Relaciones entre textura y retención de humedad para el margen de pF 4,2-6,0, en suelos de Andalucía Occidental

RELACIONES ENTE E TEXTURA Y RETENCJON DE HUMEDAD PARA EL MARGEN DE pF 4,2-6,0, EN SUELOS DE ANDALUCJA OCCIDENTAL por s U)\[:-'1 ,\ R Y RELATIONSHJPS BETWEEN TEXTURE AND WATER HOLDING CAPACITY, IN THE RANGE pF 4.2Ü.O, IN WESTERN ANDALUSIA SOILS The present paper deals with the rdatioo between texture and moisture retention in the range pF 4.2-6.0 (non available water) far typical soils in \Vestern Andalusia. The analysis of results shows that moisture retentíon is highly dependent on tlle <:Ol1tent oE Jinc particIes. For pIi' yalues betwcen 4.2 and 4.6, retel1tiol1 is controlled by the fraction DE particles < 0.02 mm, whereas for the range 4.6-6.0, partic1es < 0.002 mm are predominant. The relations found are useful to deduce the moisture retention of similar soi¡s in o11r regian írom mcchanical analysis data .. INTRODUCCIÓN Un cierto número de trabajos, de los existentes en la bibliografía aCerca ,de las propiedades físicas de los suelos, se han ocupado del análisis ,de las relaciones que dichas propiedades ti'enen entre sí. En este sentido, el estudio de las relaciones entre composkión granulo'mé'brica y retención de humedad es tillO de los que más atención ha merecido, éomo muestran los trabajos de Pe tersen y col. (1968), Salter y col. (1966, 1969), Abrol y col. (.1968), Kivisaari (1971), entre otros. Estos trabajos nos present:an las relaciones exi'stentes entre la textura del suelo y su capacidad de retención c1~ agua útil, o contenido de humedad, entre pF 2,5 Y 4,2, permitiendo establecer una valoración de este contenido de humedad a partir ,de los datos del análisis granulométrico del suelo considerado. Este tratamienÍlo es de gran interés en la práctica agronómica, sobre todo en reladón con el cálculo de la~ dotaciones de riego. En los suelos de nuestra región, lVIartÍl1 (1972), ha encontrado relaciones similares a las de los autores anteriormente citados. El objeto del presente trabajo es eSÍludiar otro aspecto de la relación entre la extura de nuestros suelos y la retención ,de humedad, cOn- sistente en considerar el margen de pF -1,2 a 6,0 (agua no utilizable),. por ser en este margen donde permanecen dichos suelos buena parte del año cuando la climatología de la región revi'ste caracteres -de marcada ar;dez. Se pretende. asimismo, dar, en lo posible, un significado práctico a estas relaciones. lVLI\TERL\LES Las muestras empleadas en este trabajo corresponden a nueve suelos-tipo de Andalucía Occidental, que responden a la siguiente denominación común: 1) V-ega aluvial; 2) Vega aluvi·al; 3) Vega aluvial; 4) Rojo lvIediterráneo; 5) Tierra negra andaluza; 6) Rendsina; 7), Salino; 8) Salino y 9) Rojo Mediterráneo. De ellos, los ocho primeros. han sido descritos en un trabajo reciente, Arrúe (1976), y el último está descritlo, como perfil 1 Araha1, en un trabajo de Martín y col. (1973). De ,cada uno de los perfiles de los suelos enumerados se han tomado cinco muestras corresponlientes a las profundi'dades que se mencionan más adelante, por lo que el número total de nuestras analizadas ha sido de 45. IvIÉTODOS Para el análisis granulométrico de las muestras se ha utilizado un: hidrómetro de cadena, ~imilar al descrito por De Leenheer y col (1!l65) , con exametafosfato como dispersan te y empleando los límites de