DETERMINACIÓN DE LA ECONOMÍA DEL AGUA

287

e) La determinación de la capacidad total de absorción T [28].

La capacidad total de absorción T es la suma de S, H y Al:

T=S+H+Al.

EJEMPLO:

S = 30,00 M. E.H ---..= 1,08 M. E.; T = 30,00 1,08 = 31,08 M. E.

Al = no hay.

La relación multiplicada por loo, da el grado de saturación

de HISSINK (y).

S— X 100.

Ejemplo:30,0

V= X 100 = 97.31,08

Utilización de los datos obtenidos por el análisis para la determina-ción de los balances del agua y bases del suelo.

Con este fin se insertan en el cuadro 1 los datos que da el análisispara las tres muestras de un perfil:

I. BALANCE DEL AGUA.

a) Posibilidad para contener agua [29].

Es la cantidad de agua que un suelo puede retener cuando se lesatura. Por esto, como máximo, la posibilidad para contener agua (aguaposible) es su "capacidad mínima" para el agua. A medida que aumen-ta la profundidad de las capas del suelo, disminuye de un modo conti-

288 MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS

nuo el "agua posible" como consecuencia de la presión ejercida por lascapas superiores, siendo por consiguiente aquella posibilidad para elperfil inferior al valor que la determinación analítica da para la sumade las "capacidades mínimas" de cada una de sus capas.

La disminución del contenido de agua respecto a la capacidadmínima para el agua y en relación con la profundidad de la capa delsuelo considerada, se aproxima mucho a la ecuación potencial:

y = a x (300 — x2).

La constante a se determina para cada capa del suelo:

Capacidad mínima para el agua — Volumen mínimo de porosa —

22.500

= Distancia a la superficie del punto medio de la capa del perfil considerada.

El contenido posible de agua por loo g. de tierra seca, se deducepor la fórmula:

Agua posible: W % C — K (C — P);P = Volumen mínimo de poros;C = Capacidad mínima para el agua;

300xK-

22.500

EJEMPLO:

Capa 0-30 cm. : W=43,1 —0,19 (43,1 — 30,1) =40,6%" 30-50 cm.: W =40,1 — 0,46 (40,1 — 28,6) = 34,8 %" 50-80 cm.: W = 45,0— 0,68 (45,0-26,8) = 32,6%.

DETERMINACIÓN DE LA ECONOMÍA DEL AGUA

289

La posibilidad absoluta para contener agua en m. 3 por Ha. y cm,de capa, se deduce por la siguiente fórmula:

100 X WAgua posible M —

w 38+ W

100 x 40,6 — 52 m.3/Ha./cm.38 + 40,6

Capa 0-30 cm.: 11.—

11,,, para toda la capa =30 x 52= 1.560 m.3/Ha.

100 x 34,8Capa 30-50 cm.: M, — — 48 m.3/Ha./cm.

38 + 34,8

para toda la capa =- 20 X 48= 960 m.3/Ha.

100 x 32,6Capa 50-80 cm.: M. — —46 rn.3/Halcm

38 + 32,6

M. para toda la capa = 30 x 46= 1.380 m.3/Ha.

M. para todo el perfil = 1.560 + 960 + 1.380 = 3.900 mffl/Ha.

b) Agua estática disponible [30].

El agua estática disponible en cada uno de los horizontes delperfil, referida a loo g. de tierra seca (S t) será:

S t = W — agua inerte.

EJEMPLO:

Horizonte 0-30 cm.: S t -= 40,6-13,1=27,5 %" 30-50 cm.: S t= 34,8— 11,4 = 23,4%

50-80 cm.: S t=32,6— 16,6 = 16,0 %,

El agua estática disponible en m. 3/Ha. y cm. de espesor es:

S O< M.=

TAMES. — Mét. Estudio suelos. ti

290 MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS

EJEMPLO:

27,5 X 52Horizonte 0-30 cm. S i 35 m.3/Ha./cm.

40,6

Y para todo el horizonte: 30 X 35=1.050 m.3/Ha.

23,4)( 48Horizonte 30-50 cm.: S tw= — 32 m.3/Ha./cm.

34,8

Y para todo el horizonte: 20 X 32=640 m.3/Ha.

16,0 X 46Horizonte 50-80 cm.: S t„ — — 23 m.3/Ha./cm.

