicado el riego. La capacidad de campo es una constante característica de cada suelo y depende fundamentalmente de la textura, cantidad de materia orgánica y grado de compactación de éste. Si saturamos un suelo, la cantidad de agua que queda retenida en los poros sin ser arrastrada por el peso de la gravedad, es la Capacidad de Campo o Capacidad de Retención. La capacidad de campo se valora por el porcentaje en volumen de agua existente con respecto al suelo seco.La capacidad de campo representa el contenido de humedad del suelo, cuando el agua que este contiene, deja de fluir por gravedad, cuando este fenómeno ocurre, el agua libre o gravitacional deja de existir en el suelo. En el suelo provisto de un buen drenaje interno, la máxima capacidad de almacenamiento de agua está representada por la capacidad de campo.

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El Agua del Suelo

RESULTADOS Determinación del porcentaje de humedad: Método gravimétrico Muestra1: suelo de La Molina Profundidad muestreo 10 cm

del

Peso de la lata +peso del suelo seco a estufa 103.5 Hd v (%) 18.08

Peso de la lata 35.3 g

Peso de la lata +peso del suelo húmedo 111.15

Peso del húmedo 75.85

Peso del suelo seco a estufa

Hd g (%)

Densidad aparente

68.3

11.23

1.61

Poros

Textura al tacto

39.25

Arenoso

suelo

Determinación de la humedad equivalente (HE) Muestra2: suelo de la mesa 5 Mesa

Peso de la lata

5

16.2

Peso de la lata +peso del suelo seco a estufa 26.8

Peso del suelo seco a estufa

HE (%)

CC (%)

10.6

33.96

30.69

PM (%) 18.46

Peso de la lata +peso del suelo centrifugado 30.4 g

Agua aprovechable (%) 12.23

Peso del centrifugado 14.2

suelo

Textura al tacto Franco

Comparación del movimiento del agua por el proceso de capilaridad Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica TEXTURA

TIPO DE PORO QUE PREDOMINA

COMPORTAMIENTO DEL ASCENSO DEL AGUA

ARENOSA

Macroporo

ARCILLOSA

Microporo

El agua sube más rápido, pero alcanza menor altura El agua tiene menor velocidad, pero alcanza una mayor altura.

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El Agua del Suelo

DISCUSIONES ─Muestra número 1: Suelo de la molina suelo de textura arenosa con una densidad aparente de 1.61cm/cc contiene 39.35% de poros y presenta una humedad gravimétrica de 11.23 % lo cual nos indicaría, que, dentro de la masa de suelo húmedo de 75.85g, los 8.51g pertenecen a la masa agua que ocupara un volumen de 7.66cc dentro de la muestra. ─Muestra número 2: El suelo de la mesa 5 de textura al tacto franco, tiene HE de 33,96% hallado en base a la fórmula de la humedad gravimétrica, de este porcentaje podemos hallar que la capacidad de campo será 30,69% siendo este porcentaje, la cantidad de agua retenida en el suelo después de ser centrifugado, el punto de marchites se alcanza al llegar a un contenido de solo 18.46% de agua en el suelo, siendo esta cantidad inaprovechable por la planta entrando a estrés hídrico de la diferencia de estos 2 podemos hallar solo el 12.39% del agua contenido en la muestra es aprovechable por la planta. ─En la prueba de movimiento por capilaridad, se evalúan 2 suelos uno de T. Arenoso y otro de T. Arcilloso observando que en la muestra que contenía suelo de textura arenosa el agua ascendió rápido pero no pudo subir demasiado por la poca fuerza se absorción que poseen las partículas de arena en contraste con la muestra que contenía el suelo de textura arcillosa en la cual el agua subió a menor velocidad pero que logro alcanzar mayor altura que en el de textura arenosa por acción de las cargas en la superficie de las partículas de arcilla que retuvo al agua que ascendía.

