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CONTAMINACION Y
             GESTION DE LOS SUELOS




Ing. Agr. (MSc.) María Cristina Aruani




      COMO NACE LA CIENCIA DEL SUELO?
   Impulsada por la Escuela Rusa (DOKUCHAEV, 1880)

• resume las ideas maestras de la nueva ciencia
• establece la doctrina de su escuela
• resultó el embrión de la pedología (pedón=suelo)

          Ideas fundamentales de la pedología
El suelo es un medio natural resultante de una formación continua
La influencia del clima es predominante
La pedogénesis permite distinguir las características esenciales de los suelos.

                                 CLIMA

         FACTOR DE FORMACIÓN DEL SUELO




                                                                                  1
Jenny (1941)
              completa la idea de Dokuchaev
    FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO




             S: ∫ C + B + MO + R + E




 COMO INFLUYEN ESTOS FACTORES EN EL SUELO

                 INFLUYEN A PARTIR DE
      NUMEROSOS Y COMPLEJOS FENÓMENOS



                    PEDOGÉNESIS


Conjunto de fenómenos que descomponen las rocas, produciendo
suelos a sus expensas y provocando en ellos transformaciones y
                desplazamientos de sustancias




                                                                 2
FÉNOMENOS DE
                              LA PEDOGENESIS



      DESCOMPOSI-                                     ACUMULACION
        CION DE                                       DE SUSTANCIAS
      SUSTANCIAS

                                 MIGRACION DE
                                  SUSTANCIAS

                                                           Arenas eólicas




Compuestos orgánicos (humus), compuestos inorgánicos (arcilla), óxidos
                              y sales




 La formación de un suelo comprende un
 conjunto de procesos que transforman la roca.
 La Edafogénesis se caracteriza por un
 predominio de cambios físicos y químicos, que
 afectan a la roca y a sus minerales, por la acción
 de agentes atmosféricos y por la circulación del
 agua. Estas reacciones constituyen el proceso
 de meteorización.
                  ROCAS




          METEORIZACION


      DISGREGACION FÍSICA




                                                                            3
ALTERACIÓN QUÍMICA




   Feldespatos
                                                                      Óxidos de
     Micas
    Minerales            Illita        Montmorillonita    Caolinita   hierro y
     Ferro-                                                           aluminio
   magnesianos



Minerales Primarios               Minerales Secundarios




         En forma natural: en los procesos de meteorización se liberan
           progresivamente los elementos contenidos en los minerales
          constituyentes de las rocas o materiales originarios del suelo.




                                                                                  4
Minerales primarios




        Erupción del volcán Hudson y Chaitén




                                               5
Erupción del volcán
                          en Islandia




Proceso de descomposición, mineralización y
    humificación de los restos orgánicos




                                              6
7
Relación causa efecto entre los factores y los
       procesos de formación del suelo




     Parental      Son aquellos que generan
                   cambios en los suelos y van
                   evolucionando en el tiempo




         Se detectan estos procesos


                    En función a:
                La morfología del suelo
                y sus propiedades
                             Físicas
                             Químicas
                             Físico-químicas
                             Biológicas




                                                 8
EL SUELO ES UN CUERPO
     TRIDIMENSIONAL, NO ES
  HOMOGÉNEO, TIENE UN ORIGEN Y
 EVOLUCIONA CON GRAN DINÁMICA,
   NO ES UN SER VIVIENTE PERO
CONTIENE VIDA, BACTERIAS, HONGOS
       Y MICROORGANISMOS




Es un cuerpo tridimensional que ocupa la
parte más superficial de la corteza
terrestre y cuyas propiedades difieren del
manto rocoso subyacente como resultado de
las interacciones entre los factores y
procesos de formación.

Es una formación que varía en el espacio y
tiempo y las variaciones son de distinta
magnitud algunas son diarias, anuales,
estacionales o de mayor tiempo.




                                             9
FUNCIONES DEL SUELO

 Constituye un reservorio de agua

 Interviene en los ciclos biológicos

 Es proveedor y generador de nutrientes

 Soporte físico para las comunidades vegetales y
animales

 Medio natural que genera arcilla y humus

 Actúa como filtro en los procesos de contaminación.
Funciona como purificador

 Concentra niveles tóxicos de elementos como sales




                                                       10
FASES DEL SUELO




                                                ESQUELETO:
                                                Fracción de la
                                                fase sólida que
                                                no se moviliza.
                                                Formado por
                                                detritos
                                                inorgánicos




                                         PLASMA: Fracción móvil
                                         del suelo y es capaz de
                                         reorganizarse por su
                                         traslado vertical




         Como estudiamos el suelo
Realizando una calicata para
observar el perfil del suelo   El perfil del suelo
                               representa un corte
                               vertical del terreno,
                               que permite estudiar
                               el suelo en su
                               conjunto desde la
                               superficie hasta el
                               material originario o
                               hasta la napa freática




                                                                   11
Napa freática a 35 cm




                        12
13
MORFOLOGIA DE SUELO




La morfología de suelo son los atributos del
suelo observables a campo dentro de los
horizontes del suelo.

  espesor de los horizontes,
  clase textural,
  tipo, forma y consistencia de la estructura,
  color de la matriz y presencia o no de moteados,
  distribución radicular,
  poros,
  evidencia de materiales traslocados como carbonatos,
  hierro, manganeso, carbono, arcilla,
  consistencia del suelo.




                                                         14
Horizonte

 • Capa más o menos
   paralela a la superficie
   de la tierra, producto de
   la evolución del suelo a
   partir del material
   originario, con
   propiedades que la
   distinguen de los
   horizontes adyacentes.




La translocación de solutos se realiza por la acción del agua que se desplaza a
través del suelo. El movimiento es vertical descendente, pero en relieves
montañosos el desplazamiento lateral u oblicuo adquiere gran importancia. En
los ambientes áridos es importante el movimiento vertical ascendente


                                                el agua arrastra diversos
                                                materiales, produciendo
                                                importantes pérdidas de
                                                materiales en los horizontes
                                                superiores, que pueden ser o no
                                                acumulados en los horizontes
el agua de precipitación se desplaza
                                                inferiores
desde al superficie, a través de los poros
del suelo, a horizontes cada vez más
profundos debido a la acción de la
gravedad




                                                                                  15
En los procesos de translocación se distinguen dos fases: de pérdida
 de materiales por movilización y transporte, llamada eluviación y un
 proceso de inmovilización y acumulación, o sea de ganancia o
 enriquecimiento de sustancias que se llama iluviación (se forman los
 horizontes sub-superficiales, horizontes B




Perfil del suelo y algunos de sus procesos




                                                         (eluviación)




                                      (iluviación)



                                                            no consolidado. C




                                                                                16
AB




    BC




    R




         PROPIEDADES DEL SUELO

Propiedades son atributos o características que le
confieren al suelo un carácter distintivo o particular.
Hay un conjunto de propiedades que pueden
predecirse en campañas simples o más sofisticadas en
laboratorio.

