R.Pastor*Ingeniera de Riegos I2015 - I

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R.Pastor*Introduccin al estudio del suelo

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R.Pastor*El suelo es un recurso natural que se ha formado a travs de miles de aos, conjuntamente con los procesos geomrficos,es decir la evolucin natural de la litsfera.

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R.Pastor*Que es suelo? Suelo es una combinacin de diversos materiales:Partculas de minerales y rocaMateria orgnica en descomposicinOrganismos vivos (bacterias microscpicas, hongos, lombrices)Aire y aguaSuelo de buena calidad es una combinacin balanceada de dichos materiales.

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*FUNCIONES DEL SUELOSostener la actividad biolgica, diversidad y productividad.Regular y participar en los flujos de agua y solutos.Filtrar, amortiguar, degradar e inmovilizar materiales contaminantes.Almacenar y ciclar nutrientes y otros elementos.Proveer soporte para las estructuras socioeconmicas y proteccin de tesoros arqueolgicos asociados con los humanos.Karlen et al. (1997)

R.Pastor*Suelo puede ser considerado como una determinada combinacin de sus factores formadores. Esta concepcin del suelo fue expresada por primera vez por Jenny en 1940 segn siguiente ecuacin:S = f (Mm, cl, o, r, t)Representando "S" al suelo, "f" es una funcin, Mm" a roca madre, "cl" al clima, "o" a organismos, "r" al relieve y "t" al tiempo.

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R.Pastor*Roca o sustrato: puede desempear un papel esencial en evaluacin posterior del suelo, cuando algunas de sus propiedades fsicas o mineralgicas son heredadas. Determina el tipo de fraccin inorgnica. Influye mucho en etapas iniciales del desarrollo.

Material GlacialLecho de roca

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R.Pastor*2.Clima: su accin se manifiesta en tres procesos: alteracin del sustrato mineral, evolucin de la materia orgnica y migraciones de componentes en el perfil del suelo. Es factor ms importante en diferenciacin del suelo. Determina tanto procesos de meteorizacin cmo existencia de seres vivos que potencialmente van a efectuar colonizacin de una regin.

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R.Pastor*El agua, el viento y cambios de temperatura pueden desgastar las rocas a travs de sus procesos fsicos. El agua por ejemplo, al escurrir entre las fisuras de las rocas, va disolviendo y transportando sus minerales mas solubles.El sol es otro agente de transformacin. Por efecto del calor que irradia durante el da, las rocas se dilatan; mientras que en la noche, se enfran y se contraen. Este cambio de temperatura hace que las rocas se agrieten y se rompan en fracciones mas pequeas.El viento, por su parte, desprende y levanta pequeos trozos de rocas, los hace chocar contra la roca madre y los desintegra progresivamente.

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R.Pastor*Climate and Soil DevelopmentImage Source: University of Wisconsin, 2002

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R.Pastor*El agua, el dixido de carbono y el oxgeno se infiltran en el terreno para producir reacciones qumicas de hidratacin, carbonatacin y oxidacin, formando nuevos compuestos que hacen variar la composicin qumica de los suelos.Por cada 100 m de altura se disminuye 0,6C.A menor temperatura se acumula la M.O porque no hay efecto de microorganismos.

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R.Pastor*3.Organismos: componente bitico que constituye la vegetacin, fauna y microorganismos actan de distinta manera en evaluacin edfica. Principalmente, en formacin del humus, a partir de restos que se van incorporando al suelo. Tipo de organismos que colonizan un suelo condicionan su evolucin, pues son aporte de su fraccin orgnica. As, a igualdad de otros factores vegetacin colonizadora puede originar suelos con mayor o menor acidez.

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R.Pastor*Micro organismos: descomposicin de M.O.Macro organismos: formacin de M.O.Las races de los rboles rompen las rocas al crecer entre ellas, los musgos y lquenes secretan sustancias que disuelven las rocas y las fragmentan, para obtener as los nutrientes que necesitan en su crecimiento.