tamaños de partículas dados por el J\1étodo Internacional La determinación del contenido de humedad se realizó a diyersos pF en el margen de -1,,2 a li,O. Para el primero de estos (pF -1,:¿) se 11tilizó el aparato de membrana de Richards (1947), mientras que para los r,stantes se empleó la técnica de eqllilibrio con vapor de agua en una at,... l11ósfera de humedad relativa conocida, De Eoodt (ln67). En todas las d-eterminaciones se emplearon las muestras tamizadas por mallas de 1m'm. RESULTADOS y DISCUSIÓN Los resultados del análisis grallulométri'Co se muestran en la tabla 1, donde se pone de manifiesto que la textlura de los ·suelos estudiados varía dentro de un amplio intervalo, por lo que respecta al valor de las diferentes fracciones, al incluir suelos ,cuyo contenido en elementos de la fracción menor de 0,002 mm., oscila desde un 11 por 100 hasta un 66 por 100. En la tab~a 2, se recogen los resultados correspondientes a la "etención de humedad, a los diferentes pF estudiados. Esuos resultados i'ndican que existe una -dependencia acusada entre la ,composición granulométrica de la muestra y la humedad retenida por la misma. Efectivamente, en aquellas muestras en las que los elementos finos son el componente dominante se dan los contenidos <le humedad -más elevados, a cualquiera de los valores de pF, disminuyendo al decrecer el tanto por 100 de dichos elementos. T A B L,\ 1 Composición gralll/lométrica de los suelds a las diferentes profU'JIdidades C%) Profundidad Diámetro de partícula (mm) PerJil (cm) 2-0.2 0,2-0,02 0,02-0,002 < 0,002 ------ 0,10 3,0 67,0 13.2 14,0 20-30 8,9 50.4 21,2 17,8 1 -:lO-tíO 16,G tí2,O 11,7 17,0 00-70 40,0 39,5 9,0 11,0 80-90 40,0 40,0 6.2 n,3 0,10 8,6 51,7 9,4 27,4 20·30 3,5 56,7 14,2 24,0 2 40-50 3.5 58,0 12,5 23,0 60-70 2,5 55,3 11,1 28,1 80-90 0,9 :~!!.7 11,6 31,0 0-10 7,G 37,0 19,5 35,5 20-30 5,5 36,0 21,0 87,0. 3 -10-50 1,3 41,2 20,7 35,5 60-70 1,6 41,3 2iJ,0 82,0 90-100 G_O 72.7 4,0 17,5 0,10 liJA 27.7 14,3 38,5 20-30 liJ,8 27,S 13,8 40,5 4 40-50 11,7 19,5 15,7 52.3 ('.0.-70 8,9 16,8 22.il 50,0 80-90 7,5 10_7 30,4 -18,5 0-10 0,9 15,7 26,5 ;:;-1,0. 20-30 1,:! 14,8 26,0 57 ,i} ;:¡ -tO-iíO 1.2 15,0 27,5 M,O 00-70 1,2 15,3 22,7 60,0 80-90 0,9 15.4 21,2 (lO,S 0-10 3,5 9,2 45,5 40,5 10-20 4,0 6,4 45,7 41,0 G 30·40 2,9 6,3 47,8 40,5 :JO-OO (, o) >,- 9.4 4ií,¡j 87.;} (¡O-iO 3,7 12,8 42,0 40,1 0-10 0,5 4,7 54,7 3i,7 20-30 0,5 2,6 44,8 50,0 7 40-50 0,6 3,0 32,7 62,0 60-70 O,fl 4,5 46,4 46,a80-90 0,5 4,0 48,0 44,3 0-10 0,5 3,8 43,4 fiO.S 20-30 0,6 4,0 38,9 51,1 8 40-50 0,5 0,5 31,9 66,1 60-70 0,5 0,6 38,2 00,1 70-80 0,5 0,6 39,9 57,5 0-15 31,0 50.0 5.0 14,0 15-30 22,4 G-1,:J 1,1 22,0 9 45·(lO 25,7 40,8 1.0 38,0 80-95 33,0 32,0 1,4 33,1 105-120 43,6 31,1 8,0 17,0 338 AN,\LES DE ED.\FOLOcíA y AGROBIQLOGÍA T A B L.\ 2 C01ltel/ido de humedad (O' " en peso) de los suelos, a las distintas profltlldidad es, para dijcrcntc's '<,alores de pF. Profundidad pF Pe r fi 1 (cm) 4,2 4,6 5,2 0,6 6,0 ---- O-lO 6.9 6,0 2,0 2,0 1,4 20-30 7,5 6.2 3,0 2.0 1,6 1 40·;:;0 iJ,S 5,0 2,3 1,7 1.3 UO-TO 5,-1 4,6 2,4 1.6 1.3 80-90 4,1 3.9 1,9 1" ,v 1,1 0-lú 7.8 5,.) 