– Estables: textura
– Inestables: espacio poroso, contenido de humedad
  contenidos de CO2
– Modificables: estructura, salinidad, sodicidad




                                                          17
PROPIEDADES FÍSICAS
           DEL SUELO




                       TEXTURA
Es la clasificación por tamaño de las partículas que
componen la fase sólida del suelo. A medida que disminuye el
tamaño aumenta considerablemente la superficie específica
de las mismas y la actividad

  Partícula      Tamaño (mm)                Características


   Arena             2-0.05        Se ve a ojo desnudo y es
                                   abrasiva
    Limo           0.05-0.002      Se ve al microscopio
                                   Harinosa y suave al tacto
   Arcilla           < 0.002       Se ve al microscopio electrónico.
                                   Es adhesiva y plástica


   Fragmentos gruesos: mayores de 2 mm (grava, piedra y pedregón)




                                                                       18
Fracción                            Características
           Macro porosidad alta
           Permeabilidad alta
           Compacidad de retención de agua y nutrientes baja
 Arena     Facilidad de laboreo
           Baja Energía de retensión de humedad y de nutrientes
           Fertilidad deficiente
           Riesgo de sello y encostramiento superficial
           Velocidad de infiltración baja
 Limo      Inestabilidad estructural
           Permeabilidad y compacidad media
           Capacidad de retención de agua media a baja
           Fertilidad química alta, según mineralogía
           Superficie específica alta
           CIC alta, según mineralogía de arcilla
 Arcilla   Permeabilidad baja.
           Microporocidad y compacidad alta
           Dificultad en el laboreo
           Alta energía de retensión de humedad
           Dificultad en la penetración de las raíces.
           Retención de agua y nutrientes alta




                                                                  19
Porosidad total, % macro y microporos en
      diferentes clases texturales de suelos

    CLASE     POROSIDAD     MACROPOROS MICROPOROS
  TEXTURAL     TOTAL (%)        (%)        (%)

  ARENOSO          39            24.6            14.4

   FRANCO          46            15.5            30.5

 ARCILLOSO         54            10.8            43.2




  La granulometría es una de las características mas
estables del suelo
 Es una determinación básica para cada horizonte
  A través de ella se infieren otras propiedades, muy
relacionadas:

           Retención de agua
           Almacenamiento de nutrientes
           Circulación de agua
           Laboreo
           Riesgo de sellado y de costra superficial
           Riesgo de erosión hídrica y eólica
           Orden de magnitud de la superficie específica




                                                           20
ESTRUCTURA

 Las partículas primarias
 del suelo, por
 mecanismos físicos y
 físico - químicos, se
 agrupan en unidades
 compuestas, llamadas
 Agregados, Unidades
 estructurales o Peds.




      AGREGACIÓN NO ES IGUAL A
          ESTRUCTURACIÓN

• La organización de estos agregados se
  conoce corrientemente como estructura
  del suelo. Un suelo con buena estructura
  no sólo soporta mejor los elementos
  alteradores tales como la precipitación
  erosiva, sino que también permite una
  mejor producción de los cultivos.




                                             21
ESTRUCTURA
Se identifica por el tipo, grado, y consistencia
Es modificable por el hombre




                                                    LA
                                              ESTRUCTURA Y
                                              SU IMPACTO EN
                                                   LOS
                                              PROCESOS DEL
                                                  SUELO




                                                              22
POROSIDAD
Una consecuencia importante de la estructura es el
grado de porosidad entre las partículas y entre los
agregados. En su conjunto forman la porosidad total




El color es uno de los criterios más simples para identificar los
diferentes horizontes del suelo
Se utiliza la Tabla de Munssel




                                                                    23
DESCRIPCIÓN DEL SITIO
            Chacra: San Victorio – Cuadro 1
            Cultivo: Pera Williams´
      Coordenadas geográficas:
                   INFORMACIÓN GEOMÓRFICA DEL SITIO
      Geomorfología: Terraza aluvial
      Material originario: Aluvial
      CONDICIÓN DEL AGUA:
                   Clase Natural de drenaje: Moderada a Imperfectamente Drenado.


     Ap    0-19 cm      Pardo grisáceo (10YR 5/2) en seco y pardo grisáceo muy
                        oscuro (10YR 3/2) en húmedo; franco arcilloso a limoso;
                        granular, finos a medios, moderados; friable en húmedo;
                        ligeramente adhesivo y ligeramente plástico en mojado;
                        ligeramente alcalino; límite gradual y plano.

     C1    19-44 cm     Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo oscuro
                        (10YR 3/3) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo con
                        tendencia laminar; friable en húmedo, adhesivo y plástico en
                        mojado; moderadamente alcalino; moteados escasos, finos y
                        disfusos; límite claro y plano.

     C2    44-68 cm     Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo grisáceo
                        muy oscuro (10YR 3/2) en húmedo; franco arcillo limoso;
                        masivo; friable en húmedo, adhesivo y plástico en mojado;
                        ligeramente alcalino; moteados abundantes, destacados de
                        color pardo amarillentos oscuro (10YR 4/4); límite claro y
                        plano.

     C3    68-110 cm+ Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo grisáceo
                      oscuro (10YR 4/2) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo;
                      adhesivo y plástico en mojado; muy ligeramente alcalino;
                      moteados comunes, difusos. Perfil mojado.




          Propiedades Físico Químicas

REACCION DEL SUELO (pH)

CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO

SATURACION CON BASES (Relacionadas a la fracción coloidal
orgánica e inorgánica)

SALINIDAD

SODICIDAD




                                                                                       24
Clasificación de los suelos según el pH

    pH       Términos descriptivos       Zonas
  < 3.5           Ultra ácido
  3.5-4.4    Extremadamente ácido
  4.4-5.0    Muy fuertemente ácido     Zona Acida
  5.1-5.5      Fuertemente ácido
  5.6-6.0    Moderadamente ácido
  6.1-6.5      Ligeramente ácido
  6.6-7.3           Neutro
  7.4-7.8     Ligeramente alcalino
  7.9-8.4   Moderadamente alcalino    Zona Alcalina
  8.5-9.0    Fuertemente alcalino
   >9.0     Extremadamente alcalino




                                                      25
Influencia del pH del suelo en la
         absorción de los nutrientes
4     4.5   5   5.5   6    6.5   7   7.5   8   8.5   9   9.5   10




                          pH del Suelo
    El pH define el movimiento de los cationes
    Es importante para diagnosticar problemas
    de crecimiento de las plantas.
    Intervienen en la disponibilidad de nutrientes
    principalmente de fósforo y micronutrientes.
    Intervienen en el desarrollo y actividad de los
    microorganismos del suelo.
    Presencia o ausencia de elementos tóxicos
    (Al, Fe, Mn)




                                                                    26
Teniendo en cuenta el pH

  Las cantidades totales de los iones presentes en un suelo
  constituyen una medida poco representativa. Es
  fundamental conocer la forma química bajo la que se
  presenta, es decir la especiación.

