Informe 1 Riegos.docx

INGENIERIA DE RIEGOS I CONTENIDO DE HUMEDAD Y DENSIDAD APARENTE DEL SUELO

Elaborado por: Anguy Lorena Alvira Urrea Helmer Mauricio Cardoso Quevedo Solbey Magaly Castillo Oteca Alfredo Perdomo Ramírez

Presentado a: DR. MARLIO BEDOYA CARDOSO

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA SEDE LA PLATA- HUILA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA AGRICOLA LA PLATA 2017

1. INTRODUCCION La determinación del contenido de humedad en el suelo nos permite tomar decisiones acertadas en la agricultura en cuanto al diseño de sistemas de riego y drenaje para un cultivo; pues el déficit de agua (estrés hídrico) afecta el rendimiento del cultivo, si este es joven su método de defensa es cerrar los estomas no permitiendo la entrada de dióxido de carbono y la evaporación del agua. Esto provoca la interrupción del proceso de la fotosíntesis y puede llegar al punto de dejar de producir hojas por efecto de la falta de agua en el suelo y el ambiente; sucede cuando la demanda de agua es más grande que la cantidad disponible durante un periodo determinado de tiempo o cuando su uso se ve restringido por su baja calidad. Se pueden realizar diferentes pruebas de campo y en laboratorio para la determinación de este parámetro físico, realizamos en la Granja Experimental de la Universidad Surcolombiana el método de campo o gravimétrico que consiste en la realización de una calicata de poca profundidad que permita conocer la capacidad de retención de agua a saturación del suelo. Las características físicas del suelo como la estructura y la textura juegan un papel importante en la determinación de la densidad aparente de este. La densidad aparente nos permite planificar entendiendo la importancia de reconocer la relación de masa a volumen microscópico de las partículas del suelo, incluyendo los poros, parámetro importante que define el uso del suelo y el comportamiento de los fluidos en el mismo.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVOS GENERAL 

Conocer el método de campo o gravimétrico y hallar la densidad aparente del suelo, en la granja experimental de la Universidad Surcolombiana sede La Plata.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS   

Determinar el porcentaje de humedad a capacidad de campo (cc) y punto de marchitez permanente (PMP) Modelar una curva de tensión de humedad con los resultados obtenidos Determinar la densidad aparente del suelo para establecer las características según su textura.

3. MARCO TEORICO 3.1 Método gravimétrico El método gravimétrico es un método directo de medición de la humedad del suelo, que consiste en tomar una muestra de suelo, pesarla antes y después de su desecado y calcular su contenido de humedad. La muestra de suelo se considera seca cuando su peso permanece constante a una temperatura de 105° C. Se han construido numerosos tipos de equipo de muestreo, así como hornos de secado y balanzas especiales, para ser utilizados con este método. El contenido de humedad del suelo se lo define según (Cordoba, s.f). Como la relación porcentual (%h) del peso de agua contenida en la muestra y el peso de la muestra seca o peso de los sólidos. Existen varios métodos para determinar el contenido de humedad de un suelo, en dependencia de la forma del secado, tales como: 1. Método de secado al horno, temperatura constante (105°C ± 5°C). 2. Método de secado, al horno microondas. 3. Método de secado instantáneo (SPEEDY). 4. Método nuclear. 3.2. Humedad de saturación: es el contenido de agua de un suelo en el que todos sus poros están llenos de agua. Esta situación puede observarse inmediatamente después de una lluvia o riego abundante. (Lourdes Flores Delgadillo, 2010). 3.3. Capacidad de campo (CC): también conocido como límite máximo, es el con-tenido de agua presente en un suelo luego de drenar libremente durante los 2 o 3 días posteriores a una lluvia o riego intenso. Se estima que corresponde al agua retenida a un potencial mátrico que puede variar entre 0.1 bar para suelos arenosos hasta 0.5 bares para suelos arcillosos. Se puede tomar como valor medio 0.3 bar. La estimación de la CC en condiciones naturales puede lograrse provocando la saturación del suelo y cubriéndolo con plástico para evitar la evaporación. Se espera entre 24 y 72 horas (más tiempo en los suelos arcillosos) y se toma una muestra para determinar su contenido de humedad (Lourdes Flores Delgadillo, 2010). 3.4. Punto de marchitez permanente (PMP): También conocido como límite mínimo, es el contenido de agua de un suelo retenida tan firmemente que las plantas no pueden extraerla causándoles una marchitez irreversible. En este estado se admite, en general, que el agua está retenida con potenciales menores a -15 bares. Para la estimación de la cantidad de agua que un suelo posee en el PMP se emplean metodologías más complejas (biológicas u ollas de placas o membranas de Richards). En general se puede asumir que el valor de PMP de un suelo es aproximadamente el 50 % de la CC del mismo. No todas las especies vegetales tiene la misma capacidad para extraer agua del suelo, incluso esta capacidad puede variar según el estado fenológico de la planta; por lo tanto el valor del PMP no será un punto constante, para todos los casos. Además el PMP depende también de características propias del suelo como la granulometría del suelo, su compactación, el contenido de materia orgánica, la profundidad del perfil, entre otros factores. (Lourdes Flores Delgadillo, 2010).

