Mostrando entradas con la etiqueta Bibliografía. Mostrar todas las entradas

Muestreo y Descripcion de Suelos

Escrito por J. Hodgson

Propuesta de estrategia de estudio de la contaminación del suelo por metales pesados (Bautista, 1994)

Introducción Al Estudio de la Contaminación Del Suelo Por Metales ..., Volumen 1

Escrito por Francisco Bautista Zúñiga

Agua subterránea

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_subterr%C3%A1nea

Concepto de infiltración de agua en el suelo

En hidrología, se denomina capacidad de infiltración a la velocidad máxima con que el agua penetra en elsuelo. La capacidad de infiltración depende de muchos factores; un suelo desagregado y permeable tendrá una capacidad de infiltración mayor que un suelo arcilloso y compacto.

Si una gran parte de los poros del suelo ya se encuentran saturados, la capacidad de infiltración será menor que si la humedad del suelo es relativamente baja.

Si los poros del suelo en las camadas superiores del mismo ya se encuentran saturadas, la infiltración se hará en función de la permeabilidad de los estratos inferiores.

Una precipitación intensa podrá provocar la colmatación de los poros superficiales, con partículas finas del suelo, reduciendo la infiltración.

En la figura anexa se puede ver la curva de la capacidad de infiltración, variable en el tiempo, sobrepuesta a un pluviograma horario, gráficamente se muestra el escurrimiento superficial, también variable en el tiempo.

El índice de infiltración o capacidad media de infiltración es utilizado para calcular el escurrimiento en grandes áreas, donde sería difícil aplicar la curva de capacidad de infiltración. Este es equivalente a la velocidad media de infiltración.

http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_infiltraci%C3%B3n

Escorrentía

La escorrentía es un término geológico de la hidrología, que hace referencia a la lámina de agua que circula sobre la superficie en unacuenca de drenaje, es decir la altura en milímetros del agua de lluvia escurrida y extendida. Normalmente se considera como la precipitación menos la evapotranspiración real y la infiltración del sistema suelo. Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo. Esto sólo es aplicable en suelos de zonas áridas y de precipitaciones torrenciales. Esta deficiencia se corrige con la teoría de la saturación, aplicable a suelos de zonas de pluviosidad elevada y constante. Según dicha teoría, la escorrentía se formará cuando los compartimentos del suelo estén saturados de agua.

La escorrentía superficial es una de las principales causas de erosión a nivel mundial. Suele ser particularmente dañina en suelos poco permeables, como los arcillosos, y en zonas con una cubierta vegetal escasa.

http://es.wikipedia.org/wiki/Escorrent%C3%ADa

https://docs.google.com/open?id=0B_AiJQrarX6yc1NWQkx3aFVBVFk

Fases del suelo

El suelo tiene tres fases:

1) Fase sólida, consta de los minerales del suelo, es de carácter inorgánico y también puede tener materia orgánica sólida proveniente de la descomposición de los organismos.
2) Fase líquida, es agua con iones inorgánicos y materia orgánica soluble disuelta, esta fase se conoce como la solución del suelo, cuya composición es importante para la planta ya que es a partir de esta fase de donde obtiene los nutrientes.
3) Fase gaseosa, tiene O2, CO2, N2..., pero desde el punto de vista nutritivo lo más importante es el O2 para la respiración, para la formación de ATP. Si no hay buen suministro de O2 no se da la absorción activa de iones. Es necesario el espacio vacio del suelo para la buena absorción.