  La especiación de un elemento hace referencia a las
  formas químicas de los iones libres o complejos solubles y
  define los modos de asociación entre aniones y cationes en
  solución y los modos de asociación y localización de los
  cationes y aniones sobre o en la matriz del suelo.

  La forma resultante de la especiación condiciona la
  movilidad, la biodisponibilidad y toxicidad de un mismo
  elemento, es decir su comportamiento potencial en un
  determinado medio.




Movilidad de los metales pesados y elementos asociados
                 en función del pH y Eh

Movilidad     Oxidante            Acido           Neutro y             Reductor
                                                  alcalino
   Alta           Zn          Zn, Cu, Co, Ni,                            Fe, Mn
                               Hg, Ag, Au,
                                  Fe, Mn
  Media     Cu, Co, Ni, Hg,         Cd               Cd
              Ag, Au, Cd
   Baja           Pb                Pb               Pb
 Muy baja   Fe, Mn, Al, Sn    Al, Sn Pt, Cr     Al, Sn, Cr, Zn, Zn, Cu, Co,
              Pt, Cr, Zr                        Cu, Co, Ni, Hg, Ni, Hg, Ag,
                                                    Ag, Au      Au, Cd, Pb
                                                          Plant y Raiswell (1983)




                                                                                    27
Estructuras de las arcillas cristalinas
  silicatadas (coloides minerales)

        Tetraedro                   Octaedro
 Átomo de Sílice en el     Átomo de Aluminio en el
 centro rodeados por 4     centro rodeado por 6
 átomos de oxígeno en      átomos de oxígeno en
 disposición tetraédrica   disposición octaédrica




      Estructura de las arcillas




                                                     28
Capacidad de intercambio catiónico
                 (CIC)
• Es la máxima cantidad de
  carga que presentan
   los coloides.
• Es la máxima cantidad
   de cationes que
  neutralizan las cargas
  negativas existentes en el
  suelo y son fácilmente
  intercambiables.




En el suelo hay 2 soluciones:

• Micelar: Es la más concentrada y en ella
     predominan cationes y se expresa en meq/100g
     o cmolc kg-1


• Intermicelar: Es la más diluida y en ella predominan
      cationes y aniones y se expresa en meq/l o cmolc l-1




                                                             29
Fenómeno del intercambio iónico
• El mecanismo de intercambio de cationes se realiza en
  la interfase sólido líquido, entre los cationes adsorbidos
  sobre la superficie cargadas y los cationes de la solución
  del suelo

La fuerza de
atracción disminuye
a medida que
aumenta la distancia
existente entre la
superficie coloidal y
los iones solubles.




                        Solución          Solución
                        micelar           intermicelar




 Intercambio de cationes entre la solución micelar, la
    solución intermicelar y las raíces de las plantas
Existe un gradiente de concentración de iones desde la
superficie del sólido y la solución de mayor a menor




                  Solución         Solución
                  Micelar          Intermicelar




                                                               30
De donde provienen los cationes de
                intercambio?

• De la meteorización del material originario,
• De la mineralización de la materia orgánica y
• De aportes externos.


   Los cationes que frecuentemente ocupan las posiciones de cambio en
   los suelos son: Ca++, Mg++, K+, Na+, H+, Al+++, Fe+++, Fe++, Mn++,
   Cu++ y Zn++




La CIC depende de:

 Del tipo de coloide:                Naturaleza de la         CIC
 orgánico o mineral                     partícula           meq/100g

                                    caolinita                  3-15
 Porcentaje de cada uno
 de ellos presentes en el           ilita                       40
 suelo.                             montmorillonita             80
                                    vermiculita              100-160
 pH del suelo por su
 efecto de generar                  orgánico                 200-400
 cargas positivas o
 negativas




                                                                        31
Relación entre el pH y el % de saturación de bases de los suelos

     10


     8


     6
pH

     4


     2


     0


          0     20     40       60          80        100

                                     % Saturación de bases




                                                                   32
Efectos de las propiedades de los iones
  sobre su capacidad de intercambio


 Cationes polivalentes son absorbidos más fuertemente que los
                                      má
 monovalentes Ej: A+++ > Ca++ > Mg++ > K+ > Na+
               Ej:




       SALINIDAD DEL SUELO

El proceso de acumulación de sales en los suelos con
predominio de Ca++ y Mg++ se denomina salinización.

El contenido total de sales se mide como
conductividad eléctrica CE en el extracto de
saturación.

Se expresa en dS/m




                                                                33
SALINIDAD             Respuesta de los cultivos
(CE, dS/m)
   0 – 2     No salino. Efecto de la salinidad
             despreciables
  2 – 4      Muy ligeramente salino. Pueden disminuir
             rendimientos de cultivos muy sensibles
  4 – 8      Ligeramente salino. Disminución de
             rendimientos de muchos cultivos
  8 – 16     Moderadamente salino. Sólo cultivos
             tolerantes rinden satisfactoriamente
   > 16      Fuertemente salino. Sólo algunos cultivos muy
             tolerantes rinden satisfactoriamente




                                                             34
Clases de sales en los Suelos
     CLASE       PRESENCIA EN       SOLUBILIDAD TOXICIDAD PARA
                  LOS SUELOS                     LAS PLANTAS
                    SALINOS
CLORUROS
Sódico               Común              Alta         +++
Magnésico            Común              Alta         ++++
Cálcico               Raro              Alta          ++
Potásico              Baja              Alta          +
SULFATOS
Sódico               Común          Muy variable      ++
Magnésico            Común             Media         ++++
Potásico              Baja              Alta          +
CARBONATOS
Sódico          En suelos sódicos      Media        +++++
BICARBONATO
Sódico          En suelos sódicos      media         ++++




  Porque es importante tener en cuenta el
              contenido salino?




                                                                 35
Sodicidad
     El proceso de acumulación de sales con predominio de Na+ se
     denomina alcalinización o sodicidad.

     La concentración en Na+ se puede medir en la solución del
     suelo o en el complejo de cambio. En el primer caso se
     denomina razón de adsorción de sodio (RAS) y en el segundo
     hablamos del porcentaje de sodio intercambiable (PSI).

                         RAS = Na / (Ca+Mg)/2 )1/2

     El porcentaje de Na+ respecto a los demás cationes
     adsorbidos se denomina porcentaje de sodio intercambiable
     (PSI).

