Fertilidad física del suelo y su manejo en invernadero

Transcripción

1 Fernando del Moral Torres Dpto. Edafología y Química agrícola Universidad de Almería fmoral@ual.es Fertilidad física del suelo y su manejo en invernadero

2 Objetivos Analizar los parámetros físicos que afectan a la fertilidad del suelo. Analizar de qué depende la cantidad de agua y aire almacenados en el suelo. Analizar qué condiciona el movimiento del agua en el suelo. Proponer pautas de uso de tensiómetro a partir de curvas características.

3 Algunas preguntas Dirían ustedes que existe un caudal de emisión típico de los goteros en los invernaderos? Cuál sería? Dirían ustedes que existe un marco de goteros habitual? Cuál sería? Dirían ustedes que existe un criterio de riego habitual para el tensiómetro? Cuál sería? Dónde crecen las raíces de las plantas habitualmente en los suelos enarenados? y en los no enarenados? Qué es fertilidad del suelo?

4 Suelo de calidad Promover el crecimiento de las plantas. Participar en los ciclos biogeoquímicos de los elementos (carbono y nutrientes minerales). Proporcionar un hábitat adecuado para las raíces y los organismos edáficos. Circulación, almacenamiento, y descontaminación del agua. Resistir la degradación y reducir impactos sobre otros sistemas asociados a él. Soportar y proteger estructuras humanas. Reducir costes de cultivo

5 Erosión Infiltración Agua Disponibilidad Actividad enzimática Especies Genética Vertical Horizontal Estructural Funcional Temporal Temperatura Textura Actividad hormonal Estructura Aire Propiedades Físicas Propiedades Biológicas BIODIVERSIDAD O2/CO2 Redox Suelo Nutrición Propiedades Químicas Nutrientes Vitaminas Antibióticos ph Contaminantes CIC Trazas Xenobióticos CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

6

7

8 Textura Proporción de arena (2 mm a 0,05 mm), limo (0,05 a 0,002 mm) y arcilla (menor de 0,002 mm). 90 partículas Arenoso grueso Nº partículas partículas Arcilloso puro 11 cm 2 g -1 Arenoso grueso Superficie específica cm 2 g -1 Arcilloso puro HETEROGENEIDAD FÍSICA

9

10 % (w/w) Características de los suelos arena arcilla limo S1 S < >2 Particle size distribution (mm) Arena Limo Arcilla S1 75,16 11,08 13,75 S2 52,18 36,21 12,61

11 Características de los suelos S1 S2

12

13 Ca 2+ Ca 2+ Mg 2+ K +

14 Oxígeno Anaerobios facultativos Agua Aerobios estrictos Anaerobios estrictos N2, NOx, CO2 ph

15 Au Saturación Au

16 -0,33 bar -30 bar -15 bar bar, interfase

17 -30 bar -15 bar bar, interfase

18 -30 bar -1bar bar, interfase

19 % over total porosity Características de los suelos S1 S S1 S2 Micropores Mesopores Macropores

20 HUMEDAD (%) CURVA CARACTERÍSTICA DE HUMEDAD 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 S1 S2 10,00 5,00 0, POTENCIAL MATRICIAL (kpa)

21 HUMEDAD (%) CURVA CARACTERÍSTICA DE HUMEDAD 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 S1 S2 10,00 5,00 0, POTENCIAL MATRICIAL (kpa)

22 Estado energético del agua en el suelo Potencial de presión Ψ h = ψ m + ψ o + ψ g + ψ p Potencial matricial Potencial osmótico Potencial gravitacional Se llama Potencial hídrico total (Ψ) a la energía libre por mol de agua, es decir a la capacidad de realizar trabajo del agua.

23

24 Ley de Darcy La ley de Darcy expresa matemáticamente el concepto ya establecido del flujo de agua en el suelo según un gradiente de potencial q=k(q) f x donde f es el potencial hidráulico q (densidad de flujo) es el flujo de agua por unidad de área (Q/S) x es la distancia en una dirección determinada K en suelos no saturados es altamente dependiente del potencial hídrico y, puesto que éste está relacionado con la humedad, es dependiente de la humedad. HISTÉRESIS

25 Kfs (mm/h) % over total porosity Características de los suelos S1 S S1 S2 Micropores Mesopores Macropores Conductividad hidráulica en saturación S1 S2