La fase sólida determina en gran parte la composición química del suelo y su capacidad de retener agua y aportar O2 a las raices. La composición particular del suelo (textura) es la composición de partículas del suelo. Distinguimos granos de diferente tamaño, considerando sólo las partículas de 2 mm o menores que son las que tienen más fenómenos en la superficie, dentro de las partículas finas hay:

Partículas finas sólidas

2mm (%en suelo fértil con textura equilibrada).
• Arena; 2 – 0.2mm.......arena gruesa(30 a 50%), 0.2 – 0.02mm............arena fina.(15 a 30%)
• Limo; 0.02 – 0.002mm............(10 a 15%)
• Sustancias arcillosas

0.002mm.........(5 a 10%)

Según el % de cada tipo de partícula se definen los diferentes tipos de suelos,así,por ejemplo para catalogar a un suelo como arenoso necesita un 90% de arena. Desde el punto de vista de la fertilidad lo mejor es una estructura equilibrada: arcilla 5 a 10%; limo 10 a 15%; arena fina 15 a 30%; arena gruesa 30 a 50%

*cuando las partículas son más grandes dejan espacios más grandes entre ellas es decir mejor aireación y permeabilidad al agua. Muy arenoso, se pierde mucho agua. Muy arcilloso, se retiene mucho agua.

Capacidad de intercambio iónico: Estructura del suelo. También es muy importante la estructura del suelo, que influye en estas propiedades y hace referencia a la agregación de estas partículas de la textura en conglomerados más grandes. Las partículas arcillosas no están de forma individual sinó que forman grandes masas .El suelo arcilloso tiene carga negativa y retiene cationes fácilmente por lixiviación. Las partículas más pequeñas se comportan como coloides y las cargas negativas se rechazan y no se agregan. Un medio así tiene pocos espacios aéreos y es malo para el crecimiento de la planta, pero si añadimos cationes, como el Ca2+, se neutralizan estas cargas y forman agregados más grandes.

Floculación por neutralización de carga y descenso de la disociación de grupos ionizables. Si una arcilla está bien estructurada deja espacios. Esto se da porque al no producirse repulsión se forman partículas mayores y dejarán dichos espacios.

Fase líquida del suelo: agua en el suelo. Se puede aplicar gracias al potencial hídrico,

= conductividad del H2O:

En las plantas el potencial provocado por la gravedad

no se tiene en cuenta,ni tampoco

, que hace referencia a la fuerza con la cual el agua está retenida.

es la presión que ejercen las células de la pared celular sobre el componente hídrico.

hace referencia a la presión provocada por los iones activos. Esta misma ecuación la podemos aplicar al suelo pero los sumandos varían su importancia relativa:

determinada por el tipo y estructura del suelo. En este caso

no tiene importancia a la hora de proporcionar agua del suelo a las plantas, ya que el agua que habría no sería útil para la planta.

sí es importante si el suelo tiene muchasales, suelos salobres. Tb es importante el

que hace referencia a la fuerza con la que el agua es retenida por partículas o capilares. La estructura del suelo se forma por capilares.

no hay que tenerlo en cuenta porque es agua sometida a gravedad y se drena en el suelo no se retiene en los capilares, además está presente en pocos períodos de tiempo. Ésta no es el agua útil para la planta, el agua útil es la retenida por los capilares. Las plantas pueden absorber agua del suelo siempre que

sea mayor que

planta (

planta es negativo a nivel de la raíz).Si

planta entonces punto de marchitez permanente :

Capacidad de campo, cuando el suelo ha perdido el agua gravitacional, únicamente queda agua capilar útil para la planta.
Punto de marchitez permanente

raiz .
El suelo arenoso, con menops agua tiene el mismo potencial que el arcilloso con más agua.
El pF es -log(

). La humedad (%peso) es del suelo.
El potencial hídrico

varía según la humedad y depende de la textura del suelo.
El punto de marchitez permanente (pmp) es el potencial hídrico por el cual la planta ya no puede absorber más agua del suelo ya que :

suelo

raíces. La cc es el

suelo cuando está en capacidad de campo, que es el contenido de agua que puede contener el suelo cuando ha perdido toda su agua gravitacional y sólo se queda con el agua capilar, que es la útil para las plantas. El agua útil para la planta es el agua comprendida entre pmp y cc, observamos así que el agua útil es un 9-10% de la humedad para suelos arenosos, para el limo es el el 12-22%, y para los suelos arcillosos es tb superior el % en peso de agua útil. El agua útil en suelo arcilloso se da en mayor % que en suelo arenoso y limo. El potencial del agua en los poros del suelo es igual, en suelo salino, a su