3.5. Agua útil (AU): O disponible, es la diferencia entre los contenidos de agua a CC y PMP. Es la que se considera como agua utilizable o potencialmente extractable por las plantas en la zona de crecimiento radical. Esta es la fracción del agua del suelo que puede perderse por evaporación o variar por el consumo de las plantas. (Lourdes Flores Delgadillo, 2010). 3.6 Densidad Aparente La densidad de volumen o densidad aparente se define como el peso seco del suelo por unidad de volumen de suelo inalterado, tal cual se encuentra en su emplazamiento natural, incluyendo el espacio poroso. Para medir la densidad aparente se retira del campo una muestra de suelo de volumen conocido y se seca en el horno a 105ºC, hasta que alcanza un peso constante. La densidad aparente se calcula dividiendo el peso seco del suelo por el volumen que ocupaba en el campo. (Gutiérrez, 2010) A diferencia de la textura, la densidad aparente es una propiedad dinámica, que varía con las condiciones estructurales del suelo. El grado de estructuración del suelo puede variar por condiciones de manejo, tales como el paso de maquinaria u otras labores agrícolas, la densidad aparente puede servir como un indicador del grado de compactación que tiene el suelo, y su restricción relativa al desarrollo radicular de las plantas. (Ruiz, 2012) La determinación de la densidad aparente se realiza en muestras imperturbadas. A estas muestras se les determina el peso seco a 105º C. Se cuenta entonces con los dos elementos necesarios para calcular la densidad aparente: el peso de los sólidos y el volumen que la muestra ocupaba en el campo, que incluye el de los sólidos y el espacio poroso. Existen otros métodos para determinar densidad aparente, pero este es el más eficiente y exacto. (García, 2004) Según Pritchett (1990) citado por (Cerna, 2005), describe los factores que afectan la densidad aparente de los suelos como: 

Estructura. La granulación en los suelos tiende a aumentar el espacio poroso y por tanto disminuye en la densidad aparente. Como las condiciones estructurales son malas en los suelos, se facilitan las condiciones de compactación de los horizontes, con la consecuente reducción del espacio poroso.  Textura. La textura de los suelos es una de las propiedades que afectan directamente a la densidad aparente y está estrechamente relacionada a ella.  Compactación A medida que los suelos se compactan disminuye la porosidad y aumenta la densidad aparente.  Materia Orgánica, influye al facilitar y elevar la granulación de la estructura de los suelos, aumentando la porosidad y disminuyendo la densidad aparente. Los valores bajos de densidad aparente son propios de suelos porosos, bien aireados, con buen drenaje y buena penetración de raíces, lo que permite un buen desarrollo de las raíces. Los valores altos de densidad aparente son propios de suelos compactos y poco porosos, con aireación deficiente e infiltración lenta del agua, lo cual puede provocar anegamiento, anoxia y que las raíces tengan dificultades para alongarse y penetrar hasta alcanzar el agua y los nutrientes necesarios.

4. PROCEDIMIENTO METODO DE CAMPO O GRAVIMETRIA  CONTENIDO DE HUMEDAD (Ps) o

o o o

Se realizó un hueco de 1 metro cuadrado, bordeado previamente por un surco y se adiciono una lámina de agua de 30 cm, después se tapó el cuadro con plástico para evitar la evaporación directa. Se tomó la muestra después de drenar el agua a las 0, 6, 12, 24, 36 y 48 horas posteriormente se depositó en una bolsa hermética para evitar pérdida de humedad. Se pesó respectivamente las cuatro muestras en la Gramera digital con el fin de identificar el peso del suelo húmedo. Se incorporó las muestras en la estufa a una temperatura de 105 a 110 grados Celsius, luego de 24 horas se pesó las muestras obteniendo el peso del suelo seco.

1. Determinación de porcentaje de humedad de las muestras con la ecuación Psh Ps = ( − 1) ∗ 100 Pss  Hora 0: 100g 𝑃𝑠0 = ( − 1) ∗ 100 = 53,84% 65g  Hora 6: 100g 𝑃𝑠6 = ( − 1) ∗ 100 = 53,13% 65,3g  Hora 12: 100g 𝑃𝑠12 = ( − 1) ∗ 100 = 51,75 ≈ 52% 65,9g  Hora 24: 100g 𝑃𝑠24 = ( − 1) ∗ 100 = 49,03% 67,1g  Hora 36: 𝑃𝑠36 = (

