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Estructura del suelo
Estructura
• Las partículas del suelo no se encuentran
  aisladas, sino que se organizan formando
  agregados estructurales o peds,        los
  cuales por repetición forman el suelo.


• Los agregados están formados por
  partículas individuales (minerales, materia
  orgánica).
Agregación
Agregación
Estructura
AGREGACIÓN
– Se considera los agregados como los bloques
  fundamentales en la formación de la
  estructura del suelo
– Las fuerzas de cohesión intra-agregado son
  mayores que las fuerzas inter-agregado
Niveles de organización
Macroescala   Mesoescala   Microescala




                   5 mm
• El desarrollo del suelo implica la aparición de una estructura.
  Ésta se forma por la acción de fuerzas que mantienen las
  partículas juntas para componer unidades mayores.
• Procesos que conducen a cambios en la cantidad, distribución
  y fase (sólida, líquida o gaseosa) del agua tiene una influencia
  fundamental en la formación de la estructura. Cambios de
  fases (hinchamiento-retracción, congelación-licuefacción)
  producen cambios de volumen que con el tiempo dan lugar a
  la estructura del suelo.
• Procesos físico-químicos (congelación-licuefacción, ciclos de
  humectación-secado, translocación de arcilla, formación y
  movilización de materiales de meteorización) son también de
  vital importancia.
Morfología de la estructura

• Desde el aspecto morfológico la estructura
  del suelo se define por una forma, un tamaño
  y un grado de manifestación de los
  agregados.


• Desde el punto de vista macroscópico, se
  definen los siguientes tipos:
MIGAJOSA




Agregados porosos de
forma redondeada (no se
ajustan a los agregados
vecinos). Típica de los
horizontes A.
GRANULAR

Agregados sin apenas
poros en su interior, de
forma redondeada (no se
ajustan a los agregados
vecinos). Es similar a la
migajosa pero con los
agregados       compactos.
Típica de los horizontes A.
BLOQUES ANGULARES

Agregados       de     forma
poliédrica, con superficies
planas, de aristas vivas y
con vértices. Las caras del
agregado se ajustan muy
bien a las de los agregados
vecinos. Típicamente en los
horizontes arcillosos, como
son los hor. B.
BLOQUES SUBANGULARES

•Agregados de forma poliédrica,
con superficies no muy planas, de
aristas romas y sin formación de
vértices. Las caras del agregado se
ajustan moderadamente a las de
los agregados vecinos. Típicamente
en los horizontes arcillosos, como
son los hor. B.
PRISMATICA

Los bloques se desarrollan en una
dirección (vertical) más que en las
dos horizontales. Presente en los
horizontes más arcillosos, a veces
hor. B y en ocasiones hor. C.
COLUMNAR


Prismas con su cara
superior redondeada.
Estructura muy rara.
LAMINAR

Los        agregados        se
desarrollan       en      dos
direcciones     (horizontales)
más que en la tercera
(vertical). Típica de los
horizontes arenosos, como
los hor. E.
•Sin estructura. Cuando no hay desarrollo de agregados.
Horizontes de partículas sueltas (pulverulentos) o
masivos (endurecidos).
• La estructura se presenta en el campo, en el perfil del
suelo, pero su estudio se completa con el microscopio
petrográfico (microestructura). Se analiza no sólo la forma de
los agregados sino que además se estudia la composición
(fragmentos gruesos, minerales y orgánicos, material fino y
poros) y organización (distribuciones, orientaciones y
organizaciones de los elementos que componen la
estructura). A partir de la observación micromorfológica se
pueden deducir los procesos que han tenido lugar durante la
formación del suelo.


