clase 7,8 - 27, 28 de septiembre (fase sólida - textura y agregación)

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ciertas conexiones entre la química, física y biología

química-física: contaminación

física-biología: riego y drenaje

química-biología: fertilidad del suelo o génesis del suelo

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el suelo es un sistema de tres fases

líquida: espacio poroso

gaseosa: espacio poroso

sólida: partículas

el suelo es un medio poroso, por lo tanto puede retener y conducir agua. también puede retener elementos y compuestos químicos (absorción)

  • absorción: retención de elementos y compuestos químicos

ambiente físico - fase sólida

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dos propiedades de gran relevancia

a) tamaño de las partículas (textura)

b) agregación de las partículas del suelo


las partículas individuales se agregan formando agregados

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  • dunas: rápida filtración del agua

textura (tamaño de partículas)

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se refiere al contenido relativo de partículas minerales de tamaños < a 2 mm

no se consideran las partículas orgánicas, se consideran las partículas minerales

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las partículas se clasifican en tres grupos

arena: 0,05 - 2 mm

limo: 0,002 - 0,05 mm

arcilla: < 0,002 mm

  • el tamaño de las partículas determinarán ciertas propiedades
  • algunas arcillas se pueden movilizar por los poros del suelo
  • las partículas > a 2 mm no se consideran
  • las partículas < a 2 mm son fragmentos rocosos

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las partículas del suelo se pueden dividir en dos grandes fracciones

fracción gruesa: > 2 mm

fracción fina: mayor o igual a 2 mm

  • la fracción gruesa no se cuenta ya que no tiene ningún tipo de interacción con el suelo (partículas inorgánicas), no retienen agua
  • en un suelo pueden entrar las dos fracciones
  • cada una de las partículas de la fracción fina se van a ir mezclando
  • textura: mezclas de partículas finas

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textura: proporción relativa de las partículas de arena, limo y arcilla --> distribución del tamaño de las partículas

% de limo

% de arcilla

% de arena

  • estos porcentajes nos darán clases texturales
  • las arenas y los limos son las mismas partículas, con la misma composición mineral que se encuentra en el material parental poco intemperizado
  • las arcillas se han transformado a partir de los minerales que estaban en el material parental
  • las arcillas son laminares, permitiendo que se retengan iones

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clases texturales y triángulo textural

  • clases texturales: agrupamientos de partículas de propiedades similares

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clases texturales

arcilloso: el espacio poroso está constituido solo por poros muy pequeños, provocan flujo de agua lento, mala aireación, excesiva compactación

arcillo arenoso

franco arcilloso

arcillo limoso

franco areno arcilloso

franco arcillo limoso

arena franca

franco arenoso

franca: distribución bien proporcionada de arena, limo y arcilla. retiene muy bien el agua y los nutrientes, permite espacio poroso. buena condición de aireación

franco limoso

arena franca

arena: mala agregación de las partículas, mala retención de agua y nutrientes, materiales sueltos

limo: partículas de materiales primarios (poco reactivos), mala retención de nutrientes, mala agregación, mala circulación del agua, mala aireación

casquillos

gravas

piedras

arcilla

limo

arena

  • arena: muy fina, fina, media, gruesa, muy gruesa

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  • suelos arenosos no retienen mucha agua, las partículas no se agregan muy bien, tienen buena aireación
  • los suelos francos tienen mayor retención de agua y por ende mayor retención de nutrientes que las plantas pueden absorber, buena aireación, suelos fáciles de trabajar
  • cuando los suelos tienen mayor M.O aumentan los montos de fertilidad

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cómo se determina la textura de un suelo

métodos de laboratorio

  • las clases arcillosas también retienen mucha agua porque los poros son muy pequeños pero no entregan el agua a las plantas con tanta facilidad, el suelo tiene que estar muy húmedo para que esa agua se entregue a las plantas

método mecánico de tamizado

  • para determinar el mejor tipo de suelo se tiene que tener en cuenta el contexto, tener en cuenta más de una variable

para separar el limo de las arcillas se usa el método en base a la sedimentación de las partículas (método de Bouyoucos)

  • decantación: las partículas más grandes decantan primeros
  • las arcillas (materiales secundarios) son las últimas en decantar y quedan en suspensión

método de campo: se utiliza el tacto

agregación y estructura de las partículas

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la estructura del suelo es el resultado del arreglo espacial entre las partículas y los poros del suelo

  • los agregados dan una estructura al suelo

la estructura se refiere al arreglo de partículas de suelo en unidades llamadas agregados

  • los agregados y las partículas dan un arreglo espacial

los agregados se forman preferentemente de manera natural y se separan por planos de debilidad

  • una partícula se une junto a otra de manera natural
  • los terrones se forman de manera artificial

los agregados tienen diferentes tamaños y formas, conformando diferentes estructuras

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procesos que generan los agregados del suelo

congelamiento y descongelamiento (expansión y contracción)

humedecimiento y desecación (expansión y contracción), la M.O aporta en este proceso

actividad de raíces (expansión y contracción)

actividad microbiana: cubrir y enlazar las partículas del suelo --> agentes cementantes

tipo de iones presentes en el medio pueden dispersar o enlazar las partículas del suelo

