EDAFOLOGÍA

Volumen 8-2. Agosto 2001. pág 21-30.

DETERMINACIÓN DE LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL DE SUELOS DEL ALTOARAGÓN POR TAMIZADO EN HÚMEDO Y LLUVIA SIMULADA

C. MARTÍ, D. BADÍA y M.A. BUESA

Área de Producción Vegetal. Escuela Universitaria Politécnica de Huesca (Universidad de Zaragoza). Carretera Cuarte s/n. 22071 Huesca.

INTRODUCCIÓN

MATERIAL Y MÉTODOS

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

CONCLUSIONES

REFERENCIAS

Los objetivos de este estudio son: comparar dos métodos analíticos de determinación de la estabilidad estructural, basados en la capacidad destructiva del agua y evaluar la influencia de algunas características edáficas de diversos suelos de la provincia de Huesca, sobre esta propiedad.

Los horizontes genéticos muestreados (72 en total) presentan una gama de propiedades físico-químicas derivadas de la influencia de los diferentes procesos edáficos presentes en cada zona. La morfología de los suelos estudiados varía sensiblemente con los cambios de litología, climatología y vegetación. La relación de los factores formadores de los mismos se muestra en la tabla 1.

La descripción morfológica de los perfiles se ha realizado según SINEDARES (CBDSA, 1983) y FAO (1988), detallándose en anteriores trabajos (Badía et al., 1998; Simón et al., 1998; Badía y Martí, 1999). Según la Base de Referencia Mundial para los Recursos de Suelos (FAO, 1998), 5 de los perfiles se han clasificado como Regosoles, 5 como Cambisoles, 4 como Phaeozems, 3 como Calcisoles 3 como Kastanozems y 2 como Gypsisoles.

Para el presente estudio se han seleccionado agregados de 1-2 mm, en muestras no almacenadas más de 3 semanas, tamizados en seco evitando al máximo su compresión para prevenir variaciones en sus propiedades físicas (Murer y Kandeler, 1993). Se han aplicado dos métodos para la evaluación de la estabilidad estructural: El tamizado en húmedo (Kemper y Koch, 1966; Kandeler, 1996) y el test del simulador de lluvia de laboratorio (García, 1992).

El método de tamizado en húmedo (% SAS) se aplicó por sextuplicado a cada una de las muestras. El procedimiento consiste en someter una muestra de suelo (4 g) a un proceso de inmersión continuada (46 inmersiones min^-1) en 80 ml de agua destilada durante 5 minutos. Los agregados estables remanentes se secan a 105º C, para posteriormente sumergirlos en 50 ml de difosfato tetrasódico durante 2 horas. Después de este tratamiento se lavan, secan y pesan las partículas de arena, determinándose el porcentaje de agregados estables según la siguiente expresión matemática:

% SAS = [(M2-M3)/W - (M3-M1)] * 100

donde,

SAS = agregados estables (%, p/p)

M1 = tara del recipiente (g)

M2 = tara del recipiente más peso de los agregados estables y

de la arena (g)

M3 = tara del recipiente más masa de la arena (g)

W = peso de la muestra (g)

El método del simulador de lluvia de laboratorio (% EA) se realizado por triplicado. Dicho método se basa en suministrar un volumen determinado de agua en forma de gotas (“lluvia artificial”) sobre una muestra de suelo (4 g). Se ha utilizado un recipiente estriado de PVC de 14 cm de altura, abierto en su parte superior y con un diámetro interior de 7,2 cm. Las gotas se generan con agua destilada a partir de 11 boquillas de pipetas automáticas. El peso de cada una de las gotas ha sido, aproximadamente, de 0,1 g. Las gotas se dejan caer desde una altura de 100 cm sobre los agregados dispuestos homogéneamente sobre un tamiz de 0,25 mm de luz, humectados previamente por pulverización. La cantidad de agua suministrada ha sido de 150 ml con una intensidad de 13,8 J m^-2 mm^-1 (Benito et al., 1986; García, 1992). Tras suministrar volumen de agua anteriormente mencionado, se lavan los agregados estables remanentes con agua destilada y se secan a 105º C hasta alcanzar un peso estable. Una vez pesados se humedecen nuevamente dejando transcurrir 2 horas. Posteriormente se pasa la muestra por el tamiz. Las partículas de arena mayores a 0,25 mm se secan a 105º C y se pesan. Una vez realizada la última pesada se puede conocer el porcentaje de agregados estables (% EA) realizando los siguientes cálculos:

