DENSIDAD O PESO ESPECIFICO DE LOS SUELOS

Se define como la relación entre la masa o peso de los sólidos del suelo por unidad de volumen.


Ps =


Es una propiedad relacionada principalmente con la textura y la estructura de los suelos. se expresa a través de la densidad real y la densidad aparente.

TIPOS DE DENSIDAD

DENSIDAD APARENTE: Es la relación entre el peso del suelo seco a la estufa (105 C), y el volumen que ocupa la muestra extraída.
El volumen de poros, es una parte del volumen del suelo. Densidad del suelo, en su estado natural, incluyendo el espacio poroso (Estructura y porosidad).

DENSIDAD REAL: o densidad de los sólidos o de la partículas. Es el valor promedio de la densidad de las partículas del suelo, sin incluir el espacio poroso (diferentes texturas). Es la relación entre la masa del suelo y el volumen de los sólidos. El peso real de los sólidos del suelo, es generalmente mayor en los suelos arenosos que en los suelos arcillosos. No se altera con el cambio de porosidad. Se considera que la dr. promedio para la mayoría de los suelos minerales es de 2.65 g/cc. (Si una partícula sólida del suelo, tuviera la forma de un cubo de 1 cm./ lado y pesara 2.65 g, su densidad sería:


En el suelo existen diversas partículas minerales, cuyas densidades son variables.

DENSIDAD DE ALGUNOS COMPONENTES DEL SUELO

Cuarzo : 2.65 g/cc. Caolín : 2.50g/cc.

Ortoclasa : 2.55 ' Fe : 2.65

Plagioclasas : 2.68 ' (2.60-2.76) Muscovita : 2.76-3.00

Biotita : 3.00 ' Fierro y Al: 2.60-2.70

Limonita : 3.40-4.00 Hematita : 5.10-5.20
Ar. y Lo constituidos por cuarzo y feldespatos.

FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA DENSIDAD

Textura, estructura, materia organica (la puede bajar a 2.0).

l. ESPACIO POROSO O POROSIDAD: La dap. varía con el contenido de poros.
- Si el espacio poroso disminuye, la densidad aumenta y viceversa.

2. ESTRUCTURA: Es el factor que mas influye sobre la dap.; sin embargo la estructura esta regida por la influencia reciproca de la textura y el grado de agregación. Se debe considerar mayor o menor agregación, y tamaño de estructura ( fina, media, etc.).

3. MATERIA ORGANICA: La pérdida de m.o., puede provocar un aumento en el peso del suelo, por unidad de volumen; porque el peso de la m.o. es mas ligero que la materia mineral.

La perdida de m.o. esta asociada generalmente con la perdida de espacio poros total (EPT). La reducción del espacio poroso, hace que aumente la dap.

4. TEXTURA: Mientras mas fina sea la textura de un suelo (Ejm. S. arcillosos, Fr. Ar., Ar.Lo, Ar.A.); menor sera la dap; lo contrario sucede con suelos de textura gruesa (Arenas, arena franca, Fr. A).

5. PROFUNDIDAD: Dentro de una misma textura, la dap. varía con la profundidad. Generalmente la dap.aumenta con la profundidad; porque habra posiblemente una mayor compactación lo que trae consigo una reducción del espacio poroso.

También por la acumulación de la Ar. en los hztes. inferiores, debido a su movimiento descendente. La arcilla rellena los espacios porosos; incrementando la densidad de los hzts. subyacentes. (al mismo tiempo reduce la permeabilidad para el agua y el aire y la penetrabilidad de las raíces).

También puede darse el caso de la cementación de los hztes. inferiores o la acumulación de humus iluvial.

IMPORTANCIA DE LA DENSIDAD DE LA PARTICULA

• Sirve para los calculos de la velocidad de sedimentación.
• Es útil en las investigaciones de erosión y analisis mecanicos.
• Se usa en los estudios litológicos.
• Es útil en la separación de varios minerales del suelo (explotaciones).
• Sirve para la separación de los minerales pesados de los ligeros (Para tal efecto se usan líquidos de alta densidad como el tetrabromoetano o bromoformo de gravedad específica conocida; en este caso: 2.87 y 2.89 respectivamente.
• Se utiliza en la determinación del % de poros del suelo.