  • agregados de arena: débiles
  • partículas orgánicas e inorgánicas

animales del suelo

  • humedecimiento y desecación más comunes en suelos con partículas de arcillas expandibles y limosos
  • áreas lacustrina: lago que se secó
  • contracción: pérdida de agua
  • imagen: las raíces atraviesan a los agregados debido a pelos radicales que van a dar una especie de sostén, haciendo que las partículas del suelo se puedan adherir a los pelos radicales y las raíces secundarias. las raíces funcionan como anclaje. las raíces entregan sustancias mucilaginosas que adhieren a las partículas

procesos de agregación de partículas a diferentes elementos orgánicos

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  • hifa
  • hifa de hongo tiene cargas positivas en su superficie
  • exodiopolímero: compuesto orgánico que secreta la hifa

la mayor parte de las arcillas del suelo (minerales secundarios) al momento de crearse toman carga eléctrica, por lo tanto sus superficies se encuentran cargadas (la mayoría de las veces tienen carga negativa)

  • las arcillas con carga negativa se atraen a las cargar positivas de los diopolímeros (secretados por hifas), ocurriendo una absorción, se adhieren las partículas de arcilla alrededor de la hifa
  • el movimiento hace que las partículas se vayan uniendo, además de la existencia de diopolímeros
  • en las micorrizas está ocurriendo este fenómeno de compresión de las partículas y además, adhesión producto de los biopolímeros

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estabilización de los agregados

  • cuando está muy seco el ambiente ocurre una cementación que es repelente al agua
  • al tener mucha agua las partículas se van a desagregar
  • producto de la formación de biopolímeros que se cementaron con las partículas de suelo
  • la repelencia al agua indica que no se van a romper tan fácilmente los microagregados
  • las hifas hacen una malla (enredo) que ayuda a estabilizar
  • las hifas y la M.O ayudan

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desintegración de los agregados

  • cantidad de actividad enzimática que va a estar descomponiendo los compuestos orgánicos
  • hifas: absorben nutrientes
  • enzimas que van a descomponer materiales orgánicos
  • la misma hifa al crecer puede desintegrar

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estructura: arreglo tridimensional de las partículas del suelo + M.O + agregados + espacio poroso

formas de los agregados

bloques angulares: ángulos abruptos

laminar: fenómenos de compactación, son estructuras no muy buenas, a las raíces les cuesta mucho penetrar y poder desarrollarse

bloques subangulares: bloques que no tienen superficies angulosas, en horizontes B

prismáticos (ángulos bien definidos) / columnas (angulosas en superficie) alto contenido de Na+

granular: alto contenido de M.O y en horizontes A

  • dependen de la cantidad y tipo de M.O y el tipo de partículas minerales
  • (+) arcilla --> (+) agregación
  • arena --> no se tiene mucha agregación
  • rojizos: óxido e hidróxidos de hierro y aluminio --> tipo de arcilla extremadamente pequeña
  • granular relacionada con actividad biológica, acción de fauna, consumo de M.O, agregación por la M.O, permiten una buena filtración y que las partículas queden protegidas de la acción de la lluvia, por lo tanto no se disgregan las partículas fácilmente
  • moteados: manchados producto de la subida y bajada del agua
  • los planos de debilidad se forman por la expansión y contracción
  • laminares: cuando se seca el suelo y compactación
  • migajosa

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  • los agregados se pueden ir separando, ya que se forman en diferentes escalas de dominio
  1. las partículas de arcillas se van uniendo con agentes cementantes (poros y una masa de partículas agregadas)
  1. luego las partículas de arcillas pueden estar rodeando a bacterias o a residuos de M.O humificada o residuos de microorganismos
  1. luego comienzan a participar las hifas rodeadas de partículas de arcilla en conjunto con bacterias y con paquetes de arcilla, formando un agregado de mayor tamaño
  • las partículas primarias se van uniendo con el humus y generando diferentes escalas
  • complejos arcillos humicos

relevancia de la agregación

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capacidad de aireación

resistencia de erosión

movimiento (filtración de agua) y capacidad de retención de agua

desarrollo de raíces

secuestro de carbono (estabilización de la M.O): se crea una especie de barrera contra el O2 y microorganismos

  • la M.O tiene carbono
  • el laboreo del suelo genera terrones que quedan expuestos al impacto de las gotas de lluvia, disgregando las partículas
  • el efecto de la gota de lluvia y su tamaño en la energía de impacto y la posibilidad de desagregación de partículas
  • los procesos erosivos se evitan manteniendo una buena cobertura y generando más M.O
  • tamizado para determinar la estabilidad de un agregado, si se dispersa el agregado es poco estable

la M.O afecta al proceso de agregación al constituir una fuente de alimento para la biota del suelo. la M.O y la biota del suelo (microorganismos, fauna y raíces de las plantas) tienen un rol en el desarrollo o la protección de los agregados del suelo

  • la agregación evita la salida de CO2 en grandes cantidades