380551380-Informe-de-Edafologia-6

Agronomía

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Carlos Daniel Cardenas Clemente

28/6/2023

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE AGRONOMÍA - DEPARTAMENTO DE SUELOS
CURSO: EDAFOLOGÍA – LABORATORIO INFORME 6

Agua del suelo

Nombres y apellidos del alumno:

· Javier Rosales Valverde Código: 20160368
· Olenka Kocchiu Burga Código: 20160038
· Ayrton Bautista Reynoso Código: 20160332
· Diego Patiño Troncos Código: 20161056
· Luis Antonio Olives Perea Código: 20171619

Facultad y especialidad: Agronomía - Suelos

Horario de práctica: lunes, 8 - 10 am

Profesor de práctica: Pedro Pablo Gutiérrez

Fecha de la práctica: lunes 14 de abril

LIMA – PERÚ
2018

Introducción
El agua es una sustancia, que junto con el suelo se considera un sistema integrado suministrador de agua para las plantas y todo ente viviente del suelo. Con capacidad de fluir y adherirse almacenándose y utilizándose cuando se requiera. El agua que entra en el suelo circula por el espacio de huecos y pasa a ocupar total o parcialmente los poros, donde también es retenida. El agua disuelve y transporta elementos nutritivos y hace posible su absorción por el sistema radicular. El comportamiento básico del suelo está básicamente determinado por el contenido de agua, que influye en la consistencia, penetrabilidad, temperatura, etc.

Objetivos
1. Aplicar métodos gravimétricos para determinar el contenido de humedad en una muestra de suelo.

2. Determinar los coeficientes hídricos del suelo (capacidad de campo y punto de marchitez) a partir de la humedad equivalente (H.E.).

Revisión de literatura
Cuantificación de la humedad en el suelo:
Existen diversos métodos para determinar la humedad del suelo, pero independientemente del tipo de método aplicado, en cada caso es indispensable determinar la humedad del suelo en numerosos puntos del sitio de estudio, debido a su alta variabilidad espacial. Un análisis estadístico de la variabilidad de la humedad del suelo observada en los puntos de medición permite calcular el error promedio. Dichos análisis hacen posible determinar el número de puntos de medición requeridos para una exactitud prevista del valor medio.
El método tradicional usado en laboratorio es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea: w = (Ww / Ws ) * 100 ( % )
· donde:
w = contenido de humedad expresado en % Ww = peso del agua existente en la masa del suelo
Ws = peso de las partículas sólidas
Además, el contenido de humedad se puede expresar en unidades de masa (peso), y volumen:
· Peso…………….Humedad gravimétrica
· Volumen……...Humedad volumétrica

A. Determinación del porcentaje de humedad: Método gravimétrico:

El método gravimétrico es el único método directo de medición de la humedad del suelo. Dicho método consiste en tomar una muestra de suelo, pesarla antes y después de su desecado y calcular su contenido de humedad. La muestra de suelo se considera seca cuando su peso permanece constante a una temperatura de 105'C. Este es el más exacto para medir el contenido de humedad del suelo y resulta necesario para calibrar el equipo utilizado en los demás métodos.

La humedad gravimétrica se determina tomando una muestra de suelo dentro de un recipiente, pesar la muestra húmeda (Psh), y después colocarla en un horno por 24h a 105ºC. Al sacarla del horno y enfriarse se obtiene el peso de la muestra seca (Pss). (Núñez, 1981, p. 76)

El contenido de humedad del suelo puede expresarse gravimétricamente mediante la siguiente fórmula que expresa el porcentaje de humedad del suelo basado en el peso del suelo seco:

W= Porcentaje de humedad gravimétrica= (Psh – Pss) 100
Pss

Y volumétricamente se puede expresar así:
θ= Porcentaje de humedad volumétrica= (Volumen de H2O en el suelo) 100
Volumen total del suelo

La relación entre humedad gravimétrica y volumétrica es:

θ = ρa x W
ρH20
· Donde:
ρa: Densidad aparente del suelo g/cm3 ρH20: Densidad del agua g/cm3 W: Porcentaje de humedad gravimétrica
θ: Porcentaje de humedad volumétrica

Humedad volumétrica (Mg/ha) = Pca x θ

B. Determinación de la humedad equivalente (H.E):

Es la humedad total contenida por los materiales finos de un suelo en su capacidad de campo. S e obtiene después que una muestra de suelo ha sido sometida a una fuerza centrífuga 1000 veces mayor a la fuerza de gravedad durante un tiempo de 30 minutos a 2400 rpm. Además, el valor de humedad de la capacidad de campo es semejante al de la humedad equivalente.

Con el valor de la H.E se puede determinar el % de humedad a capacidad de campo (CC) y el punto de marchitez (PM):

CC (%) = 0.865 X H.E + 2.62
· Aplicable en suelos de textura: Franco, franco arcilloso, franco limoso arenoso, arcilloso.

CC (%) = 0.865 X H.E + 2.62
· Aplicable en suelos de textura: Franco arenoso y arenoso.