IMPORTANCIA DE LA DENSIDAD APARENTE


• Es útil para el calculo de la porosidad y la capacidad de almacenamiento del agua por volumen de suelo.
• Interviene también en el calculo del peso del suelo.

Ejm. Peso de una hectarea de suelo arable.

Se considera un espesor de capa arablede 0.15-0.20 m., con un promedio de 17 cms.; por lo tanto el volumen de una ha. es:

10,000 x 0.17 = 1,700 m.

Si un suelo tuviera una dap. de 1.2 g/cc. pesaría:

1700 x 1.2 = 2,040,000 aprox. 2,000 TM.

Aplicación

Si un suelo tuviera 1 % de m.o., contendra 20,000 kgs. de este componente.

Si este suelo sufriera perdidas en el orden de 200 Tn/año, la capa arable entonces se:

• Sirve para detectar capas endurecidas debajo de la capa arable por su alta dap. Ejm. 1.7 g/cc. (valores cercanos a 2, denuncian hztes. compactos).

• Para conocer el estado de edafización del hzte. C. (al encontrar valores menores de 2.65 g/cc.).

FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA DENSIDAD APARENTE

l. Espacio poroso: Si se pudiera compactar un suelo hasta eliminarle el espacio poroso; la dr=dap.

2. Estructura: Es el factor que mas influye sobre la dap.

3. Materia organica.

4. Textura: a textura finas, le corresponden una dap. menor.

5. Profundidad: Por acumulación de la Ar. en los hztes. inferiores.

• Sirve para detectar capas de suelo endurecidas, debajo de la capa arable, por su alta dap. Ejm. 1.7 g/cc.(La dap. de los suelos cultivados varían desde menos de 1 hasta 1.9 g/cc. Esta variación se debe mayormente a los cambios del espacio poroso total).
• Valores cercanos de 2.0 denuncian hztes. compactos.
• Para detectar el estado de edafización del hzte. C. Ejm. Valoresmenores de 2.65 indican edafizacion,en el hzte. C.(La densidad de las partículas de los minerales del suelo son mayores a 2.60 g/cc.)


EL AIRE DEL SUELO.


IMPORTANCIA DE LA AEREACION DEL SUELO

• Para satisfacer la necesidad de oxígeno de las raíces, microorganismos, etc. Las raíces necesitan respirar, para absorber agua y iones de la solución suelo.
• La concentración de CO2 en el suelo, puede producir toxicidad, pudiendo impedir el desarrollo radicular. Según estudios realizados, se asume, que se producen de 0.8 a 25 lt. de CO2 por día, y de 2-26 lt. de CO2 consumidos.
• La existencia adecuada de O2, favorece la exploración del suelo por las raíces y otros organismos.
• Toma de agua y nutrientes por las raíces.
• Descomposición de la materia organica, asimismo el exceso de oxígeno es indeseable porque provoca la rapida oxidación de la m.o
• Liberación de los nutrientes mineralizados.
• La falta de oxígeno puede causar reducción química de iones, tales como el Mn++++ y S04--, a formas tóxicas para las plantas.
• Cuando el porcentaje de oxígeno baja al 10 %, se reduce el crecimiento radicular.


COMPOSICION DEL AIRE DEL SUELO

Esta determinada por el ritmo de producción de CO2 en el suelo, por las raíces y los microorganismo, y el movimiento de este gas.


COMPOS. AIRE ATMOSFERICO COMPOS. AIRE DEL SUELO
(Suelos bien drenados)*

OXIGENO 20.96 % 20.30 %NITROGENO 79.01 % 79.00 %
C02 0.03 % 0.15-0.65 %

* A esto hay que sumar cantidades variables de vapor agua.