• La micromorfología estudia los constituyentes del suelo y
su    organización   (distribuciones,    orientaciones    y
organizaciones)
AGREGACIÓN
– Se considera los agregados como los bloques
  fundamentales en la formación de la
  estructura del suelo
– Los suelos se fracturan a menudo en
  agregados
– Las fuerzas de cohesión intra-agregado son
  mayores que las fuerzas inter-agregado
Estructura
Formación de la estructura del suelo:
        factores abióticos
 • Arenas
    – La estructura está definida por el empaquetamiento de
      los granos
    – La reordenación se produce por compactación o
      turbación
    – En suelos mojados, la cohesión entre partículas
      aumenta debido a la tensión superficial del agua

 • Francos y Arcillas
    – La estructura se forma por interacciones entre
      partículas del suelo, entre las que destacan las
      interacciones de las arcillas con otras arcillas, materia
      orgánica, y óxidos.
Elementos que producen la agregación de
            componentes del suelo



•   Cationes
•   Interacciones entre partículas de arcilla
•   Materia orgánica
•   Óxidos
•   Carbonatos
•   Sílice
Estructura
Jerarquía de agregación
• Agregación sin jerarquía




  “desintegración catastrófica”
  Ej. Suelos sódicos o oxisoles
Jerarquía de agregación

   – Agregación jerárquica




• Las fuerzas cohesivas aumentan cuanto menor es el
  tamaño del agregado
• La desintegración ocurre en pasos sucesivos
Jerarquía de agregación


Aluminosilicatos amorfos, óxidos y
polímeros orgánicos adsorbidos
sobre la superficie de arcillas, así
como interacciones electrostáticas
entre partículas de arcilla que
producen su floculación
[INORGÁNICO PERMANENTE]




Residuos microbiales y fungales
mezclados     con     componentes
orgánicosMicrobial and fungal
debris encrusted with inorganics
[ORGÁNICO PERSISTENTE]
Jerarquía de agregación
   A diferentes escalas intevienen diferentes mecanismos de agregación


 Residuos de plantas y hongos
 mezclados con componenetes
 inorgánicos
 [ORGÁNICO PERSISTENTE]




Raíces e hifas
[ORGÁNICO        DE    DURACIÓN
MEDIA]




 Macroagregados
 [CORTO ESPACIO DE TIEMPO]

      •   Fuente: Tisdall & Oades 1982
Dispersión-floculación

   En los sistemas arcilla-agua donde predominan las
fuerzas de repulsión, habrá partículas de arcilla
individualizadas (dispersión). El predominio de fuerzas
de atracción hace que las arcillas estén floculadas.


  Factores que favorecen la floculación:
• -Cationes divalentes
• -Elevada concentración de electrolitos
A   Schematic structure of clay aggregate                B   SEM of clay tactoid

                                                  Ca-Montmorillonite

                                 QUASI-CRYSTAL

Interacciones “face-to-face”

Producidas por la presencia
                                                         80 % surfaces in close contact
de cationes polivalentes
                                                         Ca-Illite

                                 DOMAIN




                                                      20 % surfaces in close contact



                                                        Kaolinite
                                 ASSEMBLAGE


Interacciones “edge-to-face”


Interacciones electrostáticas
entre caras negativas y bordes                         < 10 % surfaces in close contact
positivos                                            1 to 2 µm
CONCEPTO DE AGREGADO DEL SUELO
• Existen una serie de problemas asociados con el
  concepto de agregado:
      • En algunos suelos no hay una escala característica de
        agregación
      • La distribución del tamaño de agregado depende de la
        energía empleada para crear la muestra
      • El uso de clases de tamaño implica discretizar una
        propiedad continua
      • El concepto implica unidades independientes in la matriz
        del suelo, aunque los agregados están conectados unos
        con otros
• El uso de medidas dimensionales (fractal,
  spectral, etc.) intenta resolver algunos de estos
  problemas.
                                               • Young et al. 2001
Formación de la estructura del suelo:
         factores bióticos
    • Efectos directos
      – Orientación de las partículas primarias
      – Adhesión por polisacáridos
      – Excrementos de fauna
      – Formación de bioporos