PM (%) = H.E / 1.84
· Para determinar el PM:

Agua aprovechable = %CC - %PM
· También podemos determinar:

C. Visualización del movimiento del agua por el proceso de capilaridad:

Si hablamos del agua en el suelo, debemos mencionar el ascenso capilar, propiedad del agua que le permite “trepar” las paredes de los sólidos y ascender en altura. Los suelos arcillosos, al dejar poros menores, sufren un mayor ascenso que aquellos suelos que poseen más arenas.

En función del tipo de suelo, el ascenso de agua por capilaridad estará sometido a valores de succión distintos, dado que el diámetro de los capilares varía con los tipos de suelo. En la siguiente tabla, se presentan datos aproximados de la altura de columna de agua que puede subir el agua por los capilares de los distintos tipos de suelo.

Resultados
Determinación del porcentaje de humedad: Método Gravimétrico
Prof. de muestreo
(cm)
Peso de la lata (g)
Peso de la lata + suelo húmedo (g)
Peso del suelo húmedo (g)
Peso de la lata + Psse
(g)
Peso del suelo seco a estufa (g)
Hd g (%)
Densidad aparente
(g/cc) (Dato de la práctica anterior)
Hd v (%)
Poros (%)
Textura al tacto
40
45
154.0
109.0
138.8
93.8
10.95
1.32
14.45
50.19
Franco

Determinación de la Humedad Equivalente (H.E.)

Mesa

Peso de la lata (g)
Peso de la lata + suelo
centrifugado
(g)
Peso del suelo
centrifugado
(g)
Peso de la lata + Psse (g)
Peso del suelo seco a estufa (g)
H.E.
Capacidad
de Campo
(%)
Punto de
Marchitez
(%)
Agua
aprovechable (%)
Textura al tacto

2
14.1
28.1
14.0
24.7
10.6
32.08
30.37
17.43
12.94
Franco arcilloso

Comparación del movimiento del agua por el proceso de capilaridad
Suelo
Textura
Tipo de poros que predomina
Comportamiento del ascenso del agua
La Molina
Franco
Microporos
Ascenso lento y llega a una mayor altura.
Muestra de arena
Arenoso
Macroporos
Ascenso rápido pero de baja magnitud.
Discusiones
Los tres experimentos realizados se hicieron con distintas muestras de suelo. El experimento para la determinación del porcentaje de humedad por el método gravimétrico se hizo con el suelo de la UNALM, del campo de cultivo cercano al laboratorio de edafología. El experimento donde se determinó la humedad equivalente se hizo con la muestra de suelo proporcionada por el laboratorio, la cual ya ha sido estudiada en las dos prácticas anteriores a ésta. Finalmente, la comparación del movimiento del agua por proceso de capilaridad se hizo comparando una muestra del suelo de La Molina con una muestra de arena.
Determinación del porcentaje de humedad: Método Gravimétrico
En el primer experimento se determinó que la muestra de suelo tenía un porcentaje de humedad gravimétrico de 10.95%, lo que significa que aproximadamente la décima parte del peso del suelo es constituido por agua. Usando la densidadaparente hallada para este suelo en la práctica anterior se estimó una humedad volumétrica de 14.45%.
De acuerdo a la Tabla 1, producida por Israelsen y Hansen (1979), la humedad volumétrica de un suelo franco está entre 14% y 20%, mientras que la humedad gravimétrica se encuentre entre 10% y 14%. Los valores hallados en el laboratorio se encuentran dentro de los rangos estimados, lo cual es un indicador de que el experimento fue realizado adecuadamente. Además, este resultado reafirma que el suelo cercano al Laboratorio de Edafología es de textura franca, lo cual se concluyó luego de determinar su textura por el método del tacto y al hallar su densidad aparente con el método del cilindro en prácticas anteriores.
Tabla 1: Resumen de las propiedades físicas del suelo según texturas (Israelsen y Hansen, 1979).

