Liberación experimental de bases en suelos de origen granítico del Maresme (Barcelona):posibles componentes periódicos en las series cronológicas de valores

9 ARXIUS de l'Ese. d'Ag ic. de Ba celona LIB ERAC ION EXPERIMENTAL DE BASES EN SUELOS DE ORIGEN GRANITICO DEL MARESME (BARCELONA): POSIBLES COMPONENTES PERIODICOS EN LAS SERIES CRONOLOGICAS DE VALORES po J. BECH, J.M. FDEZ. DELGADO y M. BERBEL J,abo a o i de So/s. Esco/a d'Ag icu/ u a de Ba celona (U.P.B.) y Labo a o io de Fisiología Vege a/ y Eda ologla SUMMARY Ma hema ical p ocedu es ha e been employed o analyse he oscilla ions which appea in he g aphic ep esen a- ions o ch onological se ies o expe i- men al libe a ion alues o bases (Ca, K, Na and Mg), oge he wi h conduc i- i y a ia ions and pH e olu ion, o soils o g ani e o igin om he "El Ma esme" dis ic (Ba celona, Spain). The expe imen al libe a ion ech- nique was pe onned by means o au oma ic pe cola ion a 30"C o yea and a hal , o 200 g . samples whieh we e leaehed wi h 30 ces. o dis illed wa e e e y 24 hou s. On he ma hema ical p ospee ion, heo e ical eompound models we e used, whose oseilla ions we y he esul o (making up) hy mical lue ua ions o pe iods o 14,8 and 35 days. These models ha e been applied o he au o- co elog ams o he ine eases in hese alues wi h espee o he iply smoo- hed eu e o mobile a e ages, hus de ennining he pe een age coincidenee be ween he models and g aphs. The pe een ages ob ained we e high () 70 %) and hose ob ained in eal alue g aphs main ain a di ec ela íon- ship hose ound in au oco elog ams. 10 ARXIUS de l'Ese. d'Ag ic. de Ba celona RESUM S'anali zen pe mi já de p ocedi- men s ma ema ics les oscil.lacions que apa eixen en ep esen acions g a iques de se ies c onologiques de alo s, d'alli- be amen expe imen al de bases (Ca, K, Na i Mg), de a iació de la conduc i i a i d'e olució del pHen soIs d'o igen g a- ní ic de la coma ca del Ma esme (Ba ce- lona). La écnica d'allibe amen expe imen- al a ésse la de pe colació au oma ica a 30~C, allla g d'un any i mig, de 200 g ams de ma e ial pe mos a assajada, que e a lixi iada amb 30 ce. d'aigua des iI.lada cada 24 ho es. En la p opsecció ma ema ica s'han emp a pau es eo iques compos es, les oscil.lacions de les quals e en el esul a de compond e luc uacions í miques de pe íodes de 14,8 i 35 dies. Aques es pau es han es a aplicades a les g a i- ques de alo s espec e al e ce sua i - za de mi janes mobils i s'han de e mi- na els pe cen a ges de coincidencies en e pau es i g Miq ues. EIs %ob ingu s són ele a s (supe io s al 70 %) i gua den elació di ec a els ob ingu s en g a iques de alo s eals amb els oba s en au oco elog ames. INTRODUCCION El in e és ag onómico de la libe a- ción expe imen al de bases en suelos de o igen g aní ico ha sido pues o de mani ies o po di e sos au o es: BASTI- SE (1951), SIMONSON (1970 Y CABI- BEL (1972. En an e io es abajos (BECH, 1966, 71, 72, 73 Y 74) hemos expues o mé o- dos o iginales y esul ados de nues as expe iencias en es a línea de in es iga- ción, que aba can buena pa e de la p oblemá ica desa ollada en nues a esis doc o al en ciencias. Po an o, el obje o de la p esen e publicación, más que insis i en la des- c ipción de los mé odos y condiciones de la expe iencia de ex acción de bases -lo cual ya se hizo en el luga ci ado-, se cen a en la exposición de los p oce- dimien os de p ospección es adís ica u ilizados en la in es igación de los posibles componen es í micos en las se ies c onológicas de alo es y en los esul ados ob enidos con los mismos. MATERIAL Dado que el es ablecimien o de expe- ol de a iables en el iempo limi aba iencias de libe ación con un al o con- el núme o de mues as a emplea , e a 11 ARXIUS de l'Esc. de Ba celona necesa io que és as u esen su icien e- men e ep esen a i as, Po ello, p e- iamen e se hizo un mues eo gene al de