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R.Pastor*Relieve: acta sobre los procesos de erosin, sobre las condiciones de hidromorfismo y en el lavado superficial que se produce en las laderas de las montaas. Altas pendientes favorecen procesos erosivos y dificultan instalacin de vegetacin, impidiendo en algunos casos formacin del suelo.El relieve no es un factor activo. Es un modificador de los agentes que actan.

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R.Pastor*Factor topografa: pendiente

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R.Pastor*5. Tiempo: Acta como elemento necesario en la lenta evolucin edfica, pero tambin puede actuar como factor de diferenciacin a travs de la influencia de cambio o alteraciones climticas. La formacin de horizontes del suelo requiere de tiempo y de estabilidad en otros factores. 6. Hombre: interviene directa o indirectamente sobre el suelo o sobre los factores biticos o abiticos. El uso adecuado del mismo mantiene las funciones del suelo y da lugar a la produccin de bienes y servicios.

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R.Pastor*Procesos de Formacin

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R.Pastor*Formacin de suelosEsquema mostrando el proceso evolutivo de formacin de un suelo

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R.Pastor*Formacin de suelos

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R.Pastor*Composicin del SueloHorizonte AHorizonte BHorizonte CRoca Madre

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R.Pastor*Perfil del sueloCuando se hace un corte vertical a travs del suelo, se observan diferentes capas que varan en espesor, color, textura, estructura, entre otros; estas capas son llamadas horizontes y forman el perfil del suelo.

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R.Pastor*Horizonte A: capa que est encima o capa vegetal, de color oscuro, por presencia de materia orgnica y se forma el Humus. Contiene mayor nmero de races vivas y muertas, insectos y otros animales ms pequeos. Ms afectado por procesos de disolucin, que arrastran sus iones hacia horizontes ms profundos: horizonte de lixiviacin o de lavado.Horizonte B: de color ms claro porque tiene menor cantidad de materia orgnica. Hz. de acumulacin, por depsito de iones procedentes del lavado del A. Abundancia de componentes minerales (arcillas y sales precipitadas). Fundamentalmente de origen mineral, pero tambin se encuentran sustancias orgnicas.En costa no existe.

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R.Pastor*Horizonte C: formado directamente sobre roca; constituido por el resto de roca fragmentaria proveniente de la disgregacin fsica de la Roca Madre. Generalmente de color ms claro.

Roca: capa ms profunda y est formada por la roca madre, que da origen a los dems horizontes.

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R.Pastor*Perfil del suelo

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R.Pastor*Componentes del suelo

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R.Pastor*Componentes del suelo

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R.Pastor*Fase slida estructural o primaria: materiales inorgnicos primarios y secundarios gruesos y M.O sin descomponer (estructura fsica slida).Fase coloidal o complejo coloidal: materiales inorgnicos secundarios y compuestos orgnicos de tamao coloidal (actividad).Fase viva o transformadora: macrofauna y microorganismos activos. Descomposicin de la M.O y elaboracin del complejo coloidal.

Fraccin slida

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R.Pastor*Fase gaseosa: aire inmerso y distribuido en las otras fases o llenando todos los espacios que no ocupan las otras fases.Fase lquida o solucin del suelo: agua + sustancias qumicas. Poros por fenmenos de capilaridad y fuerzas de retencin de tipo fsico.Fase inica o zona de carga: iones positivos y negativos. Carga superficial de los coloides.

Fraccin porosa

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R.Pastor*Componente slido: constituido a su vez por fraccin mineral, fragmentos procedentes de descomposicin de roca madre (caracterizada por diferentes tamaos de granos de fragmentos y su disposicin) y fraccin orgnica o humus, originada por descomposicin de restos de seres vivos por accin de bacterias y hongos, en diferentes grados de mineralizacin por iones procedentes de fraccin mineral. Componente lquido: agua que circula por diferentes horizontes provocando disolucin y precipitacin de sales en diferentes horizontes. Componente gaseoso: gases atmosfricos en cantidades variables (oxgeno, dixido de carbono, etc).

