EL AGUA EN EL SUELO

Constituye la fase lquida del suelo. Es indispensable para la vida y en especial para las plantas. Interaccin agua-suelo condiciona propiedades fsicas del medio para el

crecimiento de las plantas. Disponibilidad.- depende de la tensin con la que est retenida por las partculas del

suelo.

DFICIT EXCESO

Regar Rango ptimo Drenar

El agua y los iones disueltos (minerales) forman la solucin del suelo.

FUNCIONES MS NOTABLES

Satisface requerimientos de la evapotranspiracin (plantas y suelo) Disuelve minerales del suelo y es alimento de la planta. En el proceso de Fotosntesis.- se une al CO2 del aire para formar sustancias

orgnicas.

6CO2 + 6H2O + energa solar --> C6H12O6 + 6O2

Transporta minerales desde las races hojas; y, las sustancias orgnicas desde las hojas para su uso.

Da consistencia a los tejidos de las plantas. Regula la temperatura de las plantas; evita el enfriamiento o calentamiento excesivo

(Ej. El riego nocturno evita las heladas);

Si la temperatura T aumenta demasiado las plantas transpiran para bajar T; por otro lado, al evaporarse absorbe calor.

Se absorbe por las races y slo en pequea parte por los estomas de las hojas. La fuente principal es la lluvia. El almacenamiento en el suelo depende: textura, estructura y profundidad. Tiene relacin con la elasticidad, adherencia, compactibilidad, penetrabilidad y

trabajabilidad del suelo.

RETENCIN DE HUMEDAD (FASES DEL AGUA EN EL SUELO)

Los poros del suelo estn ocupados por: Aire.- en mayor parte de poros (macroporos > 60 micras). Agua.- en poros pequeos (microporos < 60 micras).

Permeabilidad: capacidad del suelo para permitir el paso de H2O y aire. Conceptos a considerar:

a. INFILTRACIN: movimiento del H2O hacia el suelo. b. PERMEABILIDAD: movimiento del H2O dentro el suelo.

c. HUMEDAD: capacidad de almacenaje, contenido en el suelo. d. TENSIN DE HUMEDAD: disponibilidad de agua para las plantas.

LA CANTIDAD DE AGUA PRESENTE EN EL SUELO DETERMINA:

1. SUELO SATURADO

Mxima retencin despus de una lluvia o riego. El agua ocupa poros grandes y pequeos. El aire es desplazado. Suelo saturado = porosidad total (todos los poros llenos de agua). Si la saturacin persiste las races no acuticas se ASFIXIAN.

2. CAPACIDAD DE CAMPO (CC). Lmite superior de agua aprovechable

Contenido de humedad que tiene el suelo luego que se ha drenado el exceso. El agua de los poros grandes cae al subsuelo por gravedad. El agua ahora ocupa los microporos y el aire gran parte de los macroporos. En suelos bien drenados ocurre luego de 2-3 das de una lluvia copiosa o riego,

siendo ms rpida en suelos arenosos.

El agua se mueve ms lentamente ya que se desplaza o distribuye por capilaridad (microporos).

El contenido de H2O que el suelo puede retener a CC depende de la textura y de la estructura que condicionan el tamao de los poros.

Ej.: Suelo arenoso, CC 10% de su peso en H2O. Suelo Franco Arenoso, CC 19% de su peso en H2O. Suelo Arcillo-limoso, CC 30% de su peso en H2O.

En CC la tensin de humedad vara entre 0.10.5 atmsferas (0.10.5kg/cm2).

CAPACIDAD DE

CAMPO Tensin de humedad Suelos

2/33.03

1cmkgatmsfera

PESADOS

arcillosos

2/10.010

1cmkgatmsfera

LIVIANOS

Arenosos

3. COEFICIENTE DE MARCHITEZ (PM). Lmite inferior de agua aprovechable

Contenido de humedad en el cual las plantas se marchitan en el da, pero en la noche se recuperan, hasta que ya no pueden hacerlo y el suelo llega a su nivel

crtico de humedad o PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE (PMP).

Se da porque a partir de CC el H2O se va perdiendo por: transpiracin, evaporacin y absorcin de las plantas.

Corresponde aproximadamente al 50% del agua aprovechable.