los suelos g aní icos de la coma ca del Ma esme (Ba celona), que comp endía unas cincuen a mues as. Una ez anali- zadas, se escogie on de en e ellas es, que espondían a las ca ac e ís icas medias más ecuen es: una de los sue- los g aní icos de la llanu a in e io (BECH, 1972) -la núme o 7-, y dosde los sap oli os del escalón in e medio -núme os 4 y 5-, que de hecho cons- i uyen las dos únicas unidades de in e és ag onómico, pues el escalón supe io cae den o del ámbi o o es al. Además, a in de es udia la in luen- cia de la ex u a en las expe iencias de lixi iación, se amizó la mues a núm.4, y con su acción in e io a 0,25 mm. se cons i uyó la mues a núm. 8. Se a- aba és a pues de ma e ial de la misma na u aleza que la 4, pe o a la que se sup imió la acción de a ena g uesa. Los esul ados de los análisis ísico- químicos de las mismas se p esen an en el cuad o adjun o. ( e cuad o núm. 1 ) METODO Se pueden conside a dos aspec os: a) Los mé odos p opiamen e expe i- men ales de pe colación, ob ención y análisis de los ex ac os. b)Los p ocedimien os de p ospec- ción de componen es pe iódicos en las se ies c onológicas de alo es. En cuan o al p ime o, el disposi i o de pe colación au omá ica. las condi- ciones de ex accción, la ob ención y de e minación analí ica de los ex ac os ya queda on debidamen e a ados en dos publicaciones p eceden es (BECH, 1966 Y 1971). En el abajo de BECH (1971) se dis- cu ie on las a iaciones c onológicas de libe ación de bases en las mues as nú- me os 4 y 5, con una du ación de la ex- pe iencia de 19 meses (se ies "la gas" de da os), del 4-IX-64 al 4-IV-66: aquí se es udian además los e e en es a las mues as núme os 7 y 8, con una du a- ción de 12 meses (se ies "co as"), del 15-I1I-65 aI4-IV-66. Es el segundo aspec o -b-, el que nos in e esa especialmen e en la p e- sen e publicación. Los da os ob enidos en cada uno de los ex ac os pe colados, ag upados po magni udes y po mues as, se han e- p esen ado: I)En g á icas de alo es libe ación/ iempo. En cada una de ellas igu a además el e ce sua izado de medias mó iles. En o al esul an 24 g á icas: 4 ca iones (Ca, K, Na, Mg), a iación de la conduc- ibilidad y del pH, pa a cada una de las cua o mues as ( e igu as 33.133 y 33.l35). 2) En espec os de au oco elación (co elog amas: YULE-KENDALL 1967, cap. 24, pp. 628-691), de inc e- men os de los alo es eales espec o al 12 ARXIUS de l'Ese. d'Ag ic. de Ba celona e ce sua izado de.!l1edias mó iles. En o al esul an 24 g á icas. Es os úl imos son de cla a signi ica- ción, ya que compa an p ecisamen e las luc uaciones que mues an las cu as .de libe ación, espec o a su endencia gene al e lejada en el e ce sua izado. Hemos selecionado aquí 4 de los co elog amas más ilus a i os. En ellos se han dibujado ayados e icales de pe iodicidad igual a 14,8, 29, 5 (doble del al e io ) y 35 días ( e igu as 33.64 y 33.82). Los cálculos y el mismo azado de las g á icas han sido ealizados con la ayuda de una compu ado a IBM-360N- del Se icio de Cálculo de la Uni e si- dad de Ba celona. La p ospección de los posibles com- ponen es pe iódicos se lle ó a cabo con las pau as eó icas compues as que se ci an a con inuación: 1) Complejo cosinusoidal 1 :2,37 :4,74 (lOO: 20: 40% :), y un pe iodo undamen al de 35 días ( ig. 33.29);ha sido empleada únicamen e en la p os- pección de luc uaciones í micas en las g á icas de alo es eales. 