Con esta presentación se pretende conocer aspectos generales sobre el agua y el aire del suelo

1. Partículas del suelo
Agua
Raíces
Aire
Capa
superficial
Capa sub-
superficial
Manto rocoso
Aire y Agua del Suelo

2. Aire del Suelo
atmosférico
Aire Aire Suelo
N2 78 % 78 %
O2 21 % 0 - 20 %
CO2
* Tóxicocuándo
0.036 %
> 10 %
1 - 20 %*
Algunos procesos afectan la aireación del
suelo, comenzando con la composición de
los gases en la atmósfera

3. La aireación del suelo como un proceso de intercambio de O2 y
CO2 con la atmósfera

4. Diferencias …
• La composición del aire atmosférico y el aire del suelo son
diferentes, principalmente en la cantidad de oxígeno y
dióxido de carbón presentes.
• El valor de la concentración de nitrógeno es esencialmente
la misma.
• El oxígeno es utilizado por los organismos durante la
respiración, liberando dióxido de carbon.
• La cantidad total de aire en el suelo es una función de la
porosidad y del contenido de agua.

5. La Aireación es afectada por:
• El contenido de agua del Suelo
– Suelos Secos: más poros llenos de aire, más O2
– Suelos Húmedos: más poros llenos de agua, menos O2 y
una aireación pobre.
• Intercambio Gaseoso
– Difusión (dP/dx) – movimiento desde áreas de alta
concentración hacia áreas de baja concentración.
– Flujo de Masas – Movimientos diurnos y estacionales,
debido a diferencias en la temperatura (el aire
caliente se expande, el aire frio, se contrae)

6. La Aireación es afectada por:
• La Porosidad:
• Los suelos arcillosos tienen un mayor espacio poroso
total, pero frecuentemente tienen una pobre
aireación, debido a que el aire no puede moverse
rápidamente a través de los pequeños poros.
• Los suelos arenosos típicamente tienen una mejor
aireación, ya que los macroporos permiten el
movimiento de agua fuera del espacio poroso. El
agua es reemplazada por aire.

7. • La actividad microbiana
– Los organismos del suelo usan oxígeno (O2)
durante la descomposición de los residuos
en el suelo (respiración).
– Cuando los organismos respiran, ellos
liberan CO2, el cual se acumula,
disminuyendo de esta manera el estatus de
la aireación.
La Aireación es afectada por:

8. La importancia de la respiración de los organismos en la
composición de la atmósfera del suelo, se pone de manifiesto
por las diferencias estacionales que se observan en el
contenido de dióxido de carbono.

9. • La densidad de raíces vegetales:
– Las raíces de las plantas necesitan O2 para
completar todas las funciones necesarias.
– Las plantas con raíces fibrosas tienen una alta
densidad de raíces, y son capáces de reducir la
capacidad de aireación cuando el O2 es
limitado.
La Aireación es afectada por:

10. • La profundidad
– La densidad de la mayoría de los perfiles de
suelo, incrementa con la profundidad (debido al
mayor peso en la parte superior, comprimiendo
el suelo que esta debajo).
– Las mayores densidades, resultan en una baja
porosidad, y frecuentemente en poros de
tamaño más pequeño; ambos factores hacen más
lenta la tasa de suministro de O2.
La Aireación es afectada por:

11. Contenido promedio de oxígeno en dos suelos (Brady, 1991)

12. Caracterización/Clasificación
• Tasa de Difusión de Oxígeno (TDO)
– Mide el movimiento de aire en el suelo, para
establecer el tiempo requerido para la
reposición del O2 en el suelo.
• Potencial de Reducción/Oxidación (Redox)
– Tendencia de un sistema a oxidar o reducir
elementos, medida con un electrodo de
platino.
– Los principales elementos sujetos a las
reacciones redox en el suelo incluyen: Fe, Mn,
N, S, C

13. El Potencial Redox afecta:
• pH
• La solubilidad de elementos y nutrientes.
• La disponibilidad de Nutrientes.
• La toxicidad de algunos elementos.
• El color del suelo.
– Moteados: Concentrationes and Deficiencias
– Gleisación
• Bajos potenciales redox, están asociados con una
pobre aireación (condiciones anaerobicas, o
reductoras).

14. Efectos de una Pobre Aireación
• Disminuye:
– Crecimiento vegetal, especialmente el
crecimiento de las raíces.
– La asimilación de Nutrientes (absorción) – La
asimilación activa de nutrientes requiere de
energía, obtenida por las raíces a través de la
respiración.
– Cuando el O2 is limitado, las raíces no pueden
respirar para obtener la energía necesaria
para movilizar los nutrientes a través de la
membrana celular.

15. Efectos de una Pobre Aireación
• Disminuye:
– La absorción de agua – La mayoría de las
plantas requieren O2 en la zona
radicular. Cando el O2 esta limitado,
algunas plantas se marchitan, aun
existiendo agua en la cercanía de las
raíces.
• Incrementa:
- La toxicidad de algunos elementos
químicos.

16. Manejo de la Aireación del Suelo
• La estructura del suelo, puede ser manipulada
para mejorar la aireación
– El Proceso de aireacion del suelo (por
ejemplo, a través de la mecanización) abre
grandes poros, lo cual facilita la difusión del
oxígeno en el suelo superficial.
– La adición de materia orgánica, mejora la
agregación, mejorando la aireación.