                         PSI = ( Na / CIC ) * 100




Las sales de sodio
producen dispersión de las
arcillas y el suelo se vuelve
más impermeable




                                                                   36
Estudio de caso: El objetivos fue disminuir el efecto del estrés
salino utilizando la técnica del lavado y mejorar la actividad
microbiana al cabo de cierto tiempo

        CE       MO     Na+    K+       Ca++    Mg++      Cl-    So4=   CO3H-    Resp.   UFC
Suelo   dS m-1   (%)                            meq l-1
1 NL    14.0     2.3    84.7   8.9      45.2    19.8      78.0   25.8   35.3     99.5    7.0
1L      4.6      3.4    22.0   8.2      13.4    6.6       27.4   8.9    10.12    124.4   9.2
2 NL    11.1     2.0    37.6   17.8     20.5    40.9      78.2   27.7   9.1      88.5    7.0
2L      3.1      4.9    8.0    2.8      3.9     14.8      16.3   4.7    8.5      121.0   7.6
3 NL    5.5      0.8    23.5   0.7      28.5    8.8       15.6   13.8   24.0     56.2    7.1
3L      2.7      3.3    10.0   0.7      12.2    26.7      7.2    8.5    10.1     60.6    7.9
4 NL    6.1      0.3    45.0   0.4      14.1    4.2       44.0   7.0    8.9      84.7    6.6
4L      1.6      1.0    5.5    0.2      10.5    0.3       9.1    1.0    4.1      159.6   7.0
5 NL    1.5      3.5    7.1    1.0      6.6     0.5       10.3   0      2.7      35.5    7.0
5L      0.6      4.0    1.7    0.2      2.8     0.3       3.9    0      2.4      195.1   8.0




                                                                               Análisis de
                                                                               componentes
                                                                               principales




                                           SALES



                                     EFECTO DE LAVADO

                   MAYOR ACTIVIDAD
                   BIOLOGICA




                                                                                               37
Materia orgánica del suelo
             (MOS)
Material orgánico biológico de cualquier
naturaleza, que se encuentre sobre o dentro del
suelo,   vivo,  muerto    o   en   estado   de
descomposición. Se mineralizan rápidamente por
la acción biológica dando elementos minerales
solubles o gaseosos.




                         Materia orgánica del suelo




                                     Alto % en proteína, bajo
                                     en lignina se descomponen
                                     más rápido y en mayor
                          Residuos   cantidad


                             Mineralización

  NH3, Ac. Orgánicos,
  fosfatos, sulfatos,             Transformación
  CO2


 Sustancias             Mineralización
  Húmicas




                                                                 38
Sustancias húmicas

 • Las sustancias húmicas constituyen la
   fracción más activa de la MO, son los
   coloides orgánicos del suelo.

 • Están compuesta por los ácidos fúlvicos,
   ácidos húmicos y huminas.




El humus al descomponerse produce una serie de
productos coloidales que se unen con los minerales
arcillosos y originan los complejos organominerales.

La formación de complejos organominerales gobiernan
la solubilidad y la biodisponibilidad de los metales
pesados.

Estos coloides son de carga negativa, lo que les
permite absorber H+ y cationes metálicos (Ca2+, Mg2+,
K+, Na+) e intercambiarlos en todo momento de forma
reversible.




                                                        39
Diferencias entre el coloide mineral y orgánico


                ARCILLA                         HUMUS
   1.Color claro                     1. Color oscuro
   2. Mucha cohesión y plasticidad   2.    Escasa    cohesión     y
   3. CIC = 10 – 100 cmol c   Kg-1       plasticidad
                                     3. CIC = 150 –300 cmol c Kg-1

   4. Mezcla mineral de Al y Si      4. Micela orgánica con N, S, y
   5. Cristalina                         P
                                     5. Amorfo
   6. Estable                        6. Menos estable
   7. Menos hidrófila                7. Más hidrófila
   8. Sin acción microbiana          8. Intensa acción microbiana




            Propiedades físicas de MOS

• Estabilizador estructural.

• Mayor retención de agua.

• Facilita la infiltración del agua.

• Mejora la aireación

• Formación de complejos organominerales




                                                                      40
Propiedades químicas de MOS

• Alta Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC).

• Alta capacidad tampón.

• Efectos antibióticos frente a organismos
  patógenos

• Capacidad de quelatar metales.

• Disponibilidad de nutrientes para las plantas




             Efectos Ambientales

• Acción sobre pesticidas y herbicidas

• Secuestro de carbono.

• Control de erosión.

• Papel depurador frente a los vertidos, al
  regular la movilidad y biodisponibilidad de los
  productos tóxicos




                                                    41
PROPIEDADES QUÍMICAS




Nutriente   Fórmula Química   Concentración
    s                            (ppm)
   N         NO3- y NH4+        0.16-55
   P          H2PO4-            0.01-1
  K               K+             0.2-10
                                               COMPOSICIÓN
  Ca             Ca++            0.5-38       DE LA SOLUCION
  Mg             Mg++           0.10-100        DEL SUELO

  S             SO4=            0.1-150
  Fe            Fe++             < 0.01
  Mn            Mn++             < 0.01
  Cu            Cu++             < 0.01
  Zn            Zn++             < 0.01
  Mo           MoO4=             < 0.01
  B         H3BO3, B(OH)4-       < 0.01




                                                               42
Como se absorben los nutrientes


                                      Fertilidad
                                       Actual




                         Fertilidad
                         Potencial




Que influye en la absorción?
    Exceso de sales
    Exceso de sodio
    Estrés hídrico
    Estrés de oxígeno
    Manejo del suelo
    Suelos compactados
    pH del suelo




                                                   43
CICLO DEL NITROGENO




PRINCIPALES FORMAS DE FOSFORO
          EN EL SUELO

• Formas solubles:

      • Fosfato diácido PO4H2-
      • Fosfato monoácido PO4H2-

        pH       PO4H2-      PO4H2-
         5           99.8      0.6
        7.2          50.0     50.0
         9           1.5      98.4




                                             44
Impacto ambiental del P y N en las aguas
             superficiales

La eutrofización tiene efectos adversos sobre la calidad de las
   aguas corrientes y de embalses:

  Enriquecimiento de los sistemas biológicos por nutrientes N y P.
  Crecimiento desmesurado de biomasa, en especial algas
  cianofíceas autótrofas.
  Demanda de O elevada para descomponer y biodegradar la
  materia orgánica muerta procedente de la biomasa
  En casos extremos crean condiciones de anaerobiosis que
  afectan negativamente a la fauna acuática. Los peces por Ej.
  Mueren cuando el O disuelto en el agua es inferior a 1 mg l-1.




                       MICRONUTRIENTES


    Nicronu-   Concentra    pH que         Formas     Niveles
    trientes   ción total   favorece la      de       críticos
               mg kg-1      carencia      adsorción
      Fe        10280       Alcalino        Fe2+         4.2

      Cu          30        Alcalino       Cu2+          0.3

      Mn          564       Alcalino       Mn2+          1.2

      Zn          46        Alcalino       Zn2+        0.6-0.8

      Mo        0.1 – 5       Acido        MoO42-        0.2

       B         3-100      Variable       BO3H3           -




                                                                     45
Principales fuentes




Dinámica de los metales pesados




                                  46
Propiedades control
  La capacidad de almacenaje de un suelo frente a un contaminante
  está controlada por las propiedades de los suelos y puede ser
  afectada por cambios en estas propiedades.