Se da a una succin de 7 32 atmsferas; Depende de la textura del suelo:

a. Arena 2 5 % de su peso H2O b. Limo 8 10 % de su peso H2O c. Limo arcilloso 15% de su peso H2O

A partir de aqu el agua se pierde slo por EVAPORACIN.

4. COEFICIENTE HIGROSCPICO (CH)

o Agua que permanece en el suelo, despus de secado al aire. o El suelo en un ambiente saturado con vapor de H2O pierde el agua lquida an

retenida en los microporos ms pequeos, mientras el resto queda asociada a la fraccin coloidal (arcillas y humus).

o El suelo con ms coloides tiene ms agua higroscpica. Por tanto, los suelos arenosos poca agua higroscpica.

o La tensin de humedad del coeficiente higroscpico es de 31 atmsferas.

SUELO SATURADO

CAPACIDAD DE CAMPO

PUNTO DE MARCHITEZ

COEFICIENTE HIGROSCPICO

Fig. 1. Diagrama que muestra los volmenes de slidos, agua y aire en un suelo

limoso a diferentes contenidos de humedad.

5. AGUA APROVECHABLE [AA (%)]

o Cantidad de agua que se encuentra entre CC y PM

6. AGUA HIGROSCPICA

o Contenido de agua que contiene el suelo luego de haber sido secado al aire o El residuo de agua que an queda luego de este proceso est qumicamente

combinada con las partculas del suelo

o Esta agua puede ser eliminada sometindola a la estufa a 105C110C por 24 horas, hasta peso constante.

atmsferasx 15

AA = CC - PM

RETENCIN DEL AGUA EN EL SUELO

Varias fuerzas tienden a retener o reducir la cantidad de agua en el suelo.

ADHERENCIA: Atraccin entre partculas slidas y molculas de agua (relacin suelo-agua). Mediante la adherencia las partculas del suelo quedan recubiertas por

H2O.

COHESIN: Atraccin de las molculas de H2O entre s. (relacin agua-agua). Mediante la cohesin otras molculas de H2O se unen a esa pelcula.

Las dos fuerzas controlan el movimiento y la utilizacin del agua.

Una pelcula delgada retenida sobre los slidos del suelo tiene > fuerza. A medida

que se hace ms gruesa las fuerzas de retencin son menores y el agua puede

moverse ms fcilmente por gravedad o por atraccin de pelculas de agua vecinas

de menor espesor o menor contenido de agua.

En consecuencia: el H2O se mueve desde un nivel de menor energa a otro de mayor energa (fuerza de retencin o tensin de humedad).

Ambas son fuerzas de atraccin superficial, por tanto: El agua retenida es funcin de la tensin superficial de las partculas slidas. Los suelos finos retienen ms agua que los suelos de textura gruesa. La fuerza con la cual el agua es retenida se llama TENSIN DE HUMEDAD,

SUCCIN O POTENCIAL DE HUMEDAD.

FUERZAS DE REDUCCIN DEL AGUA EN EL SUELO

1. Gravedad.- determina el potencial gravitacional que es la fuerza ejercida por la gravedad sobre la energa libre del agua del suelo.

En un punto determinado est dado por la elevacin de dicho punto respecto a otro punto o nivel de referencia.

Determina el movimiento del agua hacia abajo; de mayor a menor potencial gravitacional.

2. Capilaridad.- determina el movimiento del agua en todas direcciones. El agua que se dirige hacia arriba se evaporar. Se expresa como succin capilar o potencial capilar, que es: el trabajo que se

requiere para mover una unidad o masa de agua contra las fuerzas capilares desde

la superficie del agua hasta el punto sobre sta. Describe el efecto que tienen las fuerzas capilares sobre la energa libre del agua

del suelo.

3. Absorcin por las plantas.- determina la fuerza que ejercen las plantas para absorber el agua que rodea a las races y se expresa: en tensin de humedad o

potencial de presin que se indica en:

Atmsfera= 1,033 kg/cm2 = 1.033,6 g/cm2 Bar = 0,987 atmsferas Altura de columna de agua cuya base es 1 cm2 1 atmsfera = 1033,6 cm de columna de agua.