    • Efectos indirectos
      – Regulación de ciclos de humectación-
        secado por las raíces de las plantas
ORIENTACIÓN DE PARTÍCULAS PRIMARIAS
La acción física del crecimiento y las cargas superficiales producen el
                alineamiento de las partículas de arcilla
             HIFAS                                  RAÍCES




                                                •    Fuente: Dorioz et al. 1993
Excrementos de fauna


El material que pasa a través de la fauna es:

     •   Triturado
     •   Inoculado con la microflora interna
     •   Parcialmente digerido
     •   Comprimido
     •   Transportado a otras zonas
Estabilidad de los agregados
• Definición
   - La habilidad de los agregados de resistir su
     ruptura.

• Importancia
   - Resistencia a la Erosión
   - Mantenimiento del espacio entre agregados
    (Macroporos),     que      determinan     la
    permeabilidad, la aireación y el crecimiento
    radicular.
Estructura
Estructura
BISON WALLOWS
• Bison roll on
   ground….



                  • ...leaving a
                       wallow
BISON WALLOWS
• …soil structure in wallow
  is degraded: the wallow
  fills with water

                              • 100 years
                                 later…..




    • Source: Polley &
         Collins 1984
Mecanismos de degradación estructural durante la
                humectación

•   Estallido, o rotura de los agregados durante la humectación debido al
    hinchamiento diferencial, compresión del aire atrapado dentro del
    agregado, y la acción mecánica del movimiento de agua dentro del
    agregado. Cuanto más rápida sea la humectación, mayor serán las
    fuerzas que inducen el estallido.

•   El hinchamiento ocurre cuando el volumen de los tactoides de arcilla
    o los agregados aumenta durante la humectación, sin que el agregado
    se rompa. Se debe a la hidratación de arcilla o materia orgánica.

•   La dispersión de arcilla ocurre cuando la concentración de electrolitos
    en la solución es menor que el valor de floculación de la arcilla.

•   La rotura mecánica de los agregados en la superficie del suelo debido
    al impacto de las gotas de lluvia.
Factores que Afectan la Estabilidad de los
                 Agregados
! Factores intrínsecos (propiedades del suelo)
     !   Contenido en M.O.
     !   Textura
     !   Mineralogía
     !   Carbonatos
     !   Óxidos
     !   Contenido en sales y sodio


! Factores extrínsecos (condiciones del medio)
     ! Contenido de humedad
     ! Velocidad de humectación
     ! Tipo de laboreo
Materia orgánica
• Su mineralización es una razón fundamental por la
  que la remoción de suelos conduce a una
  degradación estructural
• Sustratos como los carbohidratos son relativamente
  estables en los suelos, pero se descomponen
  rápidamente cuando se produce una remoción de
  suelo.
• Aumenta la actividad microbiana por un aumento de la
  disponibilidad de materia orgánica como sustrato. Al
  mismo tiempo, aumenta la disponibilidad de O2
  (aireación).
Soil Samples



•Samples were collected from two adjacent plots
  Corn crop           OM = 2.3 %
  Pasture             OM = 3.5 %
Slaking and swelling of the different soils


                                Slaking                                          Swelling
                                           Deionized                                       Deionized
                   Tap Water                                        Tap Water
                                            Water                                           Water
                                                Aggregate size, mm
                  2-4         4-6         2-4         4-6           2-4        4-6          2-4      4-6
                           —————————— % —————————

Low O.M.         97a          93a         95a        95a            -            -          -         -


High O.M.        3.3b         6.7b       3.3b        6.7b       75.5a*       53.1a       82.9a      73.1a


  * Different letters within a process indicate significant difference among the soils, P ≤ 0.05.
Profiles of the columns after prewetting
              Low OM soil                       High OM soil
                               Aggregate size


                                  <2 mm
                        1 cm                               1 cm




                                  2-4 mm
                        1 cm                               1 cm
                                                                  Aggregates
  Slaked
Aggregates

