Las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos se determinan para cada horizonte o a una profundidad determinada del perfil, de acuerdo a los objetivos del estudio.
Para su determinación se puede trabajar con muestras individuales o muestras compuestas que se han recolectado en campo de manera disturbada o sin disturbar.
Las muestras sin disturbar conservan la porosidad, humedad y estructura del suelo y son necesarias para el conocimiento de algunas propiedades físicas del suelo.
Suelo físicamente “ideal” (Mc Lean)
⚠️ El suelo es considerado como un sistema trifásico, compuesto por:
Sólida
Líquida
Gaseosa
⚠️ El espacio ocupado por agua y aire puede variar según las condiciones del suelo.
Fase sólida del suelo
Materiales orgánicos
Plantas y animales vivos o muertos y sus productos de descomposición.
Materiales inorgánicos o mineral
Formados por los residuos de la descomposición de la roca madre.
La porción sólida del suelo la podemos dividir en:
Parte Inactiva
Constituye la parte que soporta (esquelética) el suelo.
Constituida de elementos que sirven de soporte como:
- Piedras
- Cascajo
- Gravilla
Constituida por minerales.
No participan directamente en la nutrición de las plantas.
Parte Activa
Partículas menores a 0,002mm, tienen naturaleza coloidal, retienen e intercambian iones utilizados por las plantas en su nutrición.
Parte activa mineral:
- Esta constituidos por arcilla (coloide inorgánico), sirve como almacenamiento de nutrientes.
- La clase y cantidad de material coloidal determinan la cantidad de agua retenida por el suelo y su grado de fertilidad.
Parte activa orgánica:
- Residuos vegetales, Hongos, Algas, Bacterias, Larvas de insectos, Productos en descomposición, etc.
Fase líquida del suelo
Consiste de agua en cantidades variables.
El agua procede de la atmósfera como la lluvia, nieve, granizo, humedad atmosférica.
Otras fuentes son infiltraciones laterales, capas freáticas etc.
La composición de la solución del suelo fluctúa temporal y espacialmente debido a los cambios estacionales de la actividad biótica (vegetación y microorganismos) debido a los cambios de humedad y a los cambios de temperatura.
Fase gaseosa del suelo
Es la menos estudiada, debido a que cambia fácilmente y es muy difícil de muestrear y estudiar.
Es importante tanto como para las raíces como para los organismos que habitan el suelo y responsable de las reacciones de oxidación.
Se necesita cantidades variables de oxigeno para sus funciones metabólicas.
La fase líquida circula a través del espacio poroso, queda retenida en los huecos pequeños del suelo y está en constante competencia con la fase gaseosa.
Composición
Se supone que tiene una composición parecida a la del aire atmosférico, pero mucho menos constante.
| Componente | Aire atmosférico % | Aire suelo % |
|---|---|---|
| Oxígeno | 21 | 10 – 20 |
| Nitrógeno | 78 | 78 – 80 |
| Dióxido de carbono | 0,03 | 0,2 – 3,0 |
| Vapor de agua | Variable | Saturación |
El aire del suelo muestra importantes variaciones locales, de un punto a otro, debido a que las raíces de las plantas y la actividad microbiana modifican la composición del aire de los poros.
Procesos Geoquímicos de Transformación
Son un conjunto de reacciones químicas, físicas y biológicas que modifican los minerales y compuestos presentes en el suelo, transformando la materia orgánica e inorgánica y controlando la disponibilidad de nutrientes, la formación del perfil del suelo y la movilidad de contaminantes.
| Elemento | Componentes Minerales | Componentes Orgánicos |
|---|---|---|
| Materiales primarios | Rocas y minerales primarios | Restos de vegetales y animales |
| Desintegración | Meteorización | Mineralización |
| Síntesis | Neoformación de minerales | Humificación |
| Materiales secundarios | Minerales arcillosos, óxidos e hidróxidos de aluminio y hierro | Sustancias húmicas |
Estos procesos ocurren como resultado de la interacción entre el clima, los organismos, el material parental, el relieve y el tiempo (factores de formación del suelo), y son fundamentales para la evolución del suelo y su funcionalidad.