2) Pau a eó ica compues a de los mismos pe iodos que la an e io , e- p esen ados únicamen e po ayado e ical. Su empleo se ha ceñido exclu- si amen e a la p ospección de los espec os de au oco elación. El complejo cosinusoidal es el esul- ado de la composición de es ondas cosinusoidales. Pa a su ob ención se han enido en cuen a dos c i e ios: la ampli ud y el pe íodo de cada onda. En cuan o a los pe íodos de dichas ondas, se oma on los de 35 días, de 14,8 días y 7,4 días, dado que en aba- jos an e io es (CABALLERO 1969 y BECH 1971) ya se habían de ec ado u ilizando pau as simples co espon- dien es a cada una de es as pe iodi- cidades. Pa a el pe íodo de 35, po an o, la unción coseno eco e 360° en 35 días; pa a el pe íodo de 14,8 lo eco e- á en 148 días, e c. Se calculó pa a cada 3,7 días (medio pe íodo de 7,4), el alo que oman los ángulos en cada una de las es ondas, y sus cosenos espec i os. Pa a ello se eduje on los ángulos a sus equi alen es meno es de 360° (cosx sen (x--270). Po lo que espec a a la ampli ud, siguiendo a CABALLERO (1969 a), los cosenos del i mo de 35 días han sido mul iplicados po un ac o 1, po un ac o 0,20 los de 14,8, y po 0,40 los de 7 ,4. El alo de la unción compleja en cada pun o es el esul ado de suma los alo es de las es unciones, mul i- plicados po sus espec i os ac o .es. . Las unciones se oman cosmUSOI- dales, pa a hace coincidi en el d~a O los máximos de es unciones, pa Ien- do así de un máximo absolu o. Pa a la ijación de la pau a en el iempo se pa ió del complejo sinusoidal análogo hallado po CABALLERO (1969 a) pa a el año 1967, y e ocediendo en el iempo has a el año 1964 en el que se inicia on las expe iencias aquí ex- pues as. 13 ARXIUS de l'Esc. d'Ag ic. de" Ba celona RESULTADOS Análisis de las se ies c onológicas en cuan o a sus posibles componen es pe- iódicos En el abajo p eceden e ya ci ado (BECH 1967), aplicando mues as sim- ples se io que en los alo es de libe a- ción expe imen al de bases en suelos de o igen g am' ico apa ecían luc ua- ciones pe iódicas de 14,8 y 35 días. En el p esen e se ha in en ado de e - mina el po cen aje en el que es as oscilaciones pueden se a ibuidas a la combinación de ambos pe íodos. La con eniencia de es a p ospección ya se ,indicaba en dicha publicación. Con análogo in compa a i o que en A), hemos cons uido el diag ama ci cula anexo ( ig. 33.89) Los po cen ajes ob enidos aquí son más bajos que en el cuad o de alo es eales, es ando las medias comp endidas en e 70 y 80 %. Los más ele ados co esponden a Mg de las mues as 5y8 Na " " " 4,7 Y 8 Ca " " " 4,5 Y 8 pH " " " 7y8 Conduc ibilidad de las 5 y 8 Es e iden e la co espondencia exis- en e en e las medias de los po cen a- jes calculados en los g á icos de alo es eales y en es os co elog amas. Des acan amb ién en co elog amas de inc emen os los po cen ajes medios ela i os a la mues a núm. 8. CONCLUSIONES Se de ec an en odas las se ies c ono- lógicas de libe ación de Ca, K, Na y Mg, en las de a iación de pH y conduc ibili- dad, luc uaciones compues as de los pe íodos 14,8 y 35 días. Lo mismo ocu e en los co espondien es espec- os de au oco elación de inc emen os de alo es eales espec o al e ce sua- izado de medias mó iles. Los po cen ajes de máximas coinci- dencias en e es as oscilaciones y las pau as compues as empleadas son siem- p e bas an e signi ica i os. Exis e co espondencia di ec a en e los an os po cien o ob enidos en el es udio de las g á icas de alo es eales y en los au oco elog amas de inc e- men os. Es a co espondencia a ec a an o a las mues as como a las di e sas magni udes de las mismas. Todo ello pone de mani ies o la ali- dez del mé odo seguido: p ospección de posibles componen es pe iódicos en los co elog amas de inc emen os, con el in de p ecisa el es udio ealizado en las g á icas de los alo es de libe ación, median e las mismas écnicas emplea- das en dicho es udio. Pa ece que un mayo en iquecimien- o en acción ina (a cilla + limo) co esponde a una acen uación de las conco dancias, si bien se a enúan las ampli udes. 14 ARXIUSde l'Esc. d'Ag ic. de Ba celona AJ Pa een ajes de coincidencias de las luc uaciones que apa ecen en las g á icas de Jialo es eales espec o al complejo cosinusoidal. Se ha calib ado el po cen aje que exis e pa a cada g á ica de alo es eales en