                Textura
                Estructura
                Porosidad y permeabilidad
                Contenido de MOS
                CIC
                pH
                Potencial redox
                Actividad biológica




  Poder de amortiguación: Los suelos presentan una
determinada capacidad de depuración. Esta capacidad tiene
un límite diferente para cada situación y para cada suelo.

            Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser
          eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente"
          de sustancias peligrosas para los organismos que
          viven en él o de otros medios relacionados.

  Cuando se superan determinados umbrales, el suelo no
puede asimilar, inmovilizar, inactivar y degradar todos los
contaminantes que recibe y los pueden transferir a otros
medio e incorporarlos a las cadenas tróficas.




                                                                    47
Carga crítica: representa la cantidad
   máxima de un determinado componente
   que puede ser aportado a un suelo sin
   que se produzcan efectos nocivos.




                   Bomba química de tiempo
• Se refiere a los efectos perjudiciales causados por la movilización
  o transformación de compuestos químicos almacenados en los
  suelos en respuesta a las alteraciones del ambiente.

• La BQT depende de tres grandes factores:




   Vulnerabilidad: grado de
   sensibilidad del suelo frente a la
   agresión de los agentes
   contaminantes. Este concepto está
   relacionado con la capacidad de
   amortiguación




                                                                        48
La BQT es proporcional a la capacidad del suelo
para almacenar tóxicos o productos químicos
dañinos para el medio ambiente.




    MUCHAS GRACIAS POR SU
          ATENCIÓN!!