                                  4-6 mm
                        1 cm                               1 cm
Properties of the soils
                                         Particle size
                                           distribution
Soil                 Location                                     CaCO3          OM      CEC        ESP
                                   sand       silt      clay

                                        ------------------ % -----------------         cmolc kg-1   %



Sandy             Netanya          90         2          8          0.6          0.6      4.3       1.7

Loam              Nevatim          41        36          23         18           2.1     17.7       2.1

Sandy clay loam   Ramat Hacovech   68         2          30         0.8          0.9     18.5       1.1

Sandy clay        Hafetz Haim      44        15          41        10.7          3.4     34.2       2.3

Clay              Yagur            19        31          50        15.4          2.2     39.5       1.8

Clay              Eilon            25        13          62         4.9          3.8     65.0       0.9
Aggregate stability
                           1.6
                                                                            y = 0.02x + 0.14
Mean weight diameter, mm




                                              Slow wetting                         Increasing clay content
                                                                                r2 = 0.87
                                                                                    increases mechanical
                           1.2                                                             stability
                                              Fast wetting

                           0.8


                           0.4


                           0.0       Increasing clay content increases the effect of slaking in
                                                      aggregate breakdown
                                 0       10        20        30        40        50        60
                                                          Clay content, %
KAOLINITIC                    MONTMORILLONITIC                NON PHYLLOSILICATE
             64% CLAY                        63 % CLAY                        38.4 % CLAY
Crust




                            Washed Skin
                            in zone




                                                              Crust
                             Bulk soil
                   0.1 mm
Bulk soil




                                                     0.1 mm                          0.05 mm




                                                              Bulk soil
Estructura
Factores extrínsecos

• Contenido en humedad del suelo
• Velocidad de humectación
• Tipo de laboreo
Velocidad de humectación
                           1.6
                                                                            y = 0.02x + 0.14
Mean weight diameter, mm




                                              Slow wetting                         Increasing clay content
                                                                                r2 = 0.87
                                                                                    increases mechanical
                           1.2                                                             stability
                                              Fast wetting

                           0.8


                           0.4


                           0.0       Increasing clay content increases the effect of slaking in
                                                      aggregate breakdown
                                 0       10        20        30        40        50        60
                                                          Clay content, %
Estructura
Efecto del laboreo
COMPACTACIÓN
Compactación

" Proceso de compresión de un suelo
no saturado

" Cuando el suelo se         compacta
aumenta     su    densidad    aparente
(reducción de porosidad)

"El espacio poroso       perdido   es
Macroporosidad
Estructura
Causas
                    Procesos externos

Acción antrópica:   Laboreo, maquinaria




                    Procesos internos

Acción edafogenética:       Iluviación de arcilla, procesos de hichamiento-
                           retracción de arcillas
Determinación
  Se puede usar la densidad aparente como indicador
del grado de compactación de un suelo.
  Sin embargo, no nos indica la distribución del tamaño de
poro.
• Otros métodos:

        • Curva característica de humedad
        • Resistencia a la penetración
        • Análisis micromorfológico
COMPACTACIÓN:
CONSISTENCIA

Estado físico de un suelo a un contenido de humedad.

Se debe a fuerzas de:
   • ADHESIÓN, atracción de la fase líquida sobre la superficie de la
     fase sólida.
   • COHESIÓN, atracción entre las moléculas de agua
   • COHERENCIA, atracción entre partículas sólidas.

   que operan en el suelo a distintos % de humedad (seco, húmedo,
    mojado).
SECO            HUMEDO           MOJADO



DURO Y BLANDO
                          PLASTICO             FLUIDO
RIGIDO FRIABLE



    Límite de       Límite de         Límite
    expansión      plasticidad       líquido



       CONTENIDO DE HUMEDAD
% del máximo
 de la fuerza                       ADHESIÓN
100
      CO
 75                             COHESIÓN
        HE
           RE
              N

 50
             CI
                A


                    FRIABLE                LÍQUIDA
 25
      DURA                    PLÁSTICA
                              PEGAJOSA

                     Contenido de agua
 Suelo                                       Suelo
  seco                                      saturado
Plasticidad
Esta asociada a la película de agua que
rodea la superficies sólidas del suelo y
disminuye la fricción.
Teoría del film: orientación de coloides
laminares está en forma que sus
superficies planas están en contacto.