Diagrama de las fases del suelo
Es una representación gráfica que muestra cómo se distribuyen los componentes básicos del suelo: sólidos, líquidos y gases.
Establece relaciones numéricas entre volúmenes y los pesos de las diferentes fases.
- V = Volumen total de la masa de suelo
- Vs = Volumen de sólidos
- Vv = Volumen de acíos o volúmenes de poros
- Vw = Volumen de agua
- Va = Volumen de aire
- Wa = Peso del aire
- Ww = Peso del agua
- Ws = Peso del suelo
- W = Peso total del suelo
Define propiedades como la porosidad, las densidades, el contenido de agua y el grado de saturación.
Volumen total
![\[ V = V_s + V_v = V_s + (V_a + V_w) \]](https://cienciadelsuelo.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-2ba35c3b3c0c7e416f5137871a321f11_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Peso total
![\[ W = W_s + W_w + \cancel{Wa}^{0} \]](https://cienciadelsuelo.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-15de05c552c6cec46b9cfb4297064a6a_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Nota: Un litro de aire pesa aproximadamente 1,29 gramos a temperatura y presión estándar, por lo cual se puede asumir igual a 0.
Se llaman relaciones volumétricas, cuando son de volumen a volumen y relaciones gravimétricas cuando son peso a peso.
Se utiliza ampliamente en edafología e ingeniería para visualizar y analizar las relaciones volumétricas y gravimétricas del suelo.
Cálculo de las fases del suelo
Para calcular las fases del suelo, es necesario conocer ciertas propiedades fundamentales, como la densidad real y aparente, el contenido de humedad y la cantidad de materia orgánica.
Fase no Sólida (%)
![\[ P_T = \left( 1 - \frac{D_a}{D_r} \right) \cdot 100\% \]](https://cienciadelsuelo.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d925739d88c017965a9653bff631b81c_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Fase Sólida (%)
![\[ F_s = 100\% - P_T \]](https://cienciadelsuelo.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-e946e958fe886c0507832f0c94f9e895_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Fase Gaseosa (%)
![\[ F_G = P_T - C_H \]](https://cienciadelsuelo.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-5f42c412b82f5cb73cc367355ed1526f_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Fase Mineral (%)
![\[ F_M = F_S - MO \]](https://cienciadelsuelo.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bc0a7786ec2c9758b01a7d9932ac0032_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
⚠️ Nota:
- La Fase no Sólida corresponde a la Porosidad Total.
- La Fase Líquida corresponde al Contenido de Humedad.
- La Fracción Orgánica corresponde al Contenido de Materia Orgánica.
| Densidad Real g/cc | Densidad Aparente g/cc | Porosidad Total % | Contenido Humedad % | Valoración |
|---|---|---|---|---|
| <=2,0 | <= 1,0 | <= 31 | <= 5 | Muy Baja |
| 2,0 – 2,4 | 1,0 – 1,2 | 31 – 45 | 5 – 15 | Baja |
| 2,4 – 2,7 | 1,2 – 1,5 | 45 – 55 | 15 – 25 | Moderada |
| 2,7 – 3,0 | 1,5 – 1,7 | 55 – 63 | 25 – 35 | Alta |
| > 3,0 | > 1,7 | > 63 | > 35 | Muy Alta |
Fase Gaseosa
| Rango % | Valoración |
|---|---|
| <= 20 | Limitado |
| 20 – 30 | Moderado |
| 30 | Alto |
Fase Líquida
| Rango % | Valoración |
|---|---|
| <= 10 | Suelo Seco |
| 20 – 25 | Punto Marchitez Permanente |
| 25 – 40 | Umbral de Riego |
| 40 – 45 | Capacidad de Campo |
| > 50 | Suelo Saturado |
Fase Sólida
| Mineral % | Orgánico % |
|---|---|
| Si la M.O. <= 20%, entonces Suelos Mineral | Si la M.O. > 20%, entonces Suelos Orgánico |