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Propiedades Fisicas de Los Suelos
Propiedades Fisicas de Los Suelos
Propiedades Fisicas de Los Suelos
los suelos
El suelo como un sistema de fases
El suelo es un sistema abierto (hay incorporación de materia orgánica, agua, nutrientes, etc.) con
entra y sale energía, dinámico (en el tiempo y espacio) y además también se caracteriza por ser un sistema
trifásico, es decir, formado por 3 fases
1) FASE SOLIDA: Básicamente formada por minerales, dentro de esta fase tenemos compuestos
orgánicos e inorgánicos (son los minerales del suelo) que dejan un espacio de poros (cámaras, grietas,
galerías y otros) en el que se hallan las otras 2 fases
2) LIQUIDA formada principalmente por agua y otros componentes como sales e iones que pueden
estar en solución o suspensión y la fase
3) GASEOSA constituida por el aire del suelo o la atmosfera del suelo.
Esas grietas o poros también están ocupadas por las raíces de las plantas y microrganismos que
viven en el suelo.
La composición del suelo (en volumen)
El 50% corresponde a la fase sólida dentro de la cual el
45% corresponde a la frase mineral inorgánica y el 5% restante a
la materia orgánica y el otro 50% está repartido entre la fase
liquida (25%) y la gaseosa (25%).
Esta es la proporción de tipo “IDEAL”, pero para los
agrónomos se vuelve una necesidad para poder producir, ya que,
si el suelo tuviese sus poros saturados de agua, tendría una buena
proporción de agua, pero va a tener escaso aire. Ejemplo: en
suelos saturados arcillosos, va a haber anaerobiosis, falta de
oxígeno para raíces, afecta la actividad biológica del suelo.
Aire Agua Suelo seco
Tanto la textura como la estructura son propiedades físicas del suelo y son las que están muy
vinculadas a las propiedades del sistema suelo.
Propiedades físicas de los suelos:
El comportamiento mecánico de la fase solida del suelo determina, a su vez, las propiedades
físicas del suelo, lo que se divide en 2 grupos principales
1) CARACTERISTICAS FISICAS FUNDAMENTALES: textura, estructura, densidad, color,
consistencia y temperatura.
2) CARACTERISTICAS FISICAS DERIVADAS: porosidad, capacidad de aire, capacidad de
agua, compactación y profundidad radicular efectiva.
Importancia del estudio de las propiedades físicas del suelo
Propiedades físicas del suelo: determinan la calidad del suelo y el manejo que le voy a dar.
Las Propiedades agrícolas de los suelos se deben a sus características físicas
Las propiedades físicas más relevantes, en este aspecto, son la textura y la estructura,
pues permiten determinar la facilidad de los sólidos del suelo para abastecer de nutrientes, agua y
aire a las plantas
Textura
Propiedades físicas del suelo que se encuentra relacionado con el tamaño de las
partículas individuales del suelo, relacionada con la fracción arena limo y arcilla.
Algunos autores diferencian lo que es textura de granulometría.
TEXTURA: es un concepto, palabras que nos permiten definir las características del
suelo. Ejemplo: Textura limosa
GRANULOMETRIA: es el porcentaje que tiene esa clase textural. Ejemplo: 10% de
arena, 60% de limo y 20% de arcilla
La textura hace referencia a que en el suelo no existe un solo tamaño de partículas, existe un conjunto de
tamaños
La textura lo que hace es separar en 3 fracciones
El concepto de textura hace referencia a partículas iguales o menores a 2mm de diámetro equivalente
Las partículas que tienen un diámetro equivalente igual o menor a 2mm es lo que se conoce como tierra fina,
por encima de este tamaño hablamos de fragmentos gruesos, grava, gravilla, hasta los 25cm, todo esto se considera
como la masa del suelo. Los fragmentos de más de 25 cm NO FORMAN PARTE DE LA MASA DEL SUELO, pero
tienen mucha importancia, porque está relacionado con el tamaño de las rocas, minerales, lo que se conoce como
pedregosidad y rocosidad es muy importante, está relacionado con el pasaje de la maquinaria, es un gran volumen que
está ocupando el suelo por lo tanto debido a este volumen las plantas no van a disponer de agua, nutrientes. Es una gran
limitante para el desarrollo radicular.