, y éste es igual a un valor de ±0.3/diámetro del poro, expresando

en Mpa y el diámetro del poro en micras:

w poro suelo salino =

m = -0.3/d. Si el poro tiene un diámetro: Mayor de 60 micras la gravedad hace que los poros drenen automáticamente y el agua no queda retenida en los capilares. En arena el poro es mayor por eso retiene poco agua. En arcilla, al estar formado por partículas pequeñas, los poros son más pequeños y retienen más el agua:

Por esto un suelo arenoso es más propenso a secarse que uno arcilloso. En suelos arcillosos cuando se dan cambios de humedad,primero hay encharcamiento y luego se seca y se resquebraja y el agua se evapora. Los suelos arcillosos, desde el punto de vista hídrico sólo son beneficiosos cuando están bien estructurados. El

w en el lugar donde están las raíces no sólo interesa para el suministro de agua, sinó también para la óptima conductividad del agua (K). La planta absorbe el agua por los pelos radiculosos (= pelos absorventes):

Los pelos absorventes contactan con los poros del suelo y abs el agua a favor de gradiente hídrico:

¿Qué pasa si ha absorbido toda el agua que podía absrober?. Si en un poro adyacente hay agua, ésta irá hacia el pelo absorbente.

La conductividad hidráulica es importante para el flujo de agua, y no es constante cuando varía el contenido hídrico del suelo. K en suelos arenosos es elevada cuando se encuentra cerca de la capacidad de campo. Cuando baja el

del suelo arenoso K aumenta, así com el flujo de agua. Esto demuestra porque en arena las plantas presentan estrés de déficit hídrico aunque no carezcan de agua, ya que los poros son muy grandes y el agua se drena quedando poros llenos de agua y el

de los poros es muy bajo.

Flujo de agua a traves de suelo-planta-atmósfera

Van Hamert postuló una analogía con un circuito eléctrico.

En contacto con la superfície de un cuerpo se forma una capa (película) de aire que no está en movimiento y rodea a la hoja y su componente de humedad, O2, CO2 es diferente a la atmosférica, ya que ésta suele tener más humedad y poco CO2 por tanto resistencia al paso de vapor de agua ya que se da un

positivo y no se da un gradiente favorable. En este circuito la resistencia (r) más elevada, si consideramos al suelo cerca de su CC, se da en el paso hoja-atmósfera. En un circuito el flujo se puede regular por resistencias variables en el sitio de más

, es decir en la hoja, donde están los estomas, que cuando están cerrados se da más diferencial de potencial hídrico por que aumenta la resistencia y menos cuando están abiertos (porque disminuye). Como el flujo debe ser mantenido si se incrementa la resistencia se debe incrementar el potencial hídrico, si se cierran los estomas ocurre esto, si se abren baja r y también

.
R hoja- estoma abierto similar a 0.8 seg x cm –1
R hoja- estoma cerrado similar a 16 seg x cm –1

Aunque estuvieran los estomas cerrados, gracias a la cutícula la planta perdería agua:
R cutícula similar a 20-80 seg x cm –1
R capa límite similar a 3 seg x cm–1 (cuando no hay viento)
R capa límite similar a 0.35 seg x cm–1 (cuando hay fuerza del viento ya que la capa límite será más delgada).