En la absorcin la facilidad para que las plantas tomen el agua depende de la mayor o menor fuerza con que sta es retenida

Suelos arenosos: menor fuerza de retencin que los arcillosos:

CC: 1/10 atmsferas = a 0.1 y CC= 1/3 atmsferas = 0.33

(Arenosos) (Arcillosos)

El potencial de presin est en relacin con: Succin capilar: trabajo que se requiere para mover una unidad de masa de

agua contra fuerzas capilares.

Presin hidrosttica bajo un nivel fretico, es el lugar en el que se encuentra el agua subterrnea. En este nivel la presin de agua del acufero es igual a la

presin atmosfrica. Tambin se conoce como capa fretica, manto fretico,

napa fretica, napa subterrnea, tabla de agua o simplemente fretico.

Presin de agua inducida por un flujo de agua. Presin inducida, ej.: aire comprimido, esfuerzos mecnicos o espacios vacos.

Potencial osmtico: efecto de las sales solubles del suelo en la energa libre del

agua del suelo y el efecto de iones sobre los coloides del suelo (arcilla, materia

orgnica). Se debe a las diferencias de concentracin a ambos lados de una

membrana semipermeable; el flujo se produce hacia la solucin ms concentrada

Al disminuir la energa potencial del agua del suelo, el movimiento del H20 hacia

las races es limitado puesto que stas tienen una membrana selectiva permeable.

Agua con < contenido de sales MAYOR Energa Potencial.

Agua con > contenido de sales MENOR Energa Potencial.

Potencial matriz: atraccin capilar y fuerzas moleculares que retienen el agua de hidratacin en los coloides del suelo. Cuanto ms seco est un suelo, mayor

ser el potencial mtrico y es mayor la presin necesaria para extraer agua.

CURVA CARACTERSTICA DE LA HUMEDAD DEL SUELO

El agua del suelo es retenida por las partculas con > o < intensidad segn la cantidad de H2O existente.

A medida que el suelo pierde agua sta es retenida con > intensidad, as: Suelo a CC=1/3 atmsferas 1/10 de atmsferas. Suelo a PM=15 atmsferas.

Energa de H2O retenida por el suelo:

pF= logaritmo de la altura de columna de H2O expresada en cm. pF= log 10 lhl

a: suelo Fco Ao fino b: suelo Ac Lo

Capacidad de aireacin: %Qv saturacin- %Qv CC

Agua Aprovechable: CC-PM Volumen Fsicamente Inerte (VFI): Volumen de slidos + volumen de poros inefectivos

VFI = Vs + VPI

VFI = Vs + % Qv PMP

Volumen de slidos: 100 % Qv saturacin Volumen de humedad (Vh): CC

Volumen de aire: Porosidad total - Vh

Ejercicio: Graficar la curva, determinar los puntos de humedad y ms constantes, a

partir de los siguientes datos.

CC = 25%

PM = 10%

CH = 8%

CH saturacin = 50%

Hallar:

Porosidad total: Agua aprovechable: Capacidad de aireacin: Volumen fsicamente inerte:

Fases del suelo:

Volumen de slidos: Volumen de humedad: Volumen de aire:

APLICACIONES DE LA CURVA DE pF.

Riego: Para saber el AA y, Volumen de H2O que se puede dejar consumir antes de volver a regar.

NH=50% AA (generalmente). Para determinar el mx. umbral de sequedad permitido (pm).

Drenaje: Conocer el espacio poroso drenable capacidad de aireacin del suelo

Porosidad efectiva

% Qv saturacin - % Qv. Cc.

Determinar el contenido de humedad en el punto de saturacin.

CLASIFICACIN DEL AGUA DEL SUELO

CLASIFICACIN FSICO BIOLGICA DEL AGUA DEL SUELO mtodo para medir la humedad del suelo

SEGN LA TENSIN DE HUMEDAD

1. AGUA GRAVITACIONAL: aquella retenida con una tensin de humedad inferior a 1/3 de atmsferas. Se elimina por gravedad o drenaje.