                 > contacto
                 > película de agua   PLASTICIDAD
   PELICULA DE AGUA
LIMITES DE ATTERBERG


• Límite superior de plasticidad (límite líquido,
  WL): Contenido de humedad al cual el suelo se comporta como
   un fluido al aplicarle una fuerza. Pasa de plástico a fluido.



• Límite inferior de plasticidad (límite plástico,
  WP): Contenido de humedad al cual el suelo pasa de friable a plástico

• Índice de Plasticidad:             Diferencia entre WL-WP

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  • 2. Estructura • Las partículas del suelo no se encuentran aisladas, sino que se organizan formando agregados estructurales o peds, los cuales por repetición forman el suelo. • Los agregados están formados por partículas individuales (minerales, materia orgánica).
  • 5. AGREGACIÓN – Se considera los agregados como los bloques fundamentales en la formación de la estructura del suelo – Las fuerzas de cohesión intra-agregado son mayores que las fuerzas inter-agregado
  • 6. Niveles de organización Macroescala Mesoescala Microescala 5 mm
  • 7. • El desarrollo del suelo implica la aparición de una estructura. Ésta se forma por la acción de fuerzas que mantienen las partículas juntas para componer unidades mayores. • Procesos que conducen a cambios en la cantidad, distribución y fase (sólida, líquida o gaseosa) del agua tiene una influencia fundamental en la formación de la estructura. Cambios de fases (hinchamiento-retracción, congelación-licuefacción) producen cambios de volumen que con el tiempo dan lugar a la estructura del suelo. • Procesos físico-químicos (congelación-licuefacción, ciclos de humectación-secado, translocación de arcilla, formación y movilización de materiales de meteorización) son también de vital importancia.
  • 8. Morfología de la estructura • Desde el aspecto morfológico la estructura del suelo se define por una forma, un tamaño y un grado de manifestación de los agregados. • Desde el punto de vista macroscópico, se definen los siguientes tipos:
  • 9. MIGAJOSA Agregados porosos de forma redondeada (no se ajustan a los agregados vecinos). Típica de los horizontes A.
  • 10. GRANULAR Agregados sin apenas poros en su interior, de forma redondeada (no se ajustan a los agregados vecinos). Es similar a la migajosa pero con los agregados compactos. Típica de los horizontes A.
  • 11. BLOQUES ANGULARES Agregados de forma poliédrica, con superficies planas, de aristas vivas y con vértices. Las caras del agregado se ajustan muy bien a las de los agregados vecinos. Típicamente en los horizontes arcillosos, como son los hor. B.
  • 12. BLOQUES SUBANGULARES •Agregados de forma poliédrica, con superficies no muy planas, de aristas romas y sin formación de vértices. Las caras del agregado se ajustan moderadamente a las de los agregados vecinos. Típicamente en los horizontes arcillosos, como son los hor. B.
  • 13. PRISMATICA Los bloques se desarrollan en una dirección (vertical) más que en las dos horizontales. Presente en los horizontes más arcillosos, a veces hor. B y en ocasiones hor. C.
  • 14. COLUMNAR Prismas con su cara superior redondeada. Estructura muy rara.
  • 15. LAMINAR Los agregados se desarrollan en dos direcciones (horizontales) más que en la tercera (vertical). Típica de los horizontes arenosos, como los hor. E.
  • 16. •Sin estructura. Cuando no hay desarrollo de agregados. Horizontes de partículas sueltas (pulverulentos) o masivos (endurecidos).