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R.Pastor*Fase slida del suelo Fase slida est formada principalmente por materiales inorgnicos y materia orgnica en diferente etapa de descomposicin. Materia orgnica es la fraccin orgnica del suelo que incluye residuos vegetales y animales en diferentes estados de descomposicin, tejidos y clulas de organismos que viven en el suelo y sustancias producidas por los habitantes del suelo.Esta fraccin se determina en general en suelos que pasan por un tamiz con malla de 2,0 mm.

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R.Pastor*Sistema de clasificacin de las partculas

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R.Pastor*Materia orgnica

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R.Pastor*Junto con arcilla, tiene propiedades coloidales; es regulador coloidal que aglutina suelos arenosos para formar agregados y afloja suelos arcillosos macizos formando agregados (reduce plasticidad). Tiene gran capacidad de intercambio; participa en reacciones qumicas de intercambio de aniones y cationes.> M.O > poder tampnPor lo general, mejora caractersticas de retencin del agua y condiciones de infiltracin y drenaje del suelo. Materia orgnica

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R.Pastor*Si no hay microorganismos, la M.O se acumula en el suelo.Humus: M.O estable, mejorador de propiedades. Suelos ricos en humus favorecen condiciones de aireacin y evitan su compactacin; tienden a permanecer sueltos y porosos. Compost: humus artificial, producido fuera del suelo.Aplicar M.O como:Mejorador de propiedades (humus)Fertilizante (materia verde)

Materia orgnica

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R.Pastor*Fase lquida es una solucin acuosa de composicin qumica variable (constituida por varios componentes qumicos solubles en agua) que llena parte o totalidad de poros del suelo y es por donde se mueve solucin. Fase lquida del suelo est formada por solucin del suelo que proporciona nutrientes a plantas y es el medio en el que se llevan a cabo mayora de reacciones qumicas del suelo. Fase de vapor o gaseosa, formada principalmente por aire y vapor de agua, ocupa poros del suelo que no estn con agua y tiene una composicin que puede variar en intervalos de tiempo cortos.

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R.Pastor*Aire del suelo - Aireacin

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R.Pastor*Suelos estn compuestos de partculas; las ms pequeas son arcillas, las intermedias son limos y las ms grandes, arenas. Mezcla de estos tres tipos de partculas, define textura del suelo.Textura del sueloSegn tipo de partculas que predominen, se distinguen suelos arenosos (gruesos o livianos), suelos limosos y suelos arcillosos (finos o pesados). Suelos francos son los que tienen una proporcin equilibrada de los tres tipos de partculas.

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R.Pastor*Determinacin de textura al tacto

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R.Pastor*Triangulo textural

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R.Pastor*Clases texturales segn el contenido de arena, limo y arcillas

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R.Pastor*Estructura del suelo

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R.Pastor*Estructura del sueloEstructura es manera como se unen partculas del suelo (arena, limo y arcilla) para formar terrones o agregados.Se observa en el perfil del suelo y se clasifica por:Tipo de estructura: forma y disposicin de agregadosClase de estructura: tamao de agregadosGrado de estructura: durabilidad y desarrollo de agregadosCapacidad del suelo para crecimiento de plantas y su respuesta a manejo depende de estructura y contenido de nutrientes.

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R.Pastor*Estructura LaminarPrismticaGranularEstructura granular es ms adecuada para cultivos, por contener mayor cantidad de materia orgnica y mejor retencin de agua.

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R.Pastor*Estructura del suelo

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R.Pastor*Suelo bien estructuradoAl secarse se desmenuza fcilmente de forma espontnea.Puede labrarse con facilidad cuando est relativamente seco.Cuando est hmedo no se adhiere a los implementos.Los agregados se mantienen despus de haberse humedecido.

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R.Pastor*Suelos de igual clase textural pueden presentar propiedades fsicas muy diferentes, segn sea su estructura.