Se puede contemplar, que la concentración del CO2 en el suelo es de 5 a 20 veces mas que en la atmósfera.
Esto se atribuye, que en el suelo, la circulación gaseosa, esta limitada por diversos factores; también que la producción de CO2 es continua en el suelo; mientras que el oxígeno esta siendo consumido por la vida subterranea (se debe anotar, que por cada molécula de oxígeno consumida, se libera una molécula de CO2. .

Hay que considerar que cuando hay un rapido crecimiento de la planta , hay mas producción de CO2, pudiendo llegar a 0.5 %.

ANHIDRIDO CARBONICO.

- También es producido por respiración anaeróbica.
- Mas del 20 % malogra a las raíces.
- Ayuda a la disolución de los nutrientes y los hace disponibles.
- La concentración de CO2 aumenta con la profundidad.

NITROGENO.

- Este gas sirve para la producción de N combinado, por las bacterias simbióticas y no simbióticas.

VAPOR DE AGUA.

- Previene la desecación de las raíces y de los microorganismos.
- Ayuda a la transferencia del agua en el suelo.


FACTORES QUE INFLUYEN EN LA AEREACION DEL SUELO

1. EXPANSION Y CONTRACCION DEL AIRE DEL SUELO.
Por cambios de temperatura. Se provoca un diferencial de temperatura, entre el aire del suelo y de laatmósfera. La diferencia de densidades, puede causar un intercambio de las masas de aire (aumento de volumen).
Ante ello es importante considerar el intercambio gaseoso.

2. EFECTOS BAROMETRICOS.
Un aumento o disminución de la presión atmosférica, puede comprimir o expandir el aire del suelo, movilizandolo.

3. TURBULENCIA DEL VIENTO.
La fuerza de succión del viento, estimula la aereación.

4. AGUA (lluvia o irrigación).
Aporta con oxígeno al ionizarse. Desplaza el aire cuando desciende, creando una fuerza de succión, renovando el aire al promover su ingreso( cuando sale por drenaje o por consumo radicular. De esta manera es posible cambiar o renovar todo el volumen del aire del suelo.

5. DIFUSION
Es el proceso físico mas importante en el intercambio de los gases entre el suelo y la atmósfera. Es el principal agente de la renovación del aire del suelo.

La velocidad de difusión, se incrementara con: Una estructura abierta, contenido de humedad mas bajo, y alta temperatura.

La difusión es reducida por el encostramiento y la compactación de la superficie del suelo (porque se favorece la formación de poros muy finos, los que retienen agua por un largo tiempo después del humedecimiento. Esto se puede evitar con escardas.

Las diferencias de concentraciones (diferentes presiones parciales) de los gases de la atmósfera y del suelo, provocan la difusión del CO2hacia afuera del suelo y la del O2 hacia adentro del perfil; yendo de mas a menos.


COMO PROMOVER LA AEREACION DEL SUELO.

La concentración del O2, no debe ser menos del 10 % en la profundidad del límite de la raíz genética de la planta, en referencia.

En suelos anegados, la aereación es critica.

a. Mediante la remoción del exceso de agua por drenaje se incrementa la aeración, temperatura, act. microbiana, indirectamente la estructura.
b. Usar éstos suelos, para cultivos tolerantes a la alta humedad, con requerimientos mas bajos de oxígeno, o con sistema radicular superficial.
c. Labranza e incorporación de materia organica.
d. Mejoramiento de los hztes. subyacentes con la siembra de cultivos de raíces profundas y enterramiento profundo de rastrojos.
e. Realización de pcas. agronómicas para el mejoramiento de la estructura como:
• Practicas de labranza con humedad a punto, para que el suelo se desmenuce. Una sobre labranza provoca la reducción de la estabilidad estructural, por lo tanto se reduce la porosidad de aeración.
• Rotación con pasturas y leguminosas.
• Incorporar abonos verdes como mejorador de las estructuras en suelos de texturas gruesas.

En suelos bien drenados, la aeración generalmente, es mayor en la superficie que en los hztes. subyacentes, debido a que en el sub suelo hay mas arcilla y las estructuras son menos favorables para la aeración.