  • 17. • La estructura se presenta en el campo, en el perfil del suelo, pero su estudio se completa con el microscopio petrográfico (microestructura). Se analiza no sólo la forma de los agregados sino que además se estudia la composición (fragmentos gruesos, minerales y orgánicos, material fino y poros) y organización (distribuciones, orientaciones y organizaciones de los elementos que componen la estructura). A partir de la observación micromorfológica se pueden deducir los procesos que han tenido lugar durante la formación del suelo. • La micromorfología estudia los constituyentes del suelo y su organización (distribuciones, orientaciones y organizaciones)
  • 18. AGREGACIÓN – Se considera los agregados como los bloques fundamentales en la formación de la estructura del suelo – Los suelos se fracturan a menudo en agregados – Las fuerzas de cohesión intra-agregado son mayores que las fuerzas inter-agregado
  • 20. Formación de la estructura del suelo: factores abióticos • Arenas – La estructura está definida por el empaquetamiento de los granos – La reordenación se produce por compactación o turbación – En suelos mojados, la cohesión entre partículas aumenta debido a la tensión superficial del agua • Francos y Arcillas – La estructura se forma por interacciones entre partículas del suelo, entre las que destacan las interacciones de las arcillas con otras arcillas, materia orgánica, y óxidos.
  • 21. Elementos que producen la agregación de componentes del suelo • Cationes • Interacciones entre partículas de arcilla • Materia orgánica • Óxidos • Carbonatos • Sílice
  • 23. Jerarquía de agregación • Agregación sin jerarquía “desintegración catastrófica” Ej. Suelos sódicos o oxisoles
  • 24. Jerarquía de agregación – Agregación jerárquica • Las fuerzas cohesivas aumentan cuanto menor es el tamaño del agregado • La desintegración ocurre en pasos sucesivos
  • 25. Jerarquía de agregación Aluminosilicatos amorfos, óxidos y polímeros orgánicos adsorbidos sobre la superficie de arcillas, así como interacciones electrostáticas entre partículas de arcilla que producen su floculación [INORGÁNICO PERMANENTE] Residuos microbiales y fungales mezclados con componentes orgánicosMicrobial and fungal debris encrusted with inorganics [ORGÁNICO PERSISTENTE]
  • 26. Jerarquía de agregación A diferentes escalas intevienen diferentes mecanismos de agregación Residuos de plantas y hongos mezclados con componenetes inorgánicos [ORGÁNICO PERSISTENTE] Raíces e hifas [ORGÁNICO DE DURACIÓN MEDIA] Macroagregados [CORTO ESPACIO DE TIEMPO] • Fuente: Tisdall & Oades 1982
  • 27. Dispersión-floculación En los sistemas arcilla-agua donde predominan las fuerzas de repulsión, habrá partículas de arcilla individualizadas (dispersión). El predominio de fuerzas de atracción hace que las arcillas estén floculadas. Factores que favorecen la floculación: • -Cationes divalentes • -Elevada concentración de electrolitos
  • 28. A Schematic structure of clay aggregate B SEM of clay tactoid Ca-Montmorillonite QUASI-CRYSTAL Interacciones “face-to-face” Producidas por la presencia 80 % surfaces in close contact de cationes polivalentes Ca-Illite DOMAIN 20 % surfaces in close contact Kaolinite ASSEMBLAGE Interacciones “edge-to-face” Interacciones electrostáticas entre caras negativas y bordes < 10 % surfaces in close contact positivos 1 to 2 µm