Determinación de la Humedad Equivalente (H.E.)
Se determinó que la humedad equivalente de la muestra de suelo es de 32.08%. Este resultado significa que aproximadamente la tercera parte del peso del suelo es constituida por el peso del agua en éste, aún luego de haber sido centrifugado.
Al usar una fórmula de conversión para suelos franco-arcillosos se calculó que la capacidad de campo del suelo (en % de su peso) es de 30.37%. Si se usa la densidad aparente calculada en la prácticas anteriores (1.11 g/cm3), se calcula que la capacidad de campo (en % de su volumen) es igual a 33.71%. La capacidad de campo es alcanzada cuando todos los microporos del suelo están llenos de agua. Por lo tanto, el 33.71% del volumen de este suelo es ocupado por microporos. La gran cantidad de microporos es un indicador de que en el suelo predominan partículas muy finas
(arcillas).
En prácticas anteriores se estimó que la muestra de suelo usada en este experimento es de clase textural franco-arcillosa. Como se observa en la Tabla 1, Israelsen y Hansen (1979) estimaron que el % de capacidad de campo de un suelo francoarcilloso se encuentra entre 23% y 31%. El valor hallado (30.37%) se encuentra dentro de este rango, confirmando así la validez del experimento y confirmando los resultados de los anteriores experimentos sobre la determinación de textura y de densidad. Comparación del movimiento del agua por el proceso de capilaridad
Este experimento se basó en la observación del ascenso del agua en dos distintas muestras de suelo. Se observó que en el suelo de arena el ascenso del agua era mucho más rápido, mientras que en el suelo de La Molina era más lento. Sin embargo, luego de unos minutos en el suelo arcilloso el agua había ascendido a mayor altura. Este fenómeno se explica porque el suelo arenoso tiene una mayor cantidad de macroporos, que son aquellos poros por los que el agua se mueve con mayor facilidad. Sin embargo, el agua de estos poros no puede ser absorbida por las raíces de las plantas. Por otro lado, el suelo de La Molina tiene una mayor cantidad de microporos, y por ser de partículas pequeñas (textura franca) también tiene una mayor porcentaje de porosidad. El agua se desplaza a menor velocidad por los microporos, pero sí puede ser absorbida por las raíces de las plantas.
Conclusiones
Se aplicó el método gravimétrico para determinar el contenido de humedad en una determinada muestra de suelo, con los resultados obtenidos y comparado con los demás grupos podemos concluir que ha sido realizado de manera satisfactoria.
Se logró determinar los coeficientes hídricos del suelo (Capacidad de Campo y Punto de Marchitez) a partir de la humedad equivalente (H.E), obtenida al someter la muestra a una fuerza centrífuga mil veces mayor a la fuerza de gravedad durante un tiempo de 30 minutos a 2400 rpm. La humedad equivalente se halla en base a la fórmula de humedad gravimétrica, y los valores obtenidos concuerdan con los de la muestra trabajada.
El movimiento del agua por el proceso de capilaridad permitió la visualización de la rapidez y forma en que se expande el agua según los determinados tipos de suelo. Ascendiendo rápidamente en el suelo arenoso, pero teniendo mayor altura en el suelo arcilloso.
Bibliografía
· Núñez, Jorge (1981). Fundamentos de edafología.
· Santos, J.M; Fernández de Villarán San Juan, R; Corral Pazos de Provens, E; Rapp, I. Estimación de la capacidad de retención de agua en el suelo: Revisión del parámetro CRA (en línea). Revisado el 18 de mayo de 2018. Disponible en: http://www.inia.es/gcontrec/pub/DOMINGO-FERNANDEZCORRAL.._1144396344750.pdf
· Organización Meteorológica Mundial, 1992: Snow Cover Measurements and Areal Assessment of Precipitation and Soil Moisture (B. Sevruk). Informe de hidrología operativo No. 35, OMM-No. 749, Ginebra.
Cuestionario:
1. ¿Qué factores afectan los valores de las constantes de humedad en el suelo?
La cantidad de agua en el suelo no está determinada solamente por la cantidad de lluvia sino también por las propiedades químicas y la estructura física del suelo, incluyendo los poros. Los suelos difieren en su estructura y capacidad para mantener la disponibilidad de agua para las plantas, dependiendo de:
· La textura
· Estructura
· El contenido de materia orgánica
· Clima
Bibliografía:
· CONTI, M. 2000. 2° Edición. Principios de Edafología.
· FOTH, H.D. 1986. Fundamentos de la ciencia del suelo
2. Una muestra que a secarse a la estufa elimino 6 cm3 de agua se determinó que contenía 15% de humedad gravimétrica. ¿Cuál era su peso original en húmedo?
V= 6cm3 DH2O=1g/cm3 m=1g/cm3 x 6cm3 = 6 gramos
) x 100 entonces la Masa el suelo Húmedo= 46 gramos
Mseco=40g
3. ¿Qué cantidad de agua debe agregarse a 100g de suelo para saturarlo completamente si su densidad aparente es de 1.3 g/cm3 y su densidad real es de 2.6 g/cm3?
Cuando el suelo está saturado todos los poros deben estar llenos de agua. Si: % Macroporos + % Microporos = % Porosidad

Entonces, para que el suelo esté saturado debe tener una humedad volumétrica de 50%. Convirtiendo con la fórmula:
𝐻𝑣 (% 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛) = 𝐻𝑔(% 𝑝𝑒𝑠𝑜) × 𝑑𝑎
50% = % 𝐻𝑔 × 1.3
% 𝐻𝑔 = 38.46 %
Como se tienen 100 g de suelo, 38.46 % equivalen a 38.46 g de agua, si la densidad del agua es 1.0 g/cm3 entonces se requieren 38.46 cm3 de agua para saturar 100 g del suelo.
4. Haga un esquema o grafico del agua en el suelo indicando: Coeficientes hídricos, tensión de retención en atm, clasificación biológica, clasificación física, apariencia del suelo, etc.

Clasificación
biológica

Clasificación
física

Agua del suelo

Coeficientes
hídricos

Tensión de
retención

Agua
disponible

Agua no
disponible

Agua
superflua

Agua
higroscópica

Agua capilar

Agua
gravitacional

Capacidad de
campo