5.7: Relaciones suelo-agua
- Page ID
- 89284
El agua del suelo es de gran importancia debido a las muchas reacciones biológicas y químicas que ocurren debido a la presencia de humedad en el suelo. En un suelo completamente seco se producen muy pocas reacciones físicas o químicas. En un suelo húmedo, ocurren muchas reacciones, mientras que en un suelo muy húmedo, se produce un conjunto de reacciones completamente diferente. Adicionalmente, el comportamiento de un suelo se altera completamente una vez que se alteran las condiciones de humedad/saturación, y estas dinámicas dependen específicamente de la textura y estructura del suelo.
Las plantas utilizan varios mecanismos para obtener agua del suelo. La absorción pasiva es el proceso más importante y representa más del 90% del agua absorbida por las plantas. La absorción pasiva es el movimiento del agua hacia la raíz de una planta resultante de la fuerza de tracción (succión) sobre el agua del suelo causada por la columna continua de agua que se mueve hacia arriba a través de la planta a medida que el agua se pierde en la superficie foliar por transpiración. El proceso de transpiración es la causa real de la pérdida de agua debido a que el aire es mucho más seco que el agua de la planta. Cuanta más agua elimina una planta de un suelo, más difícil se vuelve para las raíces de la planta continuar obteniendo el agua restante del suelo. Las raíces de las plantas deben ejercer una mayor succión sobre el agua en los poros del suelo para permitir que las raíces extraigan más agua para el crecimiento continuo del cultivo.
Las plantas son capaces de usar solo una porción del agua total contenida en el espacio de poro del suelo. Es conveniente pensar en el agua del suelo como un continuo desde completamente húmedo (saturado) hasta completamente seco (secado al horno). Este espectro continuo de agua del suelo se separa convenientemente en regiones de cultivo y respuesta del suelo (Figura 3). Estas divisiones se basan principalmente en el potencial hídrico del suelo (o succión) designado en kilopascales negativos (kPa) de presión o kilopascales positivos (kPa) de succión.
El agua se mueve a través de un suelo en los poros grandes y se drena debido a la fuerza de la gravedad. Esta agua se llama agua gravitacional. El agua gravitacional representa la diferencia en el contenido de humedad del suelo entre la condición de saturación y la capacidad de campo.
Agua gravitacional = contenido de humedad del suelo a la saturación - contenido de humedad del suelo a la capacidad de campo.
El agua contenida dentro de los pequeños poros del suelo por adhesión y cohesión se denomina agua capilar. Solo una porción del agua capilar total en el suelo está disponible para las plantas. El agua disponible en las plantas se puede obtener del suelo. El agua disponible en las plantas es la diferencia entre el contenido de agua de un suelo a capacidad de campo y el contenido de agua del suelo en el punto de marchitamiento permanente.
Agua disponible en la planta = contenido de agua a capacidad de campo - contenido de agua en el punto de marchitamiento
La capacidad de retención de agua disponible (agua disponible en la planta) es una estimación del agua mantenida entre la capacidad del campo y el punto de marchitamiento permanente dentro de la zona de enraizamiento o los 150 cm superiores del suelo si no hay capa limitante de raíces. El agua total se calcula sumando la cantidad de agua contenida en cada horizonte o porción del horizonte, si el horizonte se extiende más allá de 150 cm. Si un horizonte o capa es desfavorable para las raíces, éste y todos los horizontes a continuación deben ser excluidos en el cálculo de la humedad disponible. 1
La relación entre el agua disponible retenida por centímetro de suelo y las texturas se da en la Tabla 2 a continuación. Si un suelo contiene muchos guijarros grandes y/o fragmentos de roca, el volumen ocupado por los fragmentos de roca debe estimarse y restarse del volumen total del suelo.
Por ejemplo, si una marga limosa Un horizonte tiene 25 cm de espesor y contiene fragmentos de roca que ocupan el 10% de su volumen, el agua disponible del horizonte sería de 25 cm x 0.20 cm/cm x [(100-10) /100] = 4.50 cm de agua.
Para calcular el agua disponible para un perfil de suelo, primero calcule el agua disponible para cada horizonte a la centésima más cercana, sume todos los horizontes, luego redondee el gran total a la décima más cercana. Por ejemplo, 14.92 redondearía a 14.9 en la clase baja; 15.15 redondearía a 15.2 en la clase moderada.
| Factores de Cálculo de Agua Disponible | |
|---|---|
| Agua disponible (cm de agua/cm de suelo) | Clases de Textura |
| 0.05 | arenas, arenas arcillosas |
| 0.15 | texturas no incluidas en las otras clases |
| 0.20 | limo franco, limo, franco arcilloso limoso, turba, lodo, turba sucia |
| Las clases de agua disponibles son: | |
| Muy bajo. Hasta e incluyendo 7.5 cm de agua | |
| Bajo. Mayor a 7.5 cm de agua pero menor o igual a 15.0 cm de agua | |
| Moderado. Mayor a 15 cm de agua pero menor o igual a 22.5 cm de agua | |
| Alto. Mayor a 22.5 cm de agua | |
Para la mayoría de los cultivos de campo, el punto de marchitamiento permanente es igual a -1500 kPa de potencial de agua o 1500 kPa de succión de agua. Cuando un suelo está seco al aire, el agua presente se mantiene a potenciales de agua que van de -3000 a —10,000 kPa. El agua en suelo seco al aire está en equilibrio con la atmósfera de poro del suelo que tiene aproximadamente 98% de humedad relativa. El Coeficiente Higroscópico es la condición cuando el último microporo se drena de agua y solo existen películas de agua alrededor de las partículas del suelo. El suelo secado a 105°C a un peso constante se considera seco al horno. El peso seco del suelo se utiliza como peso de referencia para cuantificar la cantidad de agua en suelos minerales para todas las condiciones de humedad. El agua higroscópica es el agua que se mantiene entre el Coeficiente Higroscópico y el Horno seco.
Contenido de agua higroscópica = Agua mantenida por debajo del Coeficiente Higroscópico - Masa seca en horno
1 Para los cálculos de agua disponibles, se puede suponer que las propiedades del horizonte más bajo designado para la descripción se extienden a 150 cm, si no es evidente la presencia de una capa restrictiva. Si una capa restrictiva está presente entre el horizonte más bajo descrito y la profundidad de 150 cm, se debe considerar la profundidad a la capa restrictiva para las estimaciones de agua disponible. Los materiales no adecuados para el crecimiento de las raíces de las plantas incluyen: (i) horizontes con texturas de arena gruesa y algunos vacíos sin llenar ubicados directamente debajo de un horizonte de materiales de suelo de textura más fina (es decir, texturas de arena muy fina, arcillosa arena muy fina o más fina), (ii) lecho rocoso, (iii) fragipans, (iv) materiales densos, (v), horizontes cementados a través del 90% o más del perfil del suelo, y (vi) texturas SiC, C o SC que son muy firmes o más firmes y tienen un grado sin estructura y una forma masiva de estructura.