Nutrición mineral

Elementos esneciales: C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, (Na, Ni, Si son esenciales para det especies).
C, H y O se obtienen de la atmósfera, el resto de la solución aquosa del suelo y también de los lugares de intercambio catiónico. Los suelos arcillosos llevan muchas cargas que pueden retener cationes (Cu, Mg, Ca, ...) y además pueden intercambiar estos cationes por H+, que serán absorbidos por la planta.
La capacidad de un suelo de suministrar nutrientes no depende sólo de la composición de éste sinó también del clima y de su capacidad de intercambio catiónico:
- En climas secos predominan suelos alcalinos.
- En climas lluviosos se dan mayoritariamente suelos ácidos con pocos cationes y muchos H+.
- Los protones de la lluvia y los elementos alcalinos son llevados a capas más profundas y los H+ ocupan su lugar, acidificando el suelo.
- El pH es importante para la disponibilidad de los nutrientes como el Fe, Mn y el Zn, que son más solubles a pH ácido que alcalino, en suelos ácidos hay buena disponibilidad de estos elementos, mientras que en suelos alcalinos se favorece la disponibilidad del Ca2+, entre otros.

http://www.elergonomista.com/fisiologiavegetal/relaciones.htm

Estructura del suelo

Las propiedades físicas de un suelo dependen fundamentalmente de su textura y de su estructura. La importante de estas propiedades es muy grande, ya que de ellas depende el comportamiento del aire y del agua en el suelo, y por lo tanto condicionan los fenómenos de aireación, de permeabilidad y de asfixia radicular. Por otra parte, las propiedades físicas son más difíciles de corregir que las propiedades químicas, de ahí su interés desde el punto de vista de la fertilidad de un suelo.

Entre las pequeñas partículas minerales de los suelos se incluyen la arena, el limo y la arcilla. Algunos suelos presentan además otras partículas de mayor tamaño denominadas piedras, guijarros o gravillas. La textura define la cantidad de arena, limo y arcilla que existe en el suelo. A continuación se muestra el tamaño de diferentes partículas de diversos componentes del suelo.

Tamaño de las partículas del suelo.
Nombre del componente	Diámetro (mm)
Arena muy gruesa	2.00-1.00
Arena gruesa	1.00-0.50
Arena media	0.50-0.10
Arena fina	0.25-0.10
Arena muy fina	0.10-0.05
Limo	0.05-0.002
Arcilla	Menos de 0.002

Las partículas de arena son las de mayor tamaño y se caracterizan por presentar un tacto grumoso. El limo es la partícula de tamaño intermedio, situada entre la arena y la arcilla. La arcilla es la partícula más pequeña. Las combinaciones de arena, limo y arcilla normalmente se describen de la siguiente manera:

Textura fina: suelos formados por partículas de arcilla.
Textura media: suelos de naturaleza limosa.
Textura gruesa: suelos con un alto contenido en arena.

Por tanto, la textura define la cantidad y el tamaño de los espacios que existen entre las partículas del suelo. Estos espacios determinan la facilidad que tiene el agua para circular a través del suelo y la cantidad de agua que el suelo puede retener. El tamaño de las partículas también influye sobre el arado y laboreo de los suelos, de igual manera que sobre el cultivo.

La estructura de un suelo es el modo que tienen los elementos constituyentes del suelo de unirse entre sí, de tal forma que le confieren una arquitectura característica. Se entiende por estabilidad estructural la resistencia de los agregados a modificar su forma o su tamaño por la acción de factores externos. Son numerosos los factores degradadores de la estructura, pero el más importante es el agua, ya que ocasiona los efectos de dispersión, estallido, golpeteo, etc.

http://www.infoagro.com/abonos/analisis_suelos.htm

DEFINITION OF SOIL ORGANIC MATTER

http://www.humintech.com/001/articles/article_definition_of_soil_organic_matter.html

CONSTITUYENTES DEL SUELO. FASE SOLIDA

2 Materia orgánica

2.3 Sustancias húmicas

Constituyen grupos heterogéneos que no están definidos por una composición determinada (como seria lo ideal) sino que se establecen en base a su comportamiento frente a determinados reactivos (según sean solubles o precipiten). El humus al tratarlo con una serie de reactivos extractantes se separa en una serie de fracciones. A cada fracción extraída se le da un nombre.
Mediante los reactivos alcalinos, como la NaOH, se separan las huminas (que son insolubles) de los ácidos fúlvicos y húmicos, que son solubles. Estos últimos se separan mediante tratamiento ácido, generalmente ClH; los ácidos fúlvicos son solubles en ClH mientras que los húmicos son insolubles.
El comportamiento frente al calcio diferencia dos fracciones de ácidos húmicos: ácidos húmicos pardos, solubles en calcio y ácidos húmicos grises, insolubles en calcio.

