Propiedades fsicas del suelo Densidad aparente y de

Propiedades físicas del suelo Densidad aparente y de partículas Gilberto Cabalceta Aguilar Centro de Investigaciones Agronómicas Universidad de Costa Rica

Densidad aparente Relación de la masa de suelo seco por Un. de volumen del suelo (seco 110°C). Incluye el volumen de partículas sólidas y espacio poroso. = masa suelo seco g/cm 3 ó Mg/m 3 ap vol. suelo (+poros) Volumen del cilindro = r 2 h USOS 1. Transformar humedad gravimétrica en volumétrica 2. Calcular lámina de riego 3. Estimar la masa de la capa arable 4. Calcular porosidad del suelo 5. Índice de compactación (capas endurecidas) 6. Estimar capacidad de aireación y drenaje

1 hectárea posee un volumen de: 100 m 0, 20 m 10 000 m 2 x 0, 20 m = 2 000 m 3 = 2 000 dm 3 o L a 0, 15 m: 10 000 m 2 x 0, 15 m = 1 500 m 3 = 1 500 000 dm 3 o L Su masa varía según su densidad aparente ( ap) Masa = volumen x ap ap = 1, 5 g/m. L = 1, 5 kg/L 0, 20 m prof. 2 000 L x 1, 5 kg L-1 = 3 000 kg/ha 0, 15 m prof. 1 500 000 L x 1, 5 kg L-1 = 2 250 000 kg/ha ap = 1, 33 g/m. L = promedio 0, 20 m prof. 2 000 L x 1, 33 kg L-1 = 2 660 000 kg/ha 0, 15 m prof. 1 500 000 L x 1, 33 kg L-1 = 1 995 000 kg/ha

Valores comunes de densidad aparente Suelos orgánicos: 0, 1 - 0, 6 g/cm 3 Suelos superficiales, texturas finas: 1, 0 - 1, 3 g/cm 3 Suelos superficiales, texturas gruesas: 1, 0 - 1, 8 g/cm 3 Suelos compactados: hasta 2, 0 g/cm 3 Suelos franco arcillosos: 1, 0 - 1, 4 g/cm 3 Suelos franco limosos: 1, 1 - 1, 4 g/cm 3 Suelos franco arenosos: 1, 2 - 1, 8 g/cm 3 Suelos volcánicos: 0, 3 - 0, 85 g/cm 3 En suelos superficiales: 1. + fino + porosidad - ap 2. + grueso - porosidad + ap 3. + M. O. - ap 4. + prof. + ap (+ compactación, - M. O. ) La ap es afectada por: Contenido de M. O. Material parental Compactación

Densidad de Partículas o Real Es la masa por unidad volumen de sólidos. A diferencia de la ap no incluye el espacio poroso sólidos ( p) = masa sólidos (Ms) = g/cm 3 ó Mg/m 3 vol. sólidos (Vs) USOS 1. Calcular el % de porosidad 2. Velocidad de sedimentación de partículas 3. Concentración de sólidos suspendidos

Densidad aparente: real y aparente suelos de Densidad real: Densidad Si todos los sólidos fueran comprimidos Se tiene 1 cm 3 de un suelo dado poros Sólidos y espacios porosos Volumen=1 cm 3 Peso=1, 33 gr Da= 1, 33 g/cc 1 los sólidos 50% Volumen= 0, 5 cm 3 Peso= 1, 33 gr Dr= 1, 33 = 2, 66 g/cc 0, 5

SUELOS FA - A 35 y = -56, 728 x + 91, 704 Macroporosidad (%) 30 2 R = 0, 8185 25 20 15 10 5 0 1, 25 1, 30 1, 35 1, 40 1, 45 1, 50 1, 55 Densidad Aparente (g/cm 3) 1, 60 1, 65 1, 70

Espacio Poroso Porción de suelo que no está ocupada por partículas, está ocupada por aire o agua TIPOS DE PORO 1. Macroporos: Transporte de agua y aire 2. Mesoporos: Conducción de agua y aire 3. Microporos: Retención de humedad Porosidad de aireación (no capilar o macroporosidad) Porosidad capilar (microporosidad) VALORES 1. Suelos arenosos superficiales: 35 -50% Ep total - poca retención de agua - buena aireación 2. Suelos de textura fina: 40 -60% Ep total - buena retención de agua - mala aireación 3. Suelos compactados: 25 -30% Ep total

MACROPOROSIDAD • • MP= ( 1 – Da/Dr ) - Өcc Da = densidad aparente (g cm-3) Dr = densidad real ( g cm-3) Өcc = contenido volumétrico a CC • BAJO 10% DE MACROPOROSIDAD NO HAY INTERCAMBIO GASEOSO A NIVEL RADICULAR

Macropore flow and soil matrix flow Soil matrix flow • Macropore flow occurs Macropore flow – – in cracking clay, and in dry conditions aggregated soils, and in wet conditions (above field capacity) – in downward direction, or sideways to field drains, never upwards

MACROPOROS • AIREACIÓN • INFILTRACIÓN • CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA = Ks / 100 µ = porosidad drenable Ks = cond. hidráulica (cm/día)

Porosidad: ( ap/ p) x 100 = % sólidos 100 - % sólidos = % espacio poroso (1 - ( ap/ p)) x 100 = % espacio poroso (( partículas - aparente)/ partículas ) x 100 = % espacio poroso Porosidad total = E = 1 - ( ap/ p) Espacio aéreo (Ea) = Porosidad total - Humedad volumétrica = Vol. agua/Vol. tot. suelo = Hg x ( ap/ ag) Ea = (1 - ( ap/ p)) - %Hg ap/100 ag %Hg = masa húmedo - masa seco (110°C) x 100 masa seco (110°C) Masa sólidos (Ms) = M (suelo + humedad) 1 + (%Hg/100)

Densidad aparente de diferentes suelos de Hawaii y el desarrollo de raíces de caña de azúcar Relaciones entre la densidad aparente, % sólidos y %volumen poros en suelos con densidad de partículas = 2, 65 g/cm 3

Porosidad capilar y de aireación en un perfil poco diferenciado de Minden frente a otro, de Edina, muy diferenciado. (Ulrich, 1949) P. A. Porosidad capilar Sólidos del suelo P. A.

Designación de los horizontes, estructura, contenido de arcilla, densidad aparente y porcentaje de poros de los horizontes de un migajón Miami (Alfisol). (University of Illinois Agriculture Experimental Station Bulletin 665, 1960 ap g/cm 3 % Poros Volumen de macroporos % Arcilla