4.6 3,4 2,7 20-30 7,6 5,5 4.G 3,4 2,3 2 40-,,0 7,3 5,7 4,3 3,2 2,3 üO-70 9,5 7,5 6,0 4,1 2.9 80-90 10,7 8,2 6,3 4,7 3,5 0-10 13,4 13,0 6,8 5,3 3,7 20-30 16,2 13,6 7,{) 5,6 .1,9 3 40-50 15,0 14,0 7,4 5,5 3,9 60-70 13,9 11,7 G,4 4,6 3,2 90-100 4,7 3,6 2,3 1,7 1,3 0-10 13,2 11,2 8,9 6,9 5,5 20-30 14,8 12.6 9,6 7,3 5.8 4 40-30 18,6 16,1 13,0 10,4 S,6 (J0-70 18.6 15,H 13,3 11.0 8,9 &0-90 16.8 13,7 11,4 9,3 7,5 0-10 23,9 20,7 12,9 10,6 7,0 20-30 22,4 20 ,tí 13,4 1O" 6,9 ¡¡ 40-50 21.6 20,3 13,2 ]0,7 6,9 (¡0-70 22,0 21,5 13,6 10,7 6,9 80-90 21.9 21,4 13.7 10,5 6,9 O-lO 26)3 18.7 9,1 7,2 4,7 10-20 2i,2 ]9,5 9,7 7,6 5.2 30..J.O 27,3 20,0 8,8 6,3 4,G 30-60 26.5 21,2 8,4 6,2 4,4 00-70 :20.7 21.7 8.7 6,4 4,5 0-10 2j,1 l6.S 11,2 8,3 6,0 :ZO·M 22.2 1G.5 12,;) 10,8 7,8 7 40-~O <). <) _.j.- 22,0 ]0.7 12,7 8.G GO-íO 26.3 22,2 13,7 10,5 "? ',- 80-90 22,9 18,9 12,3 ,8,4. 5,4 " m ., o. ~ 1l " ., ¡; " :I: RELACIOXES EXTRE TEXTURA y lmTEXCrÓN DE I-IUMED,\D 339 0~10 2G,6 2-4:,8 17,!) 12,4 8,4 20-30 28,4 2G,6 20,3 13,5 9,0 8 40~50 29,S 27,3 22,0 15,5 9,S GO~70 32,1 29,1 22,S 13,6 9,2 70-S0 3') 9 _,v 30,5 28- " 12,7 S,S 0-13 B,S 3,3 2,1 1,S 1,7 15,30 3,4 2,0 2,0 1,9 1,7 9 43-(',{) 7.0 6,3 4,4 4,1 3,9 SO-!)i:í 9,7 8,8 6,0 ti,ü '0,3 105-120 5,9 4,S 3,5 3,4 3,2 Las gráficas de las figuras 1 y 2, muestran la correlación existente del contenido de humedad frente al contenido de elementos finos. Las dos primeras, figura 1 (a) y (b), corresponden a las regresiones lineales y no lineales entre -el contenido de la fracción menor de 0,02 mm., lino + arcilla (x,) y los contenidos de humedad a pF 4,2 Y 4,6 respectivamente (y, e y,)_ Por otra parne, en la figura 2, (a), (b) y (e), se presentan las regresiones lineales y no lineales entre el contenido de la fmcdón menor de 0,002 mm" arcilla (x2) y los contenidos de humedad, a los pF 5,2; 5,6 Y 6,0, respectivamente (Ya, Y4 e Y5)' " 30~ ,/, (al " d ". (bl . ' 20 20 , . 1010- .'. ' .. . / l7t' . '" l')~' )j. _(3) O 'o 20 60 O SO , SO 100 20 40 60 100 '/o fracdon < 0,02 mm Fig. l.-Regresiones lineales [(1) y (3)] Y parabólicas [(2) y (4)] entre el contenido de la fracción < 0,02 mm, y el contenido de humedad a pF 4,2 (a) y pF 4,6 (h). (a) (b) (c) 2' ~ 20 20 o. i, 1:\ , ~ ::;¡ I 10 . ~ .. : 10 (lO);:;; ...... (9 ) .. . ""/ I •• (6) '"-(5 ) (8}--) ' ..... (7) 1"" 20 40 60 80 2b 40 60 80 O 20 40 6b 86 '1, fracción < 0,002 mm Fig. 2.-Regresioncs lineales [(:'J) , (7) Y (9)] Y parabólicas [(6) (8) y (10)] entre el contenido de la fracción < 0,002 mm r el contenido de humedad a pI' 5,2 (¡¡), pI' 5,6 (b) )' pI' 0,0 (e). '" t > z > " " w o " ~ ~ e O " O 8. > ~ > n ::; " i5 " O 8. > REL,\CIO~ES E~TRE TEXTCR.\ y lmTENC1ÓN DE UUMED.\D Finalmtnte, la tabla 3 recoge las ecuaciones de las líneas de regresión, tanto lineales como no lineales, correspondientes a las figuras 1 y 2, junto con los coeficienbes de correlación y determinación. TAlLA 3 Ecuaciones y tlalores de los coifidentes r y [(2 de las regresio1tfs lituales y parabólicas (111,.., combosi-::ióll graltulométric" y retención fÍe humedad Regresiún I in e a I Regresión parabólica Ecuación r r' Ecuaci 6 n R' {t) Y. = - 2,7720 + 0,3151 x. 0,9716 0,9440 ( 2) y. = - 0,4426 + 0.2190 x. + 0,0008 x'. 