                                                  49

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Clase 2011. suelos

  • 1. CONTAMINACION Y GESTION DE LOS SUELOS Ing. Agr. (MSc.) María Cristina Aruani COMO NACE LA CIENCIA DEL SUELO? Impulsada por la Escuela Rusa (DOKUCHAEV, 1880) • resume las ideas maestras de la nueva ciencia • establece la doctrina de su escuela • resultó el embrión de la pedología (pedón=suelo) Ideas fundamentales de la pedología El suelo es un medio natural resultante de una formación continua La influencia del clima es predominante La pedogénesis permite distinguir las características esenciales de los suelos. CLIMA FACTOR DE FORMACIÓN DEL SUELO 1
  • 2. Jenny (1941) completa la idea de Dokuchaev FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO S: ∫ C + B + MO + R + E COMO INFLUYEN ESTOS FACTORES EN EL SUELO INFLUYEN A PARTIR DE NUMEROSOS Y COMPLEJOS FENÓMENOS PEDOGÉNESIS Conjunto de fenómenos que descomponen las rocas, produciendo suelos a sus expensas y provocando en ellos transformaciones y desplazamientos de sustancias 2
  • 3. FÉNOMENOS DE LA PEDOGENESIS DESCOMPOSI- ACUMULACION CION DE DE SUSTANCIAS SUSTANCIAS MIGRACION DE SUSTANCIAS Arenas eólicas Compuestos orgánicos (humus), compuestos inorgánicos (arcilla), óxidos y sales La formación de un suelo comprende un conjunto de procesos que transforman la roca. La Edafogénesis se caracteriza por un predominio de cambios físicos y químicos, que afectan a la roca y a sus minerales, por la acción de agentes atmosféricos y por la circulación del agua. Estas reacciones constituyen el proceso de meteorización. ROCAS METEORIZACION DISGREGACION FÍSICA 3
  • 4. ALTERACIÓN QUÍMICA Feldespatos Óxidos de Micas Minerales Illita Montmorillonita Caolinita hierro y Ferro- aluminio magnesianos Minerales Primarios Minerales Secundarios En forma natural: en los procesos de meteorización se liberan progresivamente los elementos contenidos en los minerales constituyentes de las rocas o materiales originarios del suelo. 4
  • 5. Minerales primarios Erupción del volcán Hudson y Chaitén 5
  • 6. Erupción del volcán en Islandia Proceso de descomposición, mineralización y humificación de los restos orgánicos 6
  • 7. 7
  • 8. Relación causa efecto entre los factores y los procesos de formación del suelo Parental Son aquellos que generan cambios en los suelos y van evolucionando en el tiempo Se detectan estos procesos En función a: La morfología del suelo y sus propiedades Físicas Químicas Físico-químicas Biológicas 8
  • 9. EL SUELO ES UN CUERPO TRIDIMENSIONAL, NO ES HOMOGÉNEO, TIENE UN ORIGEN Y EVOLUCIONA CON GRAN DINÁMICA, NO ES UN SER VIVIENTE PERO CONTIENE VIDA, BACTERIAS, HONGOS Y MICROORGANISMOS Es un cuerpo tridimensional que ocupa la parte más superficial de la corteza terrestre y cuyas propiedades difieren del manto rocoso subyacente como resultado de las interacciones entre los factores y procesos de formación. Es una formación que varía en el espacio y tiempo y las variaciones son de distinta magnitud algunas son diarias, anuales, estacionales o de mayor tiempo. 9
  • 10. FUNCIONES DEL SUELO Constituye un reservorio de agua Interviene en los ciclos biológicos Es proveedor y generador de nutrientes Soporte físico para las comunidades vegetales y animales Medio natural que genera arcilla y humus Actúa como filtro en los procesos de contaminación. Funciona como purificador Concentra niveles tóxicos de elementos como sales 10
  • 11. FASES DEL SUELO ESQUELETO: Fracción de la fase sólida que no se moviliza. Formado por detritos inorgánicos PLASMA: Fracción móvil del suelo y es capaz de reorganizarse por su traslado vertical Como estudiamos el suelo Realizando una calicata para observar el perfil del suelo El perfil del suelo representa un corte vertical del terreno, que permite estudiar el suelo en su conjunto desde la superficie hasta el material originario o hasta la napa freática 11
  • 12. Napa freática a 35 cm 12
  • 13. 13
  • 14. MORFOLOGIA DE SUELO La morfología de suelo son los atributos del suelo observables a campo dentro de los horizontes del suelo. espesor de los horizontes, clase textural, tipo, forma y consistencia de la estructura, color de la matriz y presencia o no de moteados, distribución radicular, poros, evidencia de materiales traslocados como carbonatos, hierro, manganeso, carbono, arcilla, consistencia del suelo. 14
  • 15. Horizonte • Capa más o menos paralela a la superficie de la tierra, producto de la evolución del suelo a partir del material originario, con propiedades que la distinguen de los horizontes adyacentes. La translocación de solutos se realiza por la acción del agua que se desplaza a través del suelo. El movimiento es vertical descendente, pero en relieves montañosos el desplazamiento lateral u oblicuo adquiere gran importancia. En los ambientes áridos es importante el movimiento vertical ascendente el agua arrastra diversos materiales, produciendo importantes pérdidas de materiales en los horizontes superiores, que pueden ser o no acumulados en los horizontes el agua de precipitación se desplaza inferiores desde al superficie, a través de los poros del suelo, a horizontes cada vez más profundos debido a la acción de la gravedad 15
  • 16. En los procesos de translocación se distinguen dos fases: de pérdida de materiales por movilización y transporte, llamada eluviación y un proceso de inmovilización y acumulación, o sea de ganancia o enriquecimiento de sustancias que se llama iluviación (se forman los horizontes sub-superficiales, horizontes B Perfil del suelo y algunos de sus procesos (eluviación) (iluviación) no consolidado. C 16
  • 17. AB BC R PROPIEDADES DEL SUELO Propiedades son atributos o características que le confieren al suelo un carácter distintivo o particular. Hay un conjunto de propiedades que pueden predecirse en campañas simples o más sofisticadas en laboratorio. – Estables: textura – Inestables: espacio poroso, contenido de humedad contenidos de CO2 – Modificables: estructura, salinidad, sodicidad 17
  • 18. PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO TEXTURA Es la clasificación por tamaño de las partículas que componen la fase sólida del suelo. A medida que disminuye el tamaño aumenta considerablemente la superficie específica de las mismas y la actividad Partícula Tamaño (mm) Características Arena 2-0.05 Se ve a ojo desnudo y es abrasiva Limo 0.05-0.002 Se ve al microscopio Harinosa y suave al tacto Arcilla < 0.002 Se ve al microscopio electrónico. Es adhesiva y plástica Fragmentos gruesos: mayores de 2 mm (grava, piedra y pedregón) 18
  • 19. Fracción Características Macro porosidad alta Permeabilidad alta Compacidad de retención de agua y nutrientes baja Arena Facilidad de laboreo Baja Energía de retensión de humedad y de nutrientes Fertilidad deficiente Riesgo de sello y encostramiento superficial Velocidad de infiltración baja Limo Inestabilidad estructural Permeabilidad y compacidad media Capacidad de retención de agua media a baja Fertilidad química alta, según mineralogía Superficie específica alta CIC alta, según mineralogía de arcilla Arcilla Permeabilidad baja. Microporocidad y compacidad alta Dificultad en el laboreo Alta energía de retensión de humedad Dificultad en la penetración de las raíces. Retención de agua y nutrientes alta 19
  • 20. Porosidad total, % macro y microporos en diferentes clases texturales de suelos CLASE POROSIDAD MACROPOROS MICROPOROS TEXTURAL TOTAL (%) (%) (%) ARENOSO 39 24.6 14.4 FRANCO 46 15.5 30.5 ARCILLOSO 54 10.8 43.2 La granulometría es una de las características mas estables del suelo Es una determinación básica para cada horizonte A través de ella se infieren otras propiedades, muy relacionadas: Retención de agua Almacenamiento de nutrientes Circulación de agua Laboreo Riesgo de sellado y de costra superficial Riesgo de erosión hídrica y eólica Orden de magnitud de la superficie específica 20