  • 29. CONCEPTO DE AGREGADO DEL SUELO • Existen una serie de problemas asociados con el concepto de agregado: • En algunos suelos no hay una escala característica de agregación • La distribución del tamaño de agregado depende de la energía empleada para crear la muestra • El uso de clases de tamaño implica discretizar una propiedad continua • El concepto implica unidades independientes in la matriz del suelo, aunque los agregados están conectados unos con otros • El uso de medidas dimensionales (fractal, spectral, etc.) intenta resolver algunos de estos problemas. • Young et al. 2001
  • 30. Formación de la estructura del suelo: factores bióticos • Efectos directos – Orientación de las partículas primarias – Adhesión por polisacáridos – Excrementos de fauna – Formación de bioporos • Efectos indirectos – Regulación de ciclos de humectación- secado por las raíces de las plantas
  • 31. ORIENTACIÓN DE PARTÍCULAS PRIMARIAS La acción física del crecimiento y las cargas superficiales producen el alineamiento de las partículas de arcilla HIFAS RAÍCES • Fuente: Dorioz et al. 1993
  • 32. Excrementos de fauna El material que pasa a través de la fauna es: • Triturado • Inoculado con la microflora interna • Parcialmente digerido • Comprimido • Transportado a otras zonas
  • 33. Estabilidad de los agregados • Definición - La habilidad de los agregados de resistir su ruptura. • Importancia - Resistencia a la Erosión - Mantenimiento del espacio entre agregados (Macroporos), que determinan la permeabilidad, la aireación y el crecimiento radicular.
  • 36. BISON WALLOWS • Bison roll on ground…. • ...leaving a wallow
  • 37. BISON WALLOWS • …soil structure in wallow is degraded: the wallow fills with water • 100 years later….. • Source: Polley & Collins 1984
  • 38. Mecanismos de degradación estructural durante la humectación • Estallido, o rotura de los agregados durante la humectación debido al hinchamiento diferencial, compresión del aire atrapado dentro del agregado, y la acción mecánica del movimiento de agua dentro del agregado. Cuanto más rápida sea la humectación, mayor serán las fuerzas que inducen el estallido. • El hinchamiento ocurre cuando el volumen de los tactoides de arcilla o los agregados aumenta durante la humectación, sin que el agregado se rompa. Se debe a la hidratación de arcilla o materia orgánica. • La dispersión de arcilla ocurre cuando la concentración de electrolitos en la solución es menor que el valor de floculación de la arcilla. • La rotura mecánica de los agregados en la superficie del suelo debido al impacto de las gotas de lluvia.
  • 39. Factores que Afectan la Estabilidad de los Agregados ! Factores intrínsecos (propiedades del suelo) ! Contenido en M.O. ! Textura ! Mineralogía ! Carbonatos ! Óxidos ! Contenido en sales y sodio ! Factores extrínsecos (condiciones del medio) ! Contenido de humedad ! Velocidad de humectación ! Tipo de laboreo
  • 40. Materia orgánica • Su mineralización es una razón fundamental por la que la remoción de suelos conduce a una degradación estructural • Sustratos como los carbohidratos son relativamente estables en los suelos, pero se descomponen rápidamente cuando se produce una remoción de suelo. • Aumenta la actividad microbiana por un aumento de la disponibilidad de materia orgánica como sustrato. Al mismo tiempo, aumenta la disponibilidad de O2 (aireación).
  • 41. Soil Samples •Samples were collected from two adjacent plots Corn crop OM = 2.3 % Pasture OM = 3.5 %
  • 42. Slaking and swelling of the different soils Slaking Swelling Deionized Deionized Tap Water Tap Water Water Water Aggregate size, mm 2-4 4-6 2-4 4-6 2-4 4-6 2-4 4-6 —————————— % ————————— Low O.M. 97a 93a 95a 95a - - - - High O.M. 3.3b 6.7b 3.3b 6.7b 75.5a* 53.1a 82.9a 73.1a * Different letters within a process indicate significant difference among the soils, P ≤ 0.05.