0,9525 (2) y, = - 2,6875 + 0,2734 x. 0,9501 0,90.6 ( 4) y, = - 0,0709 + 0,1469 x. + 0,0011 x', 0,8831 (3) y, = - 3 8134 + 0,3491 x, 0,9099 0,~279 ( 6) y. = - 0,2343 + 0,1179 x, + 0,0031 x', 0,8426 {.) y, = - 2,3775 + 0,2463 x, 0,9585 0,9187 ( 8) y, ~ -n,6199 + 0,1339 x, + 0,0015 x', 0,9267 (5) y, = - 1,0738 + 0.1596 x, 0,9389 0,8815 (10) y, = - 0,8254 + 0,1398 x, + 0,0003 x', 0,8970 Xl: 0/ 0 (limo + arcilla); x2: % arcilla; Yl' )'1;' Y.,Y., Y¡;: contenidos de humedad (% en peso) a pI" 4,2;4,6 ~,2; 5,6; 6,0, respecliyamente. r: coeficiente de correlación lineal; R2: coefIciente de determinación. De estos resultados se deduce que, para los pF 4,2 Y 4,6, los coefi· cientes de correlación lineal de las regresiones respectivas --(l) y (3) en la tabla 3-, son muy significativos, ya que los valores de r2 son elevados, indicando que la dependencia entre las variables correlacionadls es muy ,fuerte. Por otro lado, en amhos casos, la regresión parabó1íc~l sólo mejora ligeramente la regresión lineal. Ñlás adehnte comentaremos la utilidad dé las regresiones parabólicas para iodos los casos e~ t.udiados. Para los pF 4,2 Y -t,6, también se calcularon las rectas de regresión del contenido de 'humedad frente al contenido de la fracción menar de O,OO~ m111., las cuales no se tuvieron en cuenta por tener menor signJicación (r 2 = 0,7365 Y 0,7988, respectivamente), que las mencionadd-s más arriba. Por otra parte, los coeficientes de correlación lineal, para las rectas de regresi'ón recogidas en la figura 2 y cuyas ecuacion,=-s se dan en la tabla 3 (é5), (7) Y (9), ponen de manifiesllo una correlación elevada entre el contenido de humedad a pF 5,2, 5,6 Y 6,0 Y el contenido de la fracción menor de 0,002 m'm. También aquÍ la regresión parabólica mejora ligeramente la lineal. Asimismo se analizó para estos pF, la '~o rrelación ·entre el contenido de humedad y el contenido de la fracción menor de 0,02 mm., no si'endo tenidas en cuenta debido a su menor si,gnificación respecto a las anteriores. Los r-esulta,dos obtenidos y su análisis llluesnran, pues, c1arament-=, una fuerte dependencia -del contenido de humedad ,con relación a la proporción ,de elementos finos. Ahora bi~n, es preciso distinguir dos casos 34 2 .\X.\LES D~ ED.\FOLOd.\ y .\GRORlOLOGÍA di'ferentes: 1) para el margen -de pF entre 1:,2 y 4,G, es la fracción me~ nor ,de 0,02 mm., la determinante de la retención de humedad; 2) en el intervalo ,de pF 5,2 a 6,0 es, por el contrario, la fracción ¡menor de 0,002 mm., la ,que controla el almacenamiento de agua. Ello podría ser debido a que en el primero de los casos el agua se halle almacenada, una parte, en los poros y superficies de las partículas de la fracción menor ,de 0,002 mm., y otra parte en poros de mayor diámetro en hs partículas de la fracción de 0,02 a 0,002 mm., partículas que posiblel11~n te estén constituidas por aglomerados de las más pequeñas ·de limo, '1fciJIa y ,carbonatos fi11amente divl,didos que generalmente están pr,=senten ,en e~evadas proporciones en la mayoría de estos suelos, 10 que estmía de acuerdo con los resultados encontrados por Abrol y col. (19G8), para suelos con 25 por 100 de carbonato cálcico. En el segundo caso, por el contrario, sólo los poros y superficies de las partículas 'menores de 0,002 111111, serían las responsables de agua retenida, jugando, además, un papel predominante las fuerzas de adsorción y la magnitnd de las sl1perfciies expuestas por las partículas, le acuerdo con resultados encontrados por IVI areno (1976), para estos mismos suelos. En cuanto a los valores numéricos de la relación entre granulome~ tría y retención, debido a que la diferencia entre las rectas y las parábolas de regresión son muy pequeñas. pueden utilizarse unas u otras indistintamente, sin error muy apreciable, cuando los valores de (limo + ;:rcilla), estén comprendidos entre