100g − 1) ∗ 100 = 47,05% 68 g

 Hora 48: 100g 𝑃𝑠48 = ( − 1) ∗ 100 = 44,09% 69,4g

El contenido de humedad (Ps) se dice que un suelo está seco, cuando se ha secado en una estufa en este caso a una temperatura de 105°c durante 24 horas. Empleamos la ecuación para determinar contenido de humedad en %:



𝑃𝑆 =



𝑃𝑆 =

𝑃𝑠ℎ −𝑃𝑠𝑠 ∗ 100 𝑃𝑠𝑠 𝑃𝑎 ∗ 100 𝑃𝑠𝑠

TIEMPO (hr)

MUESTRAS

Psh (gr)

Pss (gr)

1 100 0 65 2 100 6 65,3 3 100 12 65,9 4 100 24 67,1 5 100 36 68 6 100 48 69,4 Tabla 1. Contenido de humedad para cada muestra de suelo.

Pa (gr)

Ps (%)

35 34,7 34,1 32,9 32 30,6

53,84 53,13 52 49,03 47,5 44,09

Contenido De Humedad Del Suelo (%) 60 50 40 30

% Humedad

20 10 0 0

6

12

24

36

48

Grafica 1. Contenido de humedad del suelo.

 DENSIDAD APARENTE DEL SUELO

PROCEDIMIENTO: o

Consiste en la realización de un hueco de 10 x 10 x 10 cm, se procede a cubrir el hueco con un plástico adicionándole 4 litros de agua, después se procede a pesar la cantidad de suelo que sacamos del hueco fue 5 kilos y finalmente se lleva al horno una porción 100 gr de suelo a Tº 105 ºC durante 24 horas.

MUESTRA

Psh(gr)

Pss(gr)

Pa (gr)

Ps (%)

Da (gr/cm³)

1

100

79,13

20,87

26,37

0,0791

Total 5000 3956,5 1043,5 Tabla 3. Muestra de suelo con sus respectivos datos.

26,37

0,9892

EMPELAMOS LA ECUACIÓN PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD EN %: 1000gr

79,13gr

5000gr

X

X=

(5000gr ∗ 79,13gr) = 3956,5gr 100gr



𝑃𝑆 =



𝑃𝑆 =



𝑃𝑆 =



𝑃𝑆 =

𝑃𝑠ℎ −𝑃𝑠𝑠 ∗ 100 𝑃𝑠𝑠 100−79,13 ∗ 100 = 26,37% 79,13 𝑃𝑠ℎ −𝑃𝑠𝑠 ∗ 100 𝑃𝑠𝑠 5000−3956,5 ∗ 100 = 26,37% 3956,5

ECUACIÓN PARA DETERMINAR DENSIDAD APARENTE: 

𝐷𝑎 =



𝐷𝑎 =

𝑃𝑠𝑠 𝑉𝑡 79,13 1000 𝐶𝑚³

𝑝 ∗𝑃 𝒈𝒓 𝑃𝑣 = 𝑠𝑠𝑉 𝑠 = ⁄ 𝒄𝒎³ 𝑡 26,08 % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

= 𝟎, 𝟎𝟕𝟗𝟏

100∗5000 gr

 Da = 4000 𝑐𝑚3 ∗(100+26,37) 𝑔𝑟  Da = 0,9892 ⁄𝑐𝑚3

RECOMENDACIONES Se puede trabajar con muestras simples o compuestas (es la mezcla de varias muestras simples). El tipo y número de muestra dependerá de los objetivos y precisión buscados. Se observa el terreno antes de muestrearlo, si se aprecian diferencias dentro de un lote como diferencia de pendiente, zonas inundadas, cambios bruscos en la vegetación o en la coloración del suelo, se deben muestrear las diferentes partes por separado. Es muy importante tener mucho cuidado al momento de recoger la muestra de tierra del hoyo, porque no se debe dejar caer ni perder ninguna cantidad de tierra por pequeña que sea. DISCUSIÓN

En esta práctica realizada para la determinación de la densidad aparente del suelo basada en el método del hoyo, se pudo observar el comportamiento del suelo en los diferentes horizontes tanto en presencia de humedad como en estado seco. Al escavar con la cuchara en los dos tipos de horizontes de los cuales tomamos las muestras, pudimos sentir cambios de fuerzas en las diferentes capas y cuando la capa se siente más compacta esto se debe a la presencia de la densidad aparente. Según (MENDOZA., 2010) La compactación del suelo es el incremento de la densidad aparente, que resulta de la aplicación de una carga o presión. Bueno esto se debe a la gran presión aplicada por la carga mecánica de las maquinarias agrícolas, pero en este caso esto no se dio ya que en la zona en donde se realizó la calicata pudimos notar que no existió esto ya que no existía presencia de compactación del suelo. CONCLUSIONES  

La densidad de nuestra muestra ayuda en la determinación del grado de compactación del suelo, propiedad que puede ser cambiada de acuerdo al manejo que se le de al suelo. El método del hoyo es un método sencillo y práctico, mediante el cual podemos determinar la densidad aparente del suelo.