2. AGUA CAPILAR: Retenida entre 1/3 de atmsfera y 31 atmsferas (CH). Se elimina secando al aire una muestra de suelo.

Contenida en los microporos, forma la solucin del suelo

3. AGUA HIGROSCPICA: Agua retenida a una tensin > a 31 atmsferas. Se elimina introduciendo el suelo, TFSA, a la estufa a 105 110C x 24 horas o

hasta peso constante.

SEGN LA APROVECHABILIDAD POR LAS PLANTAS

AGUA SOBRANTE O SUPERFLUA:

La que est por sobre la capacidad de campo. No es til para las plantas. Mientras ms se acerca al punto de saturacin es ms perjudicial las plantas se

asfixian . Se produce el arrastre de nutrientes por lixiviacin a capas ms profundas.

AGUA DISPONIBLE O ASIMILABLE:

AA. La que puede ser absorbida por las plantas. Comprende la > parte del agua capilar. AA= CC PM

AGUA NO DISPONIBLE O NO ASIMILABLE:

Agua adherida al suelo. Est por debajo del PM. Las plantas no pueden absorberla con rapidez para compensar prdidas por

transpiracin.

Hay aqu agua higroscpica + H2O capilar.

FACTORES QUE AFECTAN LA CANTIDAD Y USO DE LA HUMEDAD

DISPONIBLE DEL SUELO.

o De la planta; Hbito de enraizamiento, resistencia a sequa, edad. o Climticos.- temperatura y humedad. o Del suelo.- Tensin de Humedad: succin, CC, PM

Textura: fina > almacenaje de H2O y viceversa.

Estructura: buena agregacin (granular, migajosa) + disponibilidad.

Contenido de Materia Orgnica: > MO > humedad disponible.

: Mejor estructura y porosidad.

Concentracin de sales: > concentracin > presin osmtica;

< humedad disponible; se incrementa el coeficiente de marchitez.

Profundidad y estratificacin: > profundidad > retencin.

Se debe medir la humedad en funcin de la profundidad de la raz.

Las capas duras e impermeables reducen el movimiento del H2O y la

penetracin de las races (ej. cangahuas).

Capas de arcilla determinan el flujo lento del H2O.

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LECTURA: El agua en el suelo Como el suelo tiene partes ocupadas por agua y por aire, en trminos generales, el agua es retenida en los poros ms pequeos del suelo y el aire atmosfrico en los poros ms grandes. El agua edfica proviene de la precipitacin pluvial o de depsitos subterrneos y contiene concentraciones de sustancias disueltas que llegan a las races y son absorbidas por stas. El agua edfica que no se une a las partculas de suelo o que no es absorbida por las races arrastra a travs del suelo a los materiales disueltos en ella. Al proceso mediante el cual el suelo pierde a los minerales disueltos en el agua se le llama lixiviacin. Tambin es posible que el agua de los depsitos subterrneos al ascender arrastre consigo materiales disueltos. El agua y los minerales disueltos que entran al crtex (su principal funcin es de almacenamiento y est formado principalmente por clulas parenquimatosas de disposicin laxa con grandes espacios intercelulares, comprende el grueso de la raz de una dicotilednea herbcea) radicular desde la epidermis se desplazan en solucin por dos rutas: el apoplasto (pasa por las paredes celulares porosas interconectadas) y el simplasto (va del citoplasto de una clula al de la siguiente a travs de los plasmodesmos). El agua y los minerales disueltos se transportan en el xilema y el azcar (sacarosa) disuelta se transporta en el floema. El agua despus de pasar por las clulas endodrmicas ingresa en el xilema radicular. Tras entrar en el xilema, el agua es transportada en direccin ascendente a travs del xilema radicular hasta el xilema del tallo y de ah al resto de la planta.

Trmino en Ingls Trmino equivalente en Espaol Field capacity (FC) Capacidad de campo (CC)

Permanent wilting point (PWP) Punto de marchitamiento permanente (PMP)

Plant available water (PAW) Agua disponible para la planta (ADP)

Management allowable depletion (MAD) Dficit Permitido en el Manejo del Riego (DPM)

TDR (Time-Domain Reflectometry) probes Sondas TDR (reflectancia en el dominio del tiempo)

Capacitance (C-Probes, Frequency-domain Reflectometers [FDR]) Sondas-C (capacitancia elctrica)

Evapotranspiration (ET) Evapotranspiracin (ET)