2.3.1 Acidos Fúlvicos
Constituyen una serie de compuestos sólidos o semisólidos, amorfos, de color amarillento y naturaleza coloidal, fácilmente dispersables en agua y no precipitables por los ácidos, susceptibles en cambio de experimentar floculación en determinadas condiciones de pH y concentración de las soluciones de cationes no alcalinos.

2.3.2 Acidos húmicos
Se presentan como sólidos amorfos de color marrón oscuro, generalmente insolubles en agua y en casi todos los disolventes no polares, pero fácilmente dispersables en las soluciones acuosas de los hidróxidos y sales básicas de los metales alcalinos, constituyendo un hidrosol que puede experimentar floculación mediante el tratamiento de los ácidos o los demás cationes.
Desde el punto de vista estructural, su molécula parece estar constituida por un núcleo de naturaleza aromática más o menos condensado, y de una región cortical con mayor predominio de radicales alifáticos, presentando en conjunto el carácter de heteropolímeros condensados.

2.3.3 Huminas
Los compuestos húmicos no extraibles con reactivos alcalinos o huminas, constituyen un grupo de sustancias relativamente diferentes entre sí, cuyo origen puede tener lugar mediante la vía de herencia o la de neoformación. En el primer caso se encuentra la humina heredada.
La humina heredada está constituida por partículas de densidad menor de 1,8 gr/cm3 pero que al contrario que la materia orgánica libre, con la que presenta otras diferencias de tipo químico, se hallan retenidas en los agregados de la fracción pesada del suelo mediante uniones que no se rompen por medio de la agitación mecánica común pero si por la de los ultrasonidos. Es mayoritaria en aquellos suelos que tienen una vegetación de difícil biodegradación. La fracción de humina heredada se encuentra débilmente ligada a la fracción arcilla de los suelos mediante una serie de enlaces lábiles que resisten la acción de la agitación mecánica clásica, pero no la de los ultrasonidos, que se utilizan para su extracción.
Entre las huminas de neoformación se encuentran las huminas de insolubilización extraíbles, de naturaleza comparable a la de los ácidos húmicos y fúlvicos, pero irreversiblemente ligada a la fracción mineral por medio de enlaces que solo pueden ser destruidos en el laboratorio por medio de agentes químicos que rompen la unión con los silicatos. Así obtenemos la humina unida al hierro y la humina unida a la arcilla (Humina de insolubilización). Al finalizar el tratamiento obtenemos un residuo que se denomina humina de insolubilización no extraíble
Características comunes de las sustancias húmicas. Se admite que se trata de sustancias amorfas de colores oscuros, polímeros tridimensionales de elevado peso molecular, de carácter ácido, constituidos por unos grupos funcionales: núcleo (grupos aromáticos nitrogenados, como el indólico y el pirrólico, y grupos bencénicos aromáticos, como el naftaleno y el benceno), grupos reactivos (responsables de importantes propiedades de la materia orgánica: hidroxilo, carboxilo, amino, metoxilo...) y puentes de unión (nitrilo, amino, cetónicos...) y cadenas alifáticas.
Cada una de estas fracciones tienen unas características particulares.

Acidos Fúlvicos         acidos. Húmicos    Huminas
                  pardos - grises     
-------------------------------------------------->
- color, tamaño de partículas, grado de polimerización, peso molecular    +

<--------------------------------------------------
+      movilidad, solubilidad, carácter ácido      -

2.3.4 Tipos de humus
Desde un punto de vista global (evolución, morfología, propiedades, unión a la fracción mineral) el material orgánico se clasifica en tres tipos básicos de humus.