PEDREGOSIDAD
Tierra fina Fragmento grueso O ROCOSIDAD
2mm 25cm
TEXTURA MASA DEL SUELO
Arena fina: hablamos de textura
Gravilla, grava media, grava gruesa: no estamos hablando de textura, pero si se acostumbra a colocar por el
nombre que sería un suelo franco gravilloso, para hacer referencia justamente a que posee esta partícula que es mayor a
2mm
Dentro de lo que es la textura del suelo, es decir, el tamaño de la partícula de suelo hasta 2 mm de diámetro
equivalente vemos que hay un continuo de tamaño, podemos separar en 3 fracciones (fracciones granulométricas o
separatas)
El tamaño de las partículas está directamente relacionado con sus propiedades físico-químicas.
¿POR QUÉ SE SEPARARON LAS FRACCIONES? ¿POR QUÉ SE DECIDIO QUE LA TEXTURA
ES HASTA UN DIÁMETRO DE 2MM?
Cuando las partículas tienen un diámetro superior a 2mm, se observan que las partículas no tienen cohesión
entre ella a pesar de estar húmedas, las partículas no se unen.
Límite Fracción Justificación
>2mm Fragmentos A partir de este tamaño las fuerzas de unión actúan difícilmente y las partículas se mantienen
gruesos separadas sin cohesión, incluso si están húmedas. Por debajo del límite comienza la retención
hídrica.
50 μ Límite Predominio de partículas de tamaño limo (50-2 μ) en un suelo le confiere características físico
0.05mm superior químicas desfavorables, inestabilidad estructural, apelmazamiento, susceptibilidad a formar costras
del limo superficiales (mayor % de limo), deficiente movimiento de agua, drenaje lento, tiende a
erosionarse. Muchos suelos del Valle de Lerma
<2μ Arcilla Partículas con importante carga eléctrica superficial y superficie específica elevada. Una gran área
0.002mm en relación a su peso.
Arcillas
< 0,2 μ Arcilla fina Partículas con carga eléctrica superficial, comportamiento coloidal y superficie específica muy
elevada.
SUPERFICIE ESPECÍFICA: es la
relación entre el área superficial de la
partícula y su masa.
Mientas más pequeña la partícula mayor es su
superficie especifica
Mientas más fragmentado el cubo mayor
superficie especifica
“una cucharilla de arcilla tiene una superficie
especifica de una cancha de fútbol” debido a
que su tamaño que es muy pequeño, menor a
0.02mm y su forma laminar dentro de las
arcillas podemos contar con sus superficie exterior de las láminas sino también se tiene en cuenta su
superficie interna.
Superficie
Especifica El limo y la arena tienen forma angulosa y
redondeada
Fracciones
Lo que me muestra esta grafica es lo que ocurre cuando voy desde la fracción arena hacia la
fracción arcilla, oc la curva de la superficie especifica aumenta en especial en la fracción de las acillas
coloidales tiene un fuerte un cremento de la superficie específica a su vez también se ven incrementado las
demás propiedades como adsorción de agua de nutrientes, CIC, plasticidad adherencia calor de
humedecimiento temperatura del suelo
Por lo tanto, si tengo un suelo con mucha proporción de arcilla saber la textura me da muchísima
información si yo sé que es de textura fina ya se que va a tener alta porosidad que puede ser alta la CIC que
va a tener gran capacidad de adsorción y ver q tipo de arcilla tiene si van a contraerse o extenderse en
humedad.
La importancia de la textura radica
en que es el punto de partida para el análisis
del resto de las propiedades no puede hablar
de materia orgánica sino se que textura tiene
el suelo, no puedo comparar un suelo arenoso
con uno arcilloso necesito que tengan la
misma textura para que sean comparables.
F
A L
Suelo ideal
No significa que sea el mejor eso
depende de cada cultivo
Determinación de la textura
A campo: se determina “al tacto”, con los dedos o formando moldes, se trata de un método rápido y de
menor precisión (bastoncillos). Consiste en humedecer la muestra y deslizarla entre los dedos.