17. Suelo Arado (Mecanización)

18. Suelo con exceso de Aradura (Mecanización). Problemas
de degradación física. Disminución de Porosidad

20. • La estructura del suelo, puede ser manipulada
para mejorar la aireación
– La adición de arena, incrementa los
macroporos, lo cual facilita el movimiento de
agua y aire.
– La adición de Yeso (CaSO4) a suelos sódicos,
mejora la agregación, ya que se produce un
reemplazo del Na por el Ca, en los coloides
del suelo.
Manejo de la Aireación del Suelo

21. • La seleción de plantas, es importante en suelos afectados por
una pobre aireación
– Así como los microorganismos, las plantas tienen
preferencias según el estatus de aireación del suelo, y
tienen mecanismos para adptarse a las condiciones del
ambiente.
– Hidrófitas Obligadas – plantas que pueden vivir en
ambientes acuáticos (o con saturación en la zona radical)
– Hidrófitas Facultativas – plantas que pueden vivir en
condiciones aeróbicas o anaeróbicas
– Muchas hidrofitas tienen células especiales en el tallo,
que transportan aire (O2) a las raíces.
Manejo de la Aireación del Suelo

22. Importancia de la Aireación del Suelo
1. Actividad microbiana (los microorganismos necesitan O2).
2.Descomposición materia orgánica. (la población de
microorganismos es afectada íntimamente por la aireación del
suelo).
3. Reducción del Crecimiento vegetal: afectado adversamente en
- Crecimiento raíces
- Absorción nutrientes (una deficiencia de O2 reduce ambos).
- Absorción de agua (índice temprano PMP).
4. Procesos de oxido reducción en el suelo.
Las condiciones anaeróbicas en el suelo inducen a una serie de
reacciones de reducción: desnitrificación NO3- → NO2- → N2O
→ N2.

23. Evapotranspiración
¿Qué factores la afectan?

24. Balance de agua en la
zona de raíces

25. Ciclo hidrológico
Ecuación básica del balance hídrico
P ± R - U - E + w =0, donde
P: precipitación
R: escurrimiento superficial y subterráneo
U: Drenaje, percolación
E: evapotranspiración (planta + suelo)
w: agua almacenada (mm), diferencia entre inicio y el final del periodo en la
profundidad principal de raíces.
Balance de agua en el suelo (agua almacenada en el suelo):
Entradas
Precipitación (P)
Irrigación (I)
Salidas
Escorrentía (R)
Drenaje (U)
Evapotranspiración (ET)

26. Formas de agua en el suelo
1.Agua de combinación química: forma parte de
compuestos químicos, ej: limonita, Fe2O3 x 2H2O. Esta agua
no es disponible para las plantas, y es biológicamente
inactiva.
2.Agua higroscópica: esta es el agua contenida en los
suelos secos al aire, aquella que está en equilibrio con la
humedad ambiente. Inactiva biológicamente.
3.Agua capilar: agua contenida en los microporos del suelo.
Disponible para las plantas. Biológicamente activa.
4.Agua gravitacional (no capilar): agua contenida en los
macroporos del suelo y que drena por la fuerza de gravedad
(agua de drenaje). Si su movimiento es lento, puede ser
utilizada por las plantas.

28. Porosidad drenable, Capacidad de Campo
Capacidad de campo, f o cc:es el agua que queda después
de drenar por gravedad un suelo inicialmente saturado
Punto de marchitez, w, es el contenido de agua más bajoal
que puede tener lugar la transpiración de una planta dada
(para contenidos de agua menores, la planta se marchita).

29. Retención del agua del suelo/Constantes
de humedad
Capacidad de campo (CC): agua retenida en contra de la
fuerza de gravedad cuando drena libremente; (en suelo bien
drenado, agua presente luego de 2d. de aplicado el riego)
CC: 0,33bares(0,033MPa) y 0,2-0,1bares en suelos arenosos
Punto de marchitez permanente (PMP): contenido de
humedad del suelo al que la planta se marchita en forma
irreversible
PMP: 15bares (1,5MPa)
Coeficiente higroscópico (CH): agua del suelo seco al aire.
en equilibrio con 98% de humedad relativa a temperatura
ambiente
CH: 31bares (3,1MPa)
Agua útil: comprendida entre CC y PMP

30. Tipos de aguas presentes en un suelo al irse humedeciendo progresivamente

31. Porcentaje de
Saturación
1/10 atmósfera
Aire
Part
í de
s
cula
uelo
Porcentaje de
marchitamiento
15 atmósferas
Aire
Agua
Capacidad de
campo
1/3 atmósfera
Aire
Humedad del suelo

33. Humedad Aprovechable en función de la textura
Textura del
suelo
Capacidad
campo
(CC)
de Marchitez
permanente
(PMP)
Humedad
aprovechable
(CC-PMP)
Arenoso 9 4 5
Franco arenoso 14 6 8
Franco 22 10 12
Franco arcilloso 27 13 14
Arcillo arenoso 31 15 16
Arcilloso 35 17 18

34. C C
Agua disponible
PMP
Agua no disponible
Arena franco franco
arenoso
franco franco arcilloso
limoso arcilloso
Agua
suelo
(%)
Contenido
agua
cm/m suelo
30
24
18
12
6
0
40
30
20
10
Agua disponible en el
suelo