el 35 y el 75 por 100 y los valores de arcilla entre el 25 y el 50 por ]00. Fuera de estos límites e<; más conveniente utili'zar la parábola cuan:lo se quiere estimar el valor de la ordenada, en especial al tratarse de suelos salinos, por presentar éstos di~ persiones hacia valores muy altos, ya que para contenidos elevados de elementos menores de (},02 y 0,002 mm., respectivamente, un incremento en el contenido de estas fracciones no lleva consigo un aumento proporcional en el contenido de agua, resultados que son similares a los hallados por Petersen y col. (10G8). En todos los casos, a partir ,de las gráficas, la ordenada (retendón de humedad), puede ,ser estimada con un error máximo que oscila entre ± 15 y ± 17 por 100 de S11 valor y sólo en el caso de pF G,O, este error llega a ser de ± 20 por 100. Desde un punto de vista práctico, estas relaciones son particularmente útiles cuando se quiere conocer el contenido de humedad, por ejel])plo, a punto de marchitez (pF 4,2), a partir de los resultados del analisis granulométrico, de los que se dispone muchas veces para los suelos de nuestra regtón. Agradecimicl1f o Los autores agradecen al licenciado, D. Primitivo Toyaruela Santos, la ayuda prestada en la realizadón de algunos cálculos. RELACIOXES EXTRE TEXTCR.\ y HETF:XCIÓN DE nU.Mf.DAD 343 REsr;:\II~X m presente trabajo se ocupa del estudio de la re!ación entre la textura y la retención de humedad en el margcn de pF 4,2 a 6,0 (agua 110 utilizable) para stíelos tipos de Andalucía Occidcntal. El análisis de los result~\dos quc 5C exponen muestra una fuerte dependencia del contenido ele humedad y la proporción de e~emelltos finos. Para el ámbito de pF entrc 4,2 y 4,6 es la fracción < 0.02 mm la determinante dc la retendón de humedad mientras que p~lfa pI' de 4,6 a 6,0, por el contrario, es la fracción < 0,002 mm la que controla el almacenamiento de agua, A partir de la,:; relaciones encontradas, conocida b composición granulométnca de un sue:o de esta región, ¡,e puede estimar su contenido de humedad a un pF determinado dentro del margen estudiado. z u S A :\1 :\1 E N F A S S U N G Die yorliegende Arbeít febasst sich mit del' Bestill1ll1ung del' Beziehungen Z\vischen del' Tex:ur auf del' einen Selte u!1d dem "rassergehalt bei pF yon 4.2 bis 6,0 (Tates Vv"assel') auf dcr anderen Seite, dCl" Baden van \Vest Andalusien. Die Regressionanalyse del' Ergebnissen zeigen einen starken Zusalllmellhang zwischen dem Wassergel1alt uud del' feinsten Kornfraktionen der Baden. 1m pFBel'eich von 4,2 bis 6,0 wird der \Vassergehalt bei Kornfraktion < 0,02 mm kontroliert. wahrend (ür den pF-Bel'eich 4,6-6,0 wird der \Vasserg-ehalt bei Kornfl'aktion < 0,002 mm beeinflusst. \Venn man die Ergebnisse der SchJarnmanalyse des Bodens diesel' Gebiet hat, kallll der \Vassergehalt bei verschiedencl! pF-\Verte im Bcrciéh 4,2-6,0 durch die gefundene Korre:atione ermittelt werden. Laboratorio de Física del Suelo, Centro de Edafología)' Biología APlicada del Cuarto, Se'iJilla. BIDLrOGRAFÍA Ar.nOL, 1. P., KUQSLA. B. K. Y BnU:MBL,\, D. R. (1968). Relationships of the texture to sorne important soíl Illoinsturc constants. Geoderma, 2, 33-39. ARRÚE, J. L. (1976). Tesi:; Doctoral, universidad de Sevilla. DE BOODT, M., Ed. (1967). West European iVlethods for soi1 structure determinatiolls. Gante, Bélgica. DE LEENHEER. 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