e el núme o de máximos ("picos") y mínimos (" alles") coinciden es con los del complejo cosinusoidal y el o al eó ico de luc uaciones posibles. Di- chos % se exponen en el cuad o 2, en el que, además, indicamos la media pa a cada g á ica. Con el p opósi o de compa a las medias halladas las hemos ep esen ado en un diag ama ci cula ( e ig. 33.3 7). En el mismo se señala con una ci - cun e encia de azo g ueso la egión en donde coinciden mayo núme o de medias. Se ap ecia que los po cen ajes de coincidencia son ele ados, en gene al supe io es al 80 %. En Ca y Mg de la mues a núm. 8, en " alles", se supe a el 90 %. Las medias más ele adas co esponden al Mg de las mues as 5 y 8, al Na de las mues as 4,7 Y 8, Ca de la mues a 8, conduc ibilidad de las mues as 4 Y 7, Y pH de la mues a 8. Nó ese que la mues a núm. 8, cons i- uida po la acción in e io a O ,25 mm. de la núm. 4, es la que p esen a, en gene al, los po cen ajes de coincidencia más ele ados. B) Po cen aje de coincidencias de las luc uaciones que apa ecen en los co elog amas de inc emen os de los l/ala es eales espec o al e ce sua izado de medias mó iles en elación a la pau a compues a de ayado e ical Pa a el análisis de los au oco elo- g amas de los inc emen os de los alo es eales espec o al e ce sua izado de medias mó iles, se ha u ilizado, como ya se indica en el apa ado de Mé odos, una pau a en la que se eúnen odos los pe íodos undamen ales que incluye el complejo cosinusoidal, pe o ep esen a- dos en o ma de líneas e idas. U ilizando el mismo p oced in1 ien o que en el apa ado an e io , hemos deducido los po cen ajes de coinciden- cias del cuad o 3 . ANALISIS DE LOS SUELOS UTILIZADOS EN LA A ndlisismecáníco A ena g uesa A ena ina ~ ...• . Bases ex ac ab/es en AcNl 4 , pH, K Na Mg Ca Análísís qu 'mico o al Si0 2 ! AI2 O} F~20} I I MgO i CaO I Na20 i K 2 0 H2 0 + H1 0 - To al 1,296 270 ppm liS ppm 109 ppm 1640 ppm 0,456 mmhos. 1.459 g/li . 5,57 m.e. % 70,90 12,15 4,55 1,33 1,39 2,29 2,89 2,05 1,78 99,43 b4,4 % 11.4 % 0,22 % 115 ppm 120 ppm 113 ppm 1800 ppm 0,145 mmhos J ,464 glli . i 5,7 m·.e. % 70,29 12,80 3,73 1,24 1,87 2,59 3,01 1,58 1.44 98,55 67,7 19.9 % 1,48 % 145 ppm lIS ppm 328 ppm 1440 ppm 0,239 mmhos 0,767 gilí . 7,4m,e.% 67,04 14,62 4,46 1,07 1,87 2,56 2,69 3,82 1,46 99,68 15 ARX IUS de ¡'Ese. d'Ag ic. de Ba celona Cuad o 1. EXPERIENCIA Mues as núme o 16 ARXIUS de ¡'Ese. d'Ag ic. de Ba celona Cuad o 2. % DE MAXIMAS COINCIDENCIAS ENTRE LAS OSCILACIONES DE LAS SERIES DE VALORES REALES y DEL COMPLEJO COSINUSOIDAL 1: 2,37:4,74 000:20:40%) Magni ud Mues a "picos" " alles" media 4 80,-- Ca 80,7 81,5 80,- 5 78,1 81,8 7 75,- 80,- 85,- 90,4 8 75,- 82,5 I Mg 4 88,4 78,5 76,6 5 87,- 84,- 81,8 7 79,3 80,- 80,7 90,5 8 76,5 83,5 4 Na 90,- 77,- 83,5 74,- 5 78,6 83,3 7 90,-- 77,- 83,5 80,- 8 84,2 82,1 4 84,- 80,- K 76,- S 80,- 81,- 82,- 7 78,9 78,8 78,9 76,5 8 86,6 81,5 pH 4 73,3 79,2 85,2 77,4 81,- 79,- 5 7 84,- 78,2 81 8 82,7 81,8 82,2 4 Conduc . 83,- 82,7 83,3 S 80,6 79,- 78,- 7 88,8 79,6 83,- 8 80,- 75,- 77,5 17 ARXIUS de I'Ese. d'Ag lc. de Ba celona Cuad o 3. % DE MAXIMAS COINCIDENCIAS ENTRE LAS OSCILACIONES DE LOS AUTOCORRELOGRA- MAS DE INCREMENTOS Y UNA PAUTA TEORI- CA COMPUESTA DE PERIODOS DE 7,4,14,8 Y 35 OlAS Magni ud Mues a "picos" I " alles" I media Ca 4 80,- 72,4 76,2 5 80,- 73,3 76,5 7 70,5 73.7 72,1 8 83,3 76,9 80,- Mg 4 72,7 70,9 71,8 5 74,9 75,8 75,4 7 72,2 70,- 71,1 8 80,- 75,- 77,5 Na 4 69,7 84,8 77,2 5 67,6 78,2 72,4 7 68,7 79,- 73,5 8 70,- 80,-- 75,- K 4 5 7 8 75,- 71,5 68,7 75,- 73,- 77,4 I 79,- 70,- 74,-- 74,2 73,5 .72,5 pH 4 70,- 75,- 72,5 5 69,7 76,5 73,2 7 75,- 76,- 75,5 8 75,- 78,- 76,6 Conduc . 4 73,3 73,3 73,3 5 82,1 68,9 75,5 7 71,4 78,6 74.9 8 80,- 71,4 75,6 24 ARXIUS de l'Ese. d'Ag ic. de Ba celona BIBLIOGRAFIA BASTISSE E.M. 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