% EA = [(A-B)/ (W - B+T)] * 100

siendo

EA = agregados estables (%, p/p)

T = tara del recipiente (g)

A = tara del recipiente más el peso de los agregados estables y la arena (g)

B = Tara del recipiente más la masa de arena (g)

W = peso de la muestra (g)

Para evitar la deshidratación del yeso, las muestras que lo contenían se secaron a una temperatura de 50 C hasta peso constante.

Los horizontes de cada uno de los suelos se analizaron según la metodología oficial (MAPA, 1994). Las características físico-químicas generales de los horizontes genéticos se muestran en la tabla 2. Los contenidos de materia orgánica, carbonatos y bases de cambio, son los parámetros edáficos que presentan mayor heterogeneidad. Dicha heterogeneidad viene motivada por la diferenciación en el clima y la litología existente entre las zonas de estudio.

El análisis estadístico de los resultados se ha elaborado con el programa StatView 4.5 (Abacus Concepts Inc., Berkeley, CA). Para evaluar las diferencias entre los dos métodos analíticos se ha realizado el test de la t-pareada [% SAS * % EA], con una significación de p<0,001. Para determinar las diferencias entre el valor de estabilidad esturctural de los diferentes horizontes genéticos, se ha realizado para cada método analítico, un análisis factorial [horizonte genético * estructura * zona de estudio] con una significación de p<0,05. Los horizontes con acumulaciónes secundarias de carbonato o yeso se han considerado como un mismo grupo. También se han obtenido regresiones entre los dos métodos analíticos empleados y correlaciones de éstos con parámetros físico-químicos de los horizontes (test de correlación de Spearman).

Es destacable la diferencia existente en el valor máximo de agregados estables en cada uno de los métodos. Estos resultados pueden relacionarse con la forma en que se suministra la energía (por medio del agua) a las muestras, en cada uno de los tratamientos. El porcentaje máximo de agregados estables es menor (69,5%) cuando se utiliza el método del simulador de lluvia (% EA). Estos resultados indican una mayor energía destructiva del agua cuando se aplica en forma de gota coincidiendo con observaciones previas (Rose, 1960; Ternan et al., 1996). Otro factor que también podría condicionar estos valores está relacionado con la humectación que se realiza antes de la aplicación de la lluvia simulada. Ésta puede producir interacciones entre los coloides del suelo causando fenómenos de hinchamiento y una importante ruptura de los agregados por estallido (García, 1992; Sort, 1997). Por el contrario, en el método de tamizado húmedo (% SAS) los agregados del suelo se ven sometidos a una energía menor (Cerdà,1998), lo que hace incrementar el porcentaje máximo de agregados estables (90%).

Según los criterios propuestos por Ramos y Nacci (1997), los valores de estabilidad estructural referentes al método de Kemper y Koch pueden dividirse en tres grupos: uno de elevada estabilidad (valores de SAS >75%), que incluiría 20 horizontes; otro de estabilidad media (con valores comprendidos entre 50 y 75%), con 19 horizontes y un tercer grupo de estabilidad baja (SAS <50%) con 33 horizontes. Sin embargo, observando los valores obtenidos con la lluvia artificial, solamente aparecen dos grupos, uno de estabilidad media que incluye 27 horizontes y otro de estabilidad baja con los 45 horizontes restantes (Fig. 2).  