Finas: no se rompe el cilindro
Gruesa: se intenta deslizar y se rompe el cilindro
Media: se forma el cilindro, pero si se lo mueve se rompe
Método mecanico: tamices, mallas con distintas aberturas. Generalmente se utiliza para determinar arena
Si bien existen numerosos métodos el más utilizado en los laboratorios de nuestro país es el de Bouyoucos o del
Hidrómetro (método densimétrico)
Mayor fracción arena se enfría más y calientan rápidamente, menos tendencia a compactarse
CIC alta en arcilla y baja en arena
CIC: es la sumatoria de todos los cationes sorbidos en los coloides del suelo por el complejo de intercambio
Porcentaje de saturación de bases
Na K
- Ca Densidad aparente = volumen ocupado por
- Mg poros
- H
- NH4 Volumen total
- H
δ ap arcillas < δap arenas
TEXTURA FINA PESADAS: adhesividad
TEXTURA GRUESA LIVIANAS: poca adhesividad
la arena desgasta las herramientas, es más fácil arar un suelo
arenoso, pero produce mayor desgaste de herramienta
Pasada de maquinaria:
Textura fina adhesivas le cuesta pasar la maquinaria
Textura liviana gruesas menor adhesividad
Particulas 1°: arena, limo, arcilla
Particulas 2°: agregados
Lo mas importante es que la textura permite inferir
propiedades
FACTORES BIOLÓGICOS
Factores biológicos intervienen en la formación de agregados del suelo. Todo lo que son
insectos del suelo arañas ácaros lombrices Termitas participan activamente en la formación de
agregado porque el movimiento que realizan estos organismos en el suelo lo que permite acercar las
partículas del suelo y esto favorece la agregación Dentro de este grupo lo interesante es lo que hacen
las lombrices porque estás se alimentan de la materia orgánica pero también ingieren tierra fina
entonces tanto la tierra fina como la materia orgánica descompuesta pasan a través del tracto
digestivo de las lombrices que eliminan los desechos ricos en materia orgánica ya mismo tiempo
que la lombriz elimina estos desechos va haciendo presión en el suelo favorece a que estos pellets de
lombrices tengan una muy buena estabilidad. en aquellos suelos forestales que tienen una gran
incorporación de materia orgánica hay muchas lombrices de estructuras básicamente está formada
por pellets de lombrices.
A su vez las hormigas en las zonas más secas, como a las nuestras, también termitas, con su
movimiento en el suelo forman bioporos, la importancia de estos es la continuidad que tienen, no
siempre se consigue. Es un poro que se forma por la naturaleza del suelo, estos bioporos permiten
que haya una buena aireación, mejor drenaje, infiltración del agua en el suelo.
Tantos las hifas de los hongos, como también las raíces de las plantas, tienen exudados, que
son polisacáridos pegajosos que forman redes pegajosas, las cuales no sólo unen partículas
individuales, sino también, unen microagregados formando a su vez macroagregados..
Las micorrizas son hongos asociados a las plantas, aumentan la superficie de absorción y
producen una sustancia que se llama glomalina, es una proteína que también actúa como cementante.
Ayuda a la cementación de las particulas.
MECANISMOS DE DESAGREGACIÓN
EFECTO DEL AIRE ESTAMPADO O ESTÁLLIDO: tomo un agregado del suelo y lo
sumerjo en agua comienza a avanzar el frente de humectación comienza a entrar agua por toda la
periferia del agregado. cuando el agregado está seco los poros están ocupados por aire, a medida que
ingresa agua por todos los poros va desplazando el aire, el aire se encuentra estampado dentro del
agregado sufren la presión del agua que va ingresando llegó un momento en la que la presión del
agua vence a la fuerza de cohesión de las partículas que forman el agregado y el agregado estalla, por
ejemplo, cuando el suelo está muy seco y cae una lluvia muy intensa la humectación es rápida. la
materia orgánica es hidrófoba tiene mucha afinidad con el agua entonces eso hace que el agregado
que tiene mucha materia orgánica la humectación va a ser lenta y eso hace que el aire pueda salir y
escaparse. Cuando se produce el estallido se observan burbuja es la visualización de la ruptura del
agregado.
DESAGREGACIÓN MECÁNICA (impacto de las gotas de lluvia en el suelo): la gota de
lluvia impacta sobre la superficie del suelo con una determinada energía cinética dicha energía
provoca la ruptura de los agregados que están en la superficie si continúa lloviendo y la cantidad de
lluvia caída es mayor a la que el suelo puede infiltrar se forma una película de agua sobre la
superficie del suelo y en ese caso tenemos partículas en suspensión cuando el agua comienza a
disminuir esas partículas van a tapar los poros pequeños de la superficie si hay pendiente todo el
material que se rompió erosiono se va a otro lugar. Si no hay pendiente y es una superficie plana o es
una superficie cóncava llegó un momento las partículas sedimentan y al perder humedad se va
secando y la costra se va endureciendo sobre la superficie es lo que se conoce como efecto de
planchado.
DISPERSIÓN FISICOQUÍMICA coloides del suelo con alto contenido de sodio tengo
mucho sodio absorbido al complejo de intercambio es un suelo sódico, el problema es la dispersión
que produce no permite la floculación esto también se puede dar en suelos que se riegan con aguas
con alto contenido de sodio. no se produce floculación porque el sodio no llega a compensar la carga
que tienen los coloides como si lo puede hacer el calcio que tiene dos cargas. es un efecto muy grave
MICRO FISURACIÓN POR EXPANSIÓN DIFERENCIAL es muy difícil que el suelo está
formado por un solo tipo de arcilla. el suelo está formado pero diferente tipo de arcilla y estas
arcillas tienen capacidad de contraerse y expandirse cuando se mojan y se secan esta contracci ón
diferencial provoca en el agregado fisuras.