  • 21. ESTRUCTURA Las partículas primarias del suelo, por mecanismos físicos y físico - químicos, se agrupan en unidades compuestas, llamadas Agregados, Unidades estructurales o Peds. AGREGACIÓN NO ES IGUAL A ESTRUCTURACIÓN • La organización de estos agregados se conoce corrientemente como estructura del suelo. Un suelo con buena estructura no sólo soporta mejor los elementos alteradores tales como la precipitación erosiva, sino que también permite una mejor producción de los cultivos. 21
  • 22. ESTRUCTURA Se identifica por el tipo, grado, y consistencia Es modificable por el hombre LA ESTRUCTURA Y SU IMPACTO EN LOS PROCESOS DEL SUELO 22
  • 23. POROSIDAD Una consecuencia importante de la estructura es el grado de porosidad entre las partículas y entre los agregados. En su conjunto forman la porosidad total El color es uno de los criterios más simples para identificar los diferentes horizontes del suelo Se utiliza la Tabla de Munssel 23
  • 24. DESCRIPCIÓN DEL SITIO Chacra: San Victorio – Cuadro 1 Cultivo: Pera Williams´ Coordenadas geográficas: INFORMACIÓN GEOMÓRFICA DEL SITIO Geomorfología: Terraza aluvial Material originario: Aluvial CONDICIÓN DEL AGUA: Clase Natural de drenaje: Moderada a Imperfectamente Drenado. Ap 0-19 cm Pardo grisáceo (10YR 5/2) en seco y pardo grisáceo muy oscuro (10YR 3/2) en húmedo; franco arcilloso a limoso; granular, finos a medios, moderados; friable en húmedo; ligeramente adhesivo y ligeramente plástico en mojado; ligeramente alcalino; límite gradual y plano. C1 19-44 cm Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo oscuro (10YR 3/3) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo con tendencia laminar; friable en húmedo, adhesivo y plástico en mojado; moderadamente alcalino; moteados escasos, finos y disfusos; límite claro y plano. C2 44-68 cm Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo grisáceo muy oscuro (10YR 3/2) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo; friable en húmedo, adhesivo y plástico en mojado; ligeramente alcalino; moteados abundantes, destacados de color pardo amarillentos oscuro (10YR 4/4); límite claro y plano. C3 68-110 cm+ Pardo grisáceo claro (10YR 6/2) en seco y pardo grisáceo oscuro (10YR 4/2) en húmedo; franco arcillo limoso; masivo; adhesivo y plástico en mojado; muy ligeramente alcalino; moteados comunes, difusos. Perfil mojado. Propiedades Físico Químicas REACCION DEL SUELO (pH) CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO SATURACION CON BASES (Relacionadas a la fracción coloidal orgánica e inorgánica) SALINIDAD SODICIDAD 24
  • 25. Clasificación de los suelos según el pH pH Términos descriptivos Zonas < 3.5 Ultra ácido 3.5-4.4 Extremadamente ácido 4.4-5.0 Muy fuertemente ácido Zona Acida 5.1-5.5 Fuertemente ácido 5.6-6.0 Moderadamente ácido 6.1-6.5 Ligeramente ácido 6.6-7.3 Neutro 7.4-7.8 Ligeramente alcalino 7.9-8.4 Moderadamente alcalino Zona Alcalina 8.5-9.0 Fuertemente alcalino >9.0 Extremadamente alcalino 25
  • 26. Influencia del pH del suelo en la absorción de los nutrientes 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 pH del Suelo El pH define el movimiento de los cationes Es importante para diagnosticar problemas de crecimiento de las plantas. Intervienen en la disponibilidad de nutrientes principalmente de fósforo y micronutrientes. Intervienen en el desarrollo y actividad de los microorganismos del suelo. Presencia o ausencia de elementos tóxicos (Al, Fe, Mn) 26
  • 27. Teniendo en cuenta el pH Las cantidades totales de los iones presentes en un suelo constituyen una medida poco representativa. Es fundamental conocer la forma química bajo la que se presenta, es decir la especiación. La especiación de un elemento hace referencia a las formas químicas de los iones libres o complejos solubles y define los modos de asociación entre aniones y cationes en solución y los modos de asociación y localización de los cationes y aniones sobre o en la matriz del suelo. La forma resultante de la especiación condiciona la movilidad, la biodisponibilidad y toxicidad de un mismo elemento, es decir su comportamiento potencial en un determinado medio. Movilidad de los metales pesados y elementos asociados en función del pH y Eh Movilidad Oxidante Acido Neutro y Reductor alcalino Alta Zn Zn, Cu, Co, Ni, Fe, Mn Hg, Ag, Au, Fe, Mn Media Cu, Co, Ni, Hg, Cd Cd Ag, Au, Cd Baja Pb Pb Pb Muy baja Fe, Mn, Al, Sn Al, Sn Pt, Cr Al, Sn, Cr, Zn, Zn, Cu, Co, Pt, Cr, Zr Cu, Co, Ni, Hg, Ni, Hg, Ag, Ag, Au Au, Cd, Pb Plant y Raiswell (1983) 27
  • 28. Estructuras de las arcillas cristalinas silicatadas (coloides minerales) Tetraedro Octaedro Átomo de Sílice en el Átomo de Aluminio en el centro rodeados por 4 centro rodeado por 6 átomos de oxígeno en átomos de oxígeno en disposición tetraédrica disposición octaédrica Estructura de las arcillas 28
  • 29. Capacidad de intercambio catiónico (CIC) • Es la máxima cantidad de carga que presentan los coloides. • Es la máxima cantidad de cationes que neutralizan las cargas negativas existentes en el suelo y son fácilmente intercambiables. En el suelo hay 2 soluciones: • Micelar: Es la más concentrada y en ella predominan cationes y se expresa en meq/100g o cmolc kg-1 • Intermicelar: Es la más diluida y en ella predominan cationes y aniones y se expresa en meq/l o cmolc l-1 29
  • 30. Fenómeno del intercambio iónico • El mecanismo de intercambio de cationes se realiza en la interfase sólido líquido, entre los cationes adsorbidos sobre la superficie cargadas y los cationes de la solución del suelo La fuerza de atracción disminuye a medida que aumenta la distancia existente entre la superficie coloidal y los iones solubles. Solución Solución micelar intermicelar Intercambio de cationes entre la solución micelar, la solución intermicelar y las raíces de las plantas Existe un gradiente de concentración de iones desde la superficie del sólido y la solución de mayor a menor Solución Solución Micelar Intermicelar 30
  • 31. De donde provienen los cationes de intercambio? • De la meteorización del material originario, • De la mineralización de la materia orgánica y • De aportes externos. Los cationes que frecuentemente ocupan las posiciones de cambio en los suelos son: Ca++, Mg++, K+, Na+, H+, Al+++, Fe+++, Fe++, Mn++, Cu++ y Zn++ La CIC depende de: Del tipo de coloide: Naturaleza de la CIC orgánico o mineral partícula meq/100g caolinita 3-15 Porcentaje de cada uno de ellos presentes en el ilita 40 suelo. montmorillonita 80 vermiculita 100-160 pH del suelo por su efecto de generar orgánico 200-400 cargas positivas o negativas 31
  • 32. Relación entre el pH y el % de saturación de bases de los suelos 10 8 6 pH 4 2 0 0 20 40 60 80 100 % Saturación de bases 32
  • 33. Efectos de las propiedades de los iones sobre su capacidad de intercambio Cationes polivalentes son absorbidos más fuertemente que los má monovalentes Ej: A+++ > Ca++ > Mg++ > K+ > Na+ Ej: SALINIDAD DEL SUELO El proceso de acumulación de sales en los suelos con predominio de Ca++ y Mg++ se denomina salinización. El contenido total de sales se mide como conductividad eléctrica CE en el extracto de saturación. Se expresa en dS/m 33
  • 34. SALINIDAD Respuesta de los cultivos (CE, dS/m) 0 – 2 No salino. Efecto de la salinidad despreciables 2 – 4 Muy ligeramente salino. Pueden disminuir rendimientos de cultivos muy sensibles 4 – 8 Ligeramente salino. Disminución de rendimientos de muchos cultivos 8 – 16 Moderadamente salino. Sólo cultivos tolerantes rinden satisfactoriamente > 16 Fuertemente salino. Sólo algunos cultivos muy tolerantes rinden satisfactoriamente 34