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R.Pastor*Agentes de agregacin

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R.Pastor*Factores que controlan la estructura

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R.Pastor*Densidad aparenteVara segn estado de agregacin del suelo, contenido de agua y proporcin del volumen ocupado por espacios intersticiales, que existen incluso en suelos compactos. Es afectada por porosidad e influye en elasticidad, conductividad elctrica, conductividad trmica, capacidad calorfica a volumen constante y dureza. Su valor se determina dividiendo masa (g) de una muestra de suelo secada en estufa entre su volumen (ml).

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R.Pastor*Densidad aparenteRelacin de masa de partculas de suelo seco con volumen total (partculas y poros). Se expresa en g/cm3 t/m3. Est relacionada con otras caractersticas del suelo. Por ejemplo, suelos arenosos, de baja porosidad, tienen una mayor densidad (1,2 a 1,8 g/cm3) que los arcillosos (1,0 a 1,6 g/cm3) que tienen un mayor volumen de espacio poroso. Materia orgnica tiende a reducir densidad del suelo debido a su baja densidad y a estabilizacin de estructura del suelo que origina mayor porosidad. Compactacin causada por mal uso o manejo del suelo aumenta densidad de horizontes superficiales (hasta 2 g/cm3). Densidad del suelo a menudo es usada como un indicador de compactacin.

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R.Pastor*Densidad realDepende principalmente de composicin y cantidad de minerales y proporcin de materia orgnica e inorgnica que contiene. Densidad de parte mineral de un suelo es mayor que materia orgnica porque contiene cuarzo, feldespatos, mica y xidos de fierro, como la magnetita y hematita.Generalmente se usa un valor promedio de 2,65 g/cm3.

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R.Pastor*PorosidadPorosidad se refiere al nmero y tamao de espacios vacos o poros, que son ocupados por agua y aire. En suelos arenosos, poros son grandes y en los arcillosos, pequeos; por ello, agua circula ms fcilmente en suelos arenosos.

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R.Pastor*PorosidadRepresenta parte de suelo ocupada por aire y vapor de agua;

Est dada por relacin del volumen total de poros entre volumen total de muestra de suelo.

Porcentaje de humedad es igual masa de agua entre masa de suelo seco multiplicado por cien.

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R.Pastor*ConsistenciaExpresa la resistencia mecnica de un suelo a la deformacin y a fluir bajo la accin de fuerzas mecnicas, que dependen de su contenido de humedad. Se debe a las fuerzas de cohesin y adhesin y es consecuencia de la estructuracin.Manejo de movimientos de tierra.Determinacin del momento ptimo para el laboreo.Evaluacin del desencadenamiento de movimientos en masa.

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R.Pastor*ColorColores oscuros pueden indicar mucho contenido orgnico;Color gris indicara condiciones de reduccin (sin oxgeno); Colores rojos indicara oxidacin (hay oxgeno).

Muchas veces ms til que pruebas de laboratorio.

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R.Pastor*Color del suelo

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R.Pastor*Color del suelo Propiedad del suelo que se puede observar a simple vista. Se utiliza para diferenciar horizontes y para clasificar los diferentes tipos de suelos.Suelos de colores oscuros absorben ms calor mientras que los de colores claros lo reflejan.Color de suelos est relacionado con absorcin (albedo y capacidad calorfica) y conservacin del calor y por lo tanto con capacidad de retencin de humedad.

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R.Pastor*Otras caractersticas importantesProfundidad efectiva del suelo (influye en reservas hdricas, en tolerancia a erosin, infiltracin); contenido en carbonatos (influye en reaccin del suelo, estructura y disponibilidad de nutrientes) y cohesin (muy ligada a niveles de humedad).

Tambin se pueden sealar: permeabilidad, plasticidad, drenaje interno y presencia de pedregosidad y afloramientos rocosos.

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R.Pastor*rpastor@lamolina.edu.pe

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