  • 43. Profiles of the columns after prewetting Low OM soil High OM soil Aggregate size <2 mm 1 cm 1 cm 2-4 mm 1 cm 1 cm Aggregates Slaked Aggregates 4-6 mm 1 cm 1 cm
  • 44. Properties of the soils Particle size distribution Soil Location CaCO3 OM CEC ESP sand silt clay ------------------ % ----------------- cmolc kg-1 % Sandy Netanya 90 2 8 0.6 0.6 4.3 1.7 Loam Nevatim 41 36 23 18 2.1 17.7 2.1 Sandy clay loam Ramat Hacovech 68 2 30 0.8 0.9 18.5 1.1 Sandy clay Hafetz Haim 44 15 41 10.7 3.4 34.2 2.3 Clay Yagur 19 31 50 15.4 2.2 39.5 1.8 Clay Eilon 25 13 62 4.9 3.8 65.0 0.9
  • 45. Aggregate stability 1.6 y = 0.02x + 0.14 Mean weight diameter, mm Slow wetting Increasing clay content r2 = 0.87 increases mechanical 1.2 stability Fast wetting 0.8 0.4 0.0 Increasing clay content increases the effect of slaking in aggregate breakdown 0 10 20 30 40 50 60 Clay content, %
  • 46. KAOLINITIC MONTMORILLONITIC NON PHYLLOSILICATE 64% CLAY 63 % CLAY 38.4 % CLAY Crust Washed Skin in zone Crust Bulk soil 0.1 mm Bulk soil 0.1 mm 0.05 mm Bulk soil
  • 48. Factores extrínsecos • Contenido en humedad del suelo • Velocidad de humectación • Tipo de laboreo
  • 49. Velocidad de humectación 1.6 y = 0.02x + 0.14 Mean weight diameter, mm Slow wetting Increasing clay content r2 = 0.87 increases mechanical 1.2 stability Fast wetting 0.8 0.4 0.0 Increasing clay content increases the effect of slaking in aggregate breakdown 0 10 20 30 40 50 60 Clay content, %
  • 53. Compactación " Proceso de compresión de un suelo no saturado " Cuando el suelo se compacta aumenta su densidad aparente (reducción de porosidad) "El espacio poroso perdido es Macroporosidad
  • 55. Causas Procesos externos Acción antrópica: Laboreo, maquinaria Procesos internos Acción edafogenética: Iluviación de arcilla, procesos de hichamiento- retracción de arcillas
  • 56. Determinación Se puede usar la densidad aparente como indicador del grado de compactación de un suelo. Sin embargo, no nos indica la distribución del tamaño de poro. • Otros métodos: • Curva característica de humedad • Resistencia a la penetración • Análisis micromorfológico
  • 58. CONSISTENCIA Estado físico de un suelo a un contenido de humedad. Se debe a fuerzas de: • ADHESIÓN, atracción de la fase líquida sobre la superficie de la fase sólida. • COHESIÓN, atracción entre las moléculas de agua • COHERENCIA, atracción entre partículas sólidas. que operan en el suelo a distintos % de humedad (seco, húmedo, mojado).
  • 59. SECO HUMEDO MOJADO DURO Y BLANDO PLASTICO FLUIDO RIGIDO FRIABLE Límite de Límite de Límite expansión plasticidad líquido CONTENIDO DE HUMEDAD
  • 60. % del máximo de la fuerza ADHESIÓN 100 CO 75 COHESIÓN HE RE N 50 CI A FRIABLE LÍQUIDA 25 DURA PLÁSTICA PEGAJOSA Contenido de agua Suelo Suelo seco saturado
  • 61. Plasticidad Esta asociada a la película de agua que rodea la superficies sólidas del suelo y disminuye la fricción. Teoría del film: orientación de coloides laminares está en forma que sus superficies planas están en contacto. > contacto > película de agua PLASTICIDAD PELICULA DE AGUA
  • 62. LIMITES DE ATTERBERG • Límite superior de plasticidad (límite líquido, WL): Contenido de humedad al cual el suelo se comporta como un fluido al aplicarle una fuerza. Pasa de plástico a fluido. • Límite inferior de plasticidad (límite plástico, WP): Contenido de humedad al cual el suelo pasa de friable a plástico • Índice de Plasticidad: Diferencia entre WL-WP