  • 35. Clases de sales en los Suelos CLASE PRESENCIA EN SOLUBILIDAD TOXICIDAD PARA LOS SUELOS LAS PLANTAS SALINOS CLORUROS Sódico Común Alta +++ Magnésico Común Alta ++++ Cálcico Raro Alta ++ Potásico Baja Alta + SULFATOS Sódico Común Muy variable ++ Magnésico Común Media ++++ Potásico Baja Alta + CARBONATOS Sódico En suelos sódicos Media +++++ BICARBONATO Sódico En suelos sódicos media ++++ Porque es importante tener en cuenta el contenido salino? 35
  • 36. Sodicidad El proceso de acumulación de sales con predominio de Na+ se denomina alcalinización o sodicidad. La concentración en Na+ se puede medir en la solución del suelo o en el complejo de cambio. En el primer caso se denomina razón de adsorción de sodio (RAS) y en el segundo hablamos del porcentaje de sodio intercambiable (PSI). RAS = Na / (Ca+Mg)/2 )1/2 El porcentaje de Na+ respecto a los demás cationes adsorbidos se denomina porcentaje de sodio intercambiable (PSI). PSI = ( Na / CIC ) * 100 Las sales de sodio producen dispersión de las arcillas y el suelo se vuelve más impermeable 36
  • 37. Estudio de caso: El objetivos fue disminuir el efecto del estrés salino utilizando la técnica del lavado y mejorar la actividad microbiana al cabo de cierto tiempo CE MO Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- So4= CO3H- Resp. UFC Suelo dS m-1 (%) meq l-1 1 NL 14.0 2.3 84.7 8.9 45.2 19.8 78.0 25.8 35.3 99.5 7.0 1L 4.6 3.4 22.0 8.2 13.4 6.6 27.4 8.9 10.12 124.4 9.2 2 NL 11.1 2.0 37.6 17.8 20.5 40.9 78.2 27.7 9.1 88.5 7.0 2L 3.1 4.9 8.0 2.8 3.9 14.8 16.3 4.7 8.5 121.0 7.6 3 NL 5.5 0.8 23.5 0.7 28.5 8.8 15.6 13.8 24.0 56.2 7.1 3L 2.7 3.3 10.0 0.7 12.2 26.7 7.2 8.5 10.1 60.6 7.9 4 NL 6.1 0.3 45.0 0.4 14.1 4.2 44.0 7.0 8.9 84.7 6.6 4L 1.6 1.0 5.5 0.2 10.5 0.3 9.1 1.0 4.1 159.6 7.0 5 NL 1.5 3.5 7.1 1.0 6.6 0.5 10.3 0 2.7 35.5 7.0 5L 0.6 4.0 1.7 0.2 2.8 0.3 3.9 0 2.4 195.1 8.0 Análisis de componentes principales SALES EFECTO DE LAVADO MAYOR ACTIVIDAD BIOLOGICA 37
  • 38. Materia orgánica del suelo (MOS) Material orgánico biológico de cualquier naturaleza, que se encuentre sobre o dentro del suelo, vivo, muerto o en estado de descomposición. Se mineralizan rápidamente por la acción biológica dando elementos minerales solubles o gaseosos. Materia orgánica del suelo Alto % en proteína, bajo en lignina se descomponen más rápido y en mayor Residuos cantidad Mineralización NH3, Ac. Orgánicos, fosfatos, sulfatos, Transformación CO2 Sustancias Mineralización Húmicas 38
  • 39. Sustancias húmicas • Las sustancias húmicas constituyen la fracción más activa de la MO, son los coloides orgánicos del suelo. • Están compuesta por los ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y huminas. El humus al descomponerse produce una serie de productos coloidales que se unen con los minerales arcillosos y originan los complejos organominerales. La formación de complejos organominerales gobiernan la solubilidad y la biodisponibilidad de los metales pesados. Estos coloides son de carga negativa, lo que les permite absorber H+ y cationes metálicos (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) e intercambiarlos en todo momento de forma reversible. 39
  • 40. Diferencias entre el coloide mineral y orgánico ARCILLA HUMUS 1.Color claro 1. Color oscuro 2. Mucha cohesión y plasticidad 2. Escasa cohesión y 3. CIC = 10 – 100 cmol c Kg-1 plasticidad 3. CIC = 150 –300 cmol c Kg-1 4. Mezcla mineral de Al y Si 4. Micela orgánica con N, S, y 5. Cristalina P 5. Amorfo 6. Estable 6. Menos estable 7. Menos hidrófila 7. Más hidrófila 8. Sin acción microbiana 8. Intensa acción microbiana Propiedades físicas de MOS • Estabilizador estructural. • Mayor retención de agua. • Facilita la infiltración del agua. • Mejora la aireación • Formación de complejos organominerales 40
  • 41. Propiedades químicas de MOS • Alta Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC). • Alta capacidad tampón. • Efectos antibióticos frente a organismos patógenos • Capacidad de quelatar metales. • Disponibilidad de nutrientes para las plantas Efectos Ambientales • Acción sobre pesticidas y herbicidas • Secuestro de carbono. • Control de erosión. • Papel depurador frente a los vertidos, al regular la movilidad y biodisponibilidad de los productos tóxicos 41
  • 42. PROPIEDADES QUÍMICAS Nutriente Fórmula Química Concentración s (ppm) N NO3- y NH4+ 0.16-55 P H2PO4- 0.01-1 K K+ 0.2-10 COMPOSICIÓN Ca Ca++ 0.5-38 DE LA SOLUCION Mg Mg++ 0.10-100 DEL SUELO S SO4= 0.1-150 Fe Fe++ < 0.01 Mn Mn++ < 0.01 Cu Cu++ < 0.01 Zn Zn++ < 0.01 Mo MoO4= < 0.01 B H3BO3, B(OH)4- < 0.01 42
  • 43. Como se absorben los nutrientes Fertilidad Actual Fertilidad Potencial Que influye en la absorción? Exceso de sales Exceso de sodio Estrés hídrico Estrés de oxígeno Manejo del suelo Suelos compactados pH del suelo 43
  • 44. CICLO DEL NITROGENO PRINCIPALES FORMAS DE FOSFORO EN EL SUELO • Formas solubles: • Fosfato diácido PO4H2- • Fosfato monoácido PO4H2- pH PO4H2- PO4H2- 5 99.8 0.6 7.2 50.0 50.0 9 1.5 98.4 44
  • 45. Impacto ambiental del P y N en las aguas superficiales La eutrofización tiene efectos adversos sobre la calidad de las aguas corrientes y de embalses: Enriquecimiento de los sistemas biológicos por nutrientes N y P. Crecimiento desmesurado de biomasa, en especial algas cianofíceas autótrofas. Demanda de O elevada para descomponer y biodegradar la materia orgánica muerta procedente de la biomasa En casos extremos crean condiciones de anaerobiosis que afectan negativamente a la fauna acuática. Los peces por Ej. Mueren cuando el O disuelto en el agua es inferior a 1 mg l-1. MICRONUTRIENTES Nicronu- Concentra pH que Formas Niveles trientes ción total favorece la de críticos mg kg-1 carencia adsorción Fe 10280 Alcalino Fe2+ 4.2 Cu 30 Alcalino Cu2+ 0.3 Mn 564 Alcalino Mn2+ 1.2 Zn 46 Alcalino Zn2+ 0.6-0.8 Mo 0.1 – 5 Acido MoO42- 0.2 B 3-100 Variable BO3H3 - 45
  • 46. Principales fuentes Dinámica de los metales pesados 46
  • 47. Propiedades control La capacidad de almacenaje de un suelo frente a un contaminante está controlada por las propiedades de los suelos y puede ser afectada por cambios en estas propiedades. Textura Estructura Porosidad y permeabilidad Contenido de MOS CIC pH Potencial redox Actividad biológica Poder de amortiguación: Los suelos presentan una determinada capacidad de depuración. Esta capacidad tiene un límite diferente para cada situación y para cada suelo. Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente" de sustancias peligrosas para los organismos que viven en él o de otros medios relacionados. Cuando se superan determinados umbrales, el suelo no puede asimilar, inmovilizar, inactivar y degradar todos los contaminantes que recibe y los pueden transferir a otros medio e incorporarlos a las cadenas tróficas. 47
  • 48. Carga crítica: representa la cantidad máxima de un determinado componente que puede ser aportado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos. Bomba química de tiempo • Se refiere a los efectos perjudiciales causados por la movilización o transformación de compuestos químicos almacenados en los suelos en respuesta a las alteraciones del ambiente. • La BQT depende de tres grandes factores: Vulnerabilidad: grado de sensibilidad del suelo frente a la agresión de los agentes contaminantes. Este concepto está relacionado con la capacidad de amortiguación 48
  • 49. La BQT es proporcional a la capacidad del suelo para almacenar tóxicos o productos químicos dañinos para el medio ambiente. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!! 49