CONCLUSIONES ─Se logró aplicar el método gravimétrico y determinar el contenido de humedad de la muestra del suelo que se nos asignó. Esto es importante pues conociendo el porcentaje de humedad de un suelo, se puede determinar la cantidad de agua que existe en el suelo en un momento determinado. Este dato es importante para calcular la lámina de riego o volumen de agua necesario para realizar un riego oportuno, si es que el agua presente en el suelo es muy poca, o en caso contrario, no realizar el riego. Así, se puede calcular la frecuencia de riego en un campo. ─se logró determinar los coeficientes hídricos del suelo (cc, capacidad de campo, y pm, punto de marchitez) a partir de la humedad equivalente (he). Coincidiendo así con lo planteado en la revisión de literatura. ─Se logró comprobar lo que se sabía de manera teórica; una textura arenosa favorece en gran medida el movimiento del agua, mientras que una arcillosa el movimiento no es muy significativo. Además, se observó que en una textura arenosa el agua sube más rápido pero alcanza una menos altura, y en una textura arcillosa el agua tiene menos velocidad pero alcanza una mayor altura.

BIBLIOGRAFÍA ─http://www.kalachero.com/index.php/categorias/blog/42-ingenieria-agricola/265determinacion-de-la-humedad-del-suelo ─Keller, T.; Håkansson, I. 2010. Estimation of reference bulk density from soil particle size ─http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/proctran.htm

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El Agua del Suelo

CUESTIONARIO 1.- ¿Qué factores afectan los valores de las constantes de humedad en el suelo? Para poder planificar adecuadamente la cantidad de agua que debe aplicare a un suelo para suplir la necesidad de nuestro cultivo es necesario conocer la cantidad de agua presente en el suelo, aunque estos datos sean aproximados, pero nos permiten tener una idea del estado de humedad del suelo. Constantes DE HUMEDAD: -Capacidad de campo (CC). -cantidad máxima que el agua puede retener contra el efecto gravitacional, -Punto de marchites (PM). -límite mínimo para obtener. -Humedad equivalente (HE). – Es la humedad que se obtiene cuando a un suelo saturado se le somete a una fuerza centrífuga aproximadamente de 2400r.p.m. Son varios los factores que afectan las constantes de humedad del suelo: -Textura: si es una textura fina hay mayores números de capilares por lo cual se retendría más el agua. Si fuera gruesa la retención seria menos cambiando los valores por ejemplo del punto de marchites. -Gravedad: la gravedad influye en el hecho de que el agua se va al subsuelo disminuyendo la cantidad de agua en el suelo del terreno. -Estructura. - la arcilla que tiene mayor cantidad de microporos retiene mayor cantidad de agua, por eso se le deberá regar menos q un terreno de arena. -Permeabilidad: la permeabilidad es la capacidad de un suelo de dejar fluir con facilidad el agua. Si un suelo es muy permeable se tendrá que regar más q uno menos permeable.

2.- Una muestra que al secarse a la estufa eliminó 6 cm3 de agua se determinó que contenía 15% de humedad gravimétrica. ¿Cuál era su peso original en húmedo? Se tiene que el volumen eliminado de agua es 6 cm 3, como la densidad del agua es 1g/cm 3 se puede decir que se eliminó 6 gramos de agua. Luego con el dato de %Hg que es igual a 15% podemos hallar la masa del suelo seco estufa. %Hg = (6g/Msse) * 100% ─> %Hg =15, entonces Msse = 40 g 6g = Mshúmedo – Msse ─> Msse = 40g, entonces Mshúmedo = 46 g

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El Agua del Suelo

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 y su densidad real es de 2.6 g/mc3? Para saturar completamente es necesario llenar todo el espacio poroso: %P = (1-da/dr) x 100% %P= 50 % Si el 50 % del volumen total de suelo son poros, podemos conocer cuánta agua vamos añadir, para esto trabajamos con la densidad aparente: Da = Msse/Vt ─> 1.3g/cc = 100/vt ─> vt= 76.9 cc 50% de 76.9 =38.45 cc Por lo tanto, es necesario agregar 38.45 cc de agua.