La desigualdad existente entre los dos tratamientos queda confirmada con el análisis estadístico (t-pareada), evidenciándose diferencias altamente significativas (p< 0,001) entre ellos. Sin embargo, se observa que existe una correlación altamente significativa (r= 0,79; p< 0,001), reflejando una proporcionalidad entre los resultados obtenidos (Fig. 3).

A partir de los valores de estabilidad de cada horizonte genético se ha realizado un análisis bifactorial para determinar su respuesta en cada uno de los métodos analíticos empleados (Tabla 4). En el método de tamizado en húmedo (% SAS), las muestras más estables corresponden a los horizontes organominerales (Ah, Ap y Ay). Los muestras menos estables son los horizontes de alteración mineral (Bw) y los horizontes C. Los horizontes con acumulación de carbonato cálcico secundario o yeso (Bk, By, Ck, Cy) presentan valores intermedios.

Los datos obtenidos por el método del simulador de lluvia (% EA), ponen de manifiesto que los horizontes A tienen una estabilidad estructural significativamente superior a los horizontes Bw, Bk, By y C. Los horizontes de descomposición del material original en los que se evidencian procesos de acumulación secundaria de carbonatos o yesos (Ck, Cy) presentan valores intermedios.

También se advierte que la zona de estudio B es la que presenta los suelos con menor estabilidad. La explicación de este hecho puede relacionarse con el manejo de éstos, ya que se trata de suelos agrícolas cultivados tradicionalmente con cereal de invierno.

A pesar de que los dos métodos de determinación de la estabilidad estructural utilizados emplean diferentes capacidades destructivas del agua se observa que los horizontes ricos en materia orgánica tienen una estabilidad estructural superior al resto. Se ha observado la existencia de una relación entre estas dos variables mediante un ajuste logarítmico (Fig. 4). Estos resultados ponen de manifiesto la importancia de la materia orgánica como agente estabilizador de la estructura e indica el efecto de este componente edáfico en la formación, sobre todo, de los macroagregados (Gerzabek, et al., 1995). Relaciones similares han sido observadas con anterioridad por otros autores (Ternan et al., 1996; Cerdà, 1998; Barragán et al., 1999; Bonifacio et al, 1999).

En el método de tamizado en húmedo, el análisis factorial también evidencia la influencia de las acumulaciones secundarias de carbonatos y yeso en el grado de estabilidad estructural de los horizontes. Respecto los carbonatos, Le Bissonnais (1996) los consideró como uno de los factores más importantes en la formación de los agregados. Efectos análogos han sido observados en suelos forestales de naturaleza caliza en Navarra (Enrique et al., 1999). La acción de estas acumulaciones residiría en el incremento de rigidez de los materiales edáficos del horizonte en el que se localizan, causado sobre todo por la disminución de la cantidad de poros finos (Houman, 1999).

La presencia de yeso secundario en los horizontes también incrementa los valores de estabilidad. En este caso debe resaltarse la importancia de la morfología de las acumulaciones secundarias, y no tanto la cantidad en la que el yeso está presente en el horizonte. Cuando éste se presenta formando cristales lenticulares simples o compuestos con yeso radial y en empalizada o bién como secciones polilenticulares, presenta tamaños entre 2 mm y 40 micras, de tal manera que se comportan como agregados endurecidos muy difíciles de destruir (Escudero, 1997). Sin embargo, el efecto cementante no es tan evidente cuando las acumulaciones son en forma de yeso microcristalino (constituido por cirstales de tamaño cercano a 20 micras) que se reconoce en campo por su aspecto pulverulento y tacto farináceo.

El tratamiento de tamizado en húmedo (% SAS) se ha revelado como el método que permite discriminar mejor el comportamiento de los suelos frente a las fuerzas destructivas del agua.

En este estudio se pone de manifiesto que el contenido de materia orgánica de los horizontes explica gran parte de la estabilidad estructural de los agregados del suelo. También se ha observado la influencia la acumulación de carbonatos y/o yesos secundarios en el incremento de este parámetro edáfico.

REFERENCIAS

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