SISTEMA DE CULTIVO Y LABRANZA: la labranza lo que hace exponer el suelo da
vuelta el pan de tierra y la expone a condiciones atmosférica Por lo cual la materia orgánica acelera
su proceso de mineralización es agregado no solamente se oxigena la radiación incide sobre el
agregado favorece la mineralización el cultivo influye a su vez en agregación hay que tener en
cuenta las raíces de ese cultivo no es lo mismo tener una forrajera con raíces profundas que una
gramínea con raíces superficiales en cabellera que constantemente se está renovando y aportando
materia orgánica al suelo, el cultivar en línea tiene muy poca cobertura que aquellos cultivos que
rápidamente se cierran y protegen por mayor tiempo al suelo prácticas de cultivo no es lo mismo un
cultivo que exija constante práctica de remoción Cómo tabaco Qué es un cultivo con siembra
directa.
Porosidad
Cuando definimos sistema suelo dijimos que la fracción sólida formada por partículas
minerales se organizan y dejan un espacio entre ellos llamados poros también había fisura grieta
galerías canales y todo esto era ocupado por aire formando la fracción gaseosa. Entonces cuando yo
hablo de porosidad del suelo me estoy refiriendo al volumen de este suelo ocupado por poro.
Si decimos que un suelo tiene por ejemplo 40% de porosidad total hace referencia a
volumen. Y cuando yo digo 40% quiere decir que cada 100 centímetros cúbicos del suelo, 40 cm
cúbicos están ocupados por poros, me estoy refiriendo al volumen porque este expresado volumen, el
100% del volumen, el 40% está formado por poros. Es un concepto de volumen.
Yo necesito que el 25% de los poros corresponde a fase líquida y el otro 25% a fase gaseosa
eres una necesidad para poder producir ya que necesito que las plantas puedan respirar por lo tanto
necesito aireación y también necesitó humedad.
IMPORTANTE
cuando nosotros intervenimos vamos a afectar a los macros agregados mayores a
Partículas individuales de arena por ejemplo cuarzo, y partículas de arcilla que se unieron
formando agregados hasta alcanzar el tamaño arena ya que tienen un tamaño 2000 veces más
pequeño que la arena. Los suelos de textura fina tienen una mayor porosidad, entre los agregados
hay poros y dentro de esos agregados tenemos los micros agregados la diferencia con los suelos de
textura gruesa como la arena las partículas solamente tienen macroporos, las partículas son sólidas
no hay poros dentro de ella. El suelo superficial contextura gruesa es más densa que aquel que posee
textura fina.
CLASIFICACIÓN DE LOS POROS DEL SUELO
Poros de transmisión macroporos Movimiento de aire y drenaje. Permite qué las raíces de las plantas
> 50 penetren libremente
Poros de mesoporos Retención de agua. Retienen agua que las plantas pueden usar
almacenamiento 50 - 0,5
Poros residuales microporos Retención y difusión de iones en solución. Retiene qué las plantas no
0.5 - 0.005 pueden usar
Poros de unión microporo Unión entre partículas retienen agua que las plantas no pueden usar
< 0.005
Cuando el hombre interviene el suelo afecta a los agregados que tienen más de 0.25 mm de
diámetro y afecta a los poros mayores a 50 micrones es decir a los macroagregados y poros
estructurales afectando a la función de drenaje y aireación. Si no hay macroporos el agua no infiltra
con facilidad, el drenaje va a ser pobre, va a costar que ingrese agua. Las partículas de arena voy a
tener poros texturales, porqué es entre partícula y partícula de arena. En la estructura de los poros
entre los prismas voy a tener poros estructurales interpediales o interagregados.
Bioporos: formado por organismos tales como lombrices insectos y raíces de las plantas la
mayoría son largos a veces con canales ramificados, pero algunos son cavidades redondas que dejan
los nidos de insectos nos interesan por qué en la naturaleza no tienen continuidad en cambio los
bioporos si hay continuidad y favorece el drenaje y la aireación.