4.- Haga un esquema o grafica del agua del suelo indicando: clasificación física, clasificación biológica, etc.

AGUA GRAVITACIONAL El agua gravitacional o drenable, es la fracción del agua que ocupa los macroporos de 10 micras de diámetro (zona no saturada) Se infiltra arrastrada por la fuerza de gravedad a las capas más profunda.

AGUA CAPILAR

AGUA HIGROSCOPICA

Es la fracción del agua que ocupa los microporos. Se mantiene en el suelo gracias a las fuerzas derivadas de la tensión superficial del agua.

Es la fracción del agua absorbida directamente de la humedad del aire. Esta se dispone sobre las partículas del terreno en una capa de 15 a 20 moléculas de espesor y se adhiere a la partícula por adhesión superficial

CAPACIDAD DE CAMPO

PUNTO DE MARCHITEZ

AGUA HIGROSCOPICA

Es la máxima capacidad de agua que el suelo puede retener.

El contenido de humedad del suelo, donde la mayoría de las plantas no compensan la absorción radicular con la evo transpiración, mostrando signos de marchitez permanente. El agua está en condiciones es retenida por el suelo a tensiones o atmosferas de presión de 15 o más atmosferas.

Cuando el suelo está saturado por el agua sea por medios de la lluvia o riego, el agua ocupa todos los espacios de los porosos. El principal potencial es el gravitacional, teniendo en consecuencia que el agua comienza a drenar, percolando a través del perfil

La fuerza retención es de aproximadamente 1/3 de atmosfera. El agua es retenida en los microporos y en la superficie de las partículas por potenciales de presión, incluyendo capilaridad.

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AGUA SUPERFLUA El agua exceso que esta retenida no la pueden ser uso las plantas también por que disminuye la disponibilidad de oxígeno para las raíces y los microrganismo por exclusión del aire en los poros

AGUA DISPONIBLE

AGUA NO DISPONIBLE

Es aquella en que es disponible para la planta, encontrándose entre la capacidad de campo y el punto de marchitez. Se encuentra retenida entre a, 3 y 15 bares de tensión.

-No toda el agua que se encuentre disponible en el suelo es absorbida por las plantas con igual facilidad de retención eso se debe a la velocidad de la raíz en retener el contenido de agua.

FLUJO SATURADO

FLUJO NO SATURADO

En el flujo saturado todos los poros interconectados están llenos de agua, y la dirección del movimiento del flujo está regido por la gradiente hidráulica.

La zona en que los poros están llenos tanto de agua como de aire es la zona no saturada del suelo. Aquí, el espacio de poro efectivo para conducción es mucho menor que cuando el medio se satura y el espacio de los poros se llena normalmente con ambas fases de aire y líquida

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MOVIMIENTO DE VAPOR DE AGUA Es el movimiento interno y externo, de un suelo insaturado por diferencia en presión de vapor. El vapor del agua se mueve desde un suelo húmedo a un suelo seco, de una zona cálida a unas zonas más frías

El Agua del Suelo

5.- Complete el cuadro anexo, en base al grafico referente a curvas características de humedad Suelo

CC

PM

POROSIDAD

Arenoso Arcilloso

9% 38%

2% 34%

38% 53%

9

ESPACIO AEREO 32.8% 29%

AGUA UTIL 7% 4%

El Agua del Suelo

6.- A partir de la siguiente tabla de datos ¿Cuál de los tres suelos están más próximo a la saturación? ¿Por qué? El suelo franco Arcilloso está más próximo a la saturación al poseer mayor cantidad de poros y al tener arcilla en su composición también tiene gran facilidad de retención de agua gracias a las cargas que genera por su gran área superficial. TEXTURA

DENSIDAD APARENTE

PESO DEL SUELO HUMEDO (g )

PESO DEL SUELO SECO

POROSIDAD

HdV

(%)

(%)

(g)

Arena Franca

1.6

148.5

120

39.6

37.28

Franco

1.4

154.3

120

47.1

40

Franco Arcilloso

1.2

161.7

120

54.7

41.7

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