26 Dotación de riego Dotación de riego Encharcamiento y Evaporación elevada No hay encharcamiento Evaporación baja K1 baja K2 elevada Ks Muy Lenta Lenta Moderadamente Lenta Moderada Moderadamente elevada Elevada Muy elevada cm/h <0,1 0,1-0,5 0,5-2,0 2,0-6,5 6, ,5-25,0 >25,0

27

28 a Dh = 2s cosa r gr a a

29

30 M2S2 M2S1 M1S2 M1S1

31 Diseño de las medidas 0,25 m 0,5 m 0,3 m 0,25 m

32 Depth (cm) Depth (cm) Depth (cm) Depth (cm) 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0, minutes 15 minutes 60 minutes

33 Depth (cm) Depth (cm) Depth (cm) Depth (cm) 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0, minutes 150 minutes

34 Depth (cm) depth (cm) Depth (cm) Depth (cm) 0 0 0,1 0,2 0,3 0, ,1 0,2 0,3 0, Riego 1 día tras el riego Riego días tras el riego 3 días tras el riego día tras el riego 3 días tras el riego 4 días tras el riego ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0, ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0, Riego 3 días tras el riego Riego 1 día tras el riego 2 días tras el riego días tras el riego 5 días tras el riego

35 En resumen qué ha pasado?

36

37

38 Atmósfera del Suelo 21% 0.035% N (79%) N2 O2 CO2 O 2 > CO 2 Concentración en aire (%) ,035 N 2 O 2 (79%) (20-21%) Concentración en atmósfera suelo (%) ,1-1,0 CO 2 ( %) Coeficiente de difusión en aire (cm 2 s -1 ) 2,1 2,1 1,6 CO 2 CO 2 CO 2 Coeficiente de difusión en agua (cm 2 s -1 ) 1, , , CO 2 Solubilidad en agua (cm 3 L -1 ) 1,5 1,5 87,8

39 Atmósfera del Suelo 21% 0.035% N (79%) N2 O2 CO2 O 2 > CO 2 Concentración en aire (%) ,035 N 2 O 2 (79%) (20-21%) Concentración en atmósfera suelo (%) ,1-1,0 CO 2 ( %) Coeficiente de difusión en aire (cm 2 s -1 ) 2,1 2,1 1,6 CO 2 CO 2 CO 2 Coeficiente de difusión en agua (cm 2 s -1 ) 1, , , CO 2 Solubilidad en agua (cm 3 L -1 ) 1,5 1,5 87,8

40 Atmósfera del Suelo 21% 0.035% N (79%) N2 O2 CO2 O 2 > CO 2 Concentración en aire (%) ,035 N 2 O 2 (79%) (20-21%) Concentración en atmósfera suelo (%) ,1-1,0 CO 2 ( %) Coeficiente de difusión en aire (cm 2 s -1 ) 2,1 2,1 1,6 CO 2 CO 2 CO 2 Coeficiente de difusión en agua (cm 2 s -1 ) 1, , , CO 2 Solubilidad en agua (cm 3 L -1 ) 1,5 1,5 87,8

41 Las características de la atmósfera del suelo están íntimamente relacionadas con el régimen hídrico del suelo. Radio crítico para el cual un agregado saturado de agua con una comunidad microbiana activa generará un centro anaeróbico: CD a 2 6 R a= radio crítico C= gradiente [O 2 ] entre la superficie del agregado y el centro. D= Coeficiente de difusión del O2 en agua R= tasa de respiración en el agregado

42 Según la ecuación anterior, agregados de más de 1 cm de radio son susceptibles de desarrollar un micrositio anaeróbico para niveles típicos de respiración. Disminución del potencial redox (Eh) Intercambio energético depende de la disponibilidad de aceptores electrónicos en estas condiciones. O 2 >NO 3- >MN 4+ >OM>Fe 3+ >SO 4 2- >CO 2

43

44 Temperatura (ºC) medida a 15 cm en suelo sin arena en el interior de invernadero No crecimiento radicular por exceso de calor No crecimiento radicular por exceso de frío 0

45

46 Sobre la base tradicional 80 Hcc Hmin Dotación de riego cbar cbar

47 Sobre la base de CE máxima permitida Datos necesarios Hsat (volumétrica o también dap) CEes CEmáxima permitida CEo Hv CE ~ cte.=> Hsat CEes=Ho CEo=> Ho=(Hsat CEes)/CEo

48 Sobre la CE máxima 80 Hcc Ho Dotación de riego cbar 70 cbar

49 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Fernando del Moral Torres Dpto. Edafología y Química agrícola Universidad de Almería fmoral@ual.es Fertilidad física del suelo y su manejo en invernadero