Suelos arcillosos y orgánicos ricos en coloides tienen altos valores de porosidad (0.6 cm
cúbicos/centímetros cúbicos). Debido a que las cargas eléctricas de los coloides generan un acomodo
de partículas con mucho espacio libre (poros)
Los suelos arenosos contienen bajos valores de porosidad debido a la baja capacidad reactiva
de sus partículas con valores aproximados son de 0.4 centímetros cúbicos por centímetros cúbicos
En suelos compactados se pueden observar valores de porosidad de 0.3 centímetros cúbicos
centímetros cúbicos
Porosidad total Clasificación
> 70% Excesiva
55 a 70% Excelente
50 a 55% Satisfactoria
40 a 50% Baja
Densidad
DENSIDAD APARENTE: es una propiedad física del suelo está relacionada con el peso del
suelo
Densidad desde el punto de vista químico se define como la relación entre la masa y el
volumen.
Hay dos tipos de densidad en el suelo:
Yo tomo una muestra de suelo inalterada, no ha sido afectada, sí fuese un centímetro cúbico
de suelo está considerando el espacio que están ocupando los sólidos y el espacio que está ocupando
por los poros, eso es densidad aparente, si es esa muestra de suelo es compacta, no tengo en cuenta
los poros, se me reduce el volumen, es lo que se conoce como densidad real, el volumen se reduce
aproximadamente a la mitad, tambien se conoce como densidad de partícula.
DENSIDAD REAL, DENSIDAD DE PARTÍCULAS O PESO ESPECÍFICO REAL:
densidad media de las partículas del suelo no incluye el volumen de los espacios porosos no
consideramos el volumen. Al hablar de partículas del suelo tiene en cuenta la composición química y
estructura química de los minerales del suelo. Los componentes minerales más comunes en un suelo
minerales son cuarzo Mica feldespato y arcillas silicatadas, por lo tanto, la densidad de
partículas tiene un rango muy pequeño en el suelo, varía entre 2,6 y 2,75 por centímetros cúbicos en
suelos minerales, varían muy poco. Por eso se tomó un promedio para los suelos minerales
consideramos que tiene un valor de 2,65 gramos metros cúbicos megagramo por metros cúbicos.
-Cuarzo tiene 2,65
-Caolinita 2,5
-Montmorillonita 2,5
La utilidad es tener una idea de los minerales que contiene el suelo, interpretar mejor los
datos de la densidad aparente del suelo y calcular el porcentaje de espacio ocupado por los poros en
un suelo dado.
DENSIDAD APARENTE: Aquí sí tengo en cuenta los poros que tiene ese agregado. Se
define como la relación entre la masa del suelo seco (solido) y volumen total incluyendo espacio
poroso.
Cualquier factor influyó sobre el espacio poroso del suelo afecta la densidad aparente Cómo
hacer la compactación el manejo qué le doy al suelo.
Desde el punto de vista agronómico el dato de densidad aparente y de porosidad me permite
saber si el suelo está compactado o no.
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL
MÉTODO DEL PICNOMETRO: Se basa en la ley de Arquímedes, yo conozco la masa de
suelo seco sé cuánto peso tengo una muestra de suelo seco, utiliza un picnómetro qué tiene agua, Yo
sé que el agua tiene una densidad de un gramo por centímetro cúbico. Una muestra de suelo se
coloca dentro del picnómetro que tiene agua y de acuerdo al volumen que desaloja de líquido
estemos Cuánto tiene de volumen esa muestra.
La densidad aparente se puede medir directamente del suelo y la porosidad la estimo.
MÉTODO DEL CILINDRO: es muy común para determinar densidad aparente consiste en
un cilindro metálico biselado porque tiene un corte y bisel en la base la cual me permite entrar mejor
en el suelo hay que tratar que la muestra sea no menos disturbada posible que se asemeje a lo que
realmente está pasando en el campo. Yo conozco el volumen del cilindro, generalmente puede ser
100 centímetros cúbicos. Hay que tratar que el cilindro entre el suelo y lo disturbe lo menos posible,
si yo lo golpeó con una masa lo más probable es que disturbe el suelo, por lo tanto, me ayudó con
una madera y voy introduciendo el cilindro. Lo normal sería qué el suelo este lo más cercano a
capacidad de campo, si el suelo está seco, pueden ocurrir dos cosas, primero es que va a ser muy
duro introducir el cilindro y segundo una vez que ya introdujo el cilindro normalmente la muestra
que se saca se desmorona. Lo que se hace es con un cuchillo sacar la muestra que está alrededor, le
voy dando la forma de cilindro de manera de no perder la muestra de suelo. Estas muestras se lleva
laboratorio, las peso y llevo a estufa hasta que se seque, hasta peso constante, a 105 °C.
Una vez que tengo el peso seco, lo relaciono con el volumen, gramos en centímetros cúbicos
y tengo la densidad aparente.