32,6

Y para todo el horizonte: 30 X 23= 690 m.3/Ha.

S t w para tono el perfil = 1.050 + 640 + 690= 2.380 m.3/Ha.

c) Agua dinámica disponible.

Se calculan en m. 3/1-1a. y horizonte en la siguiente forma:I. Cuando el espesor del horizonte en la naturaleza es mayor que

el doble del espesor de la capa crítica, se tiene:

D y= 2 X espesor de la capa crítica x S t„, .

2. Cuando el espesor del horizonte en la naturaleza es menor queel doble del espesor de la capa crítica, se tiene

D y= espesor del horizonte X S te,.

En el último caso el agua estática disponible es también utilizable di-

námicamente.

EJEMPLO:

Horizonte 0-30 cm.: agua dinámica disponible = 30 x 35= 1.050 m.3/Ha.

" 30-50 cm.: agua dinámica disponible= 20 X 32 = 640 m.3/Ha.

" 50-80 cm.: agua dinámica disponible= 2 x 10,8 X 23= 500 m.3/Ha.Agua dinámica disponible co todo el perfil = 1050 4- 640+ 500= 2.190 m.3/Ha.

DETERMINACIÓN DE LA ECONOMÍA DEL AGUA

291

El agua disponible efectiva se deduce del agua dinámica dispo-

nible, substrayéndole las pérdidas por evaporación. Estas últimas de-penden de los factores climáticos.

2. BALANCE DE BASES.

Si se tiene en cuenta que 1 M. E. por oo g. de tierra seca equi-

vale a 0,01 K. E. por tonelada, la cantidad de bases disponibles en la

solución del suelo en kiloequivalentes por Ha. y horizonte, será [32]:

Bases disponibles en E. E. =G tr x 0,01 X bases solubles en M. E X

X espesor útil del horizonte. G t r es el peso en toneladas de una

Ha./cm. de tierra seca.

El volumen total ocupado por partículas sólidas estables, referi-

do al centímetro de espesor de capa, será:

Vol. de partículas sólidas =100-34;

puesto que el volumen de una Ha./cm de capa en estado de satura-

ción con agua es too m. 3 M = Volumen del agua posible en m."

por cm./Ha.

El peso G t r de una Ha./cm. de tierra seca, suponiendo el peso

específico 2,6, será:

G t r =2,6 (100— M.,) en toneladas.

La suma de bases que pueden llegar a ser liberadas del complejo,

expresadas en kiloequivalentes por Ha., es:

mXHXSN„ —

S (In q S — 1) + H

m -= Centenares de toneladas que pesa la capa considerada.H = Cantidad de iones hidrógeno activados por la planta en kiloequivalentes (en

el cálculo, se multiplica por 2 el valor q FI de los cambios efectuadoscon NH4 en la relación 1 a 2).

292 MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS

Para cada una de las bases [34i Na, K, Mg y Ca, se tiene:

q SSodio disponible = Na„ — X

q Na

q SPotasio — K, — X

q K

q SMagnesio — Mg, — X

q Mg

q SCalcio = Ca„ — X

q Ca

niXHX5

S (nt q S — 1) +

ni X 1-1 X S

S (ni+ qS-1)-I-H

so x H xSS (ni + qS-1)± H

ni X 1-1 X S

S (ni q S —1) + H

EJ ENIP LO.

En el ejemplo se supone que la planta considerada activa 25 K. E.

de H, durante su período vegetativo, y que en uno de los casos

(caso A) la raíz se desarrolla en todo el perfil, mientras en el otro

caso (caso B) sólo lo hace en el horizonte superficial:

G t r para el horizonte 0-30 cm.: 2,6(100-52) = 125 Tm./Ha/cm.

" 30-50 cm. : 2,6 (100 —48) = 135 Tm./Ha ./cm.1, 11 50-80 cm. : 2,6 (100— 46) = 140 Tm./Ha./cm.

Caso A.—Cantidad de potasio disponible en la solución:

Horizonte 1: 125 x 0,01 x 0,02 X 30 = 0,75 K. E.

" 2: 135 x 0,01 X 0,01 X 20 = 0,27

" 3: 140 X 0,01 X 0,05 x 21,6 =1,51

Suma = 2,53 K. E.

Cantidad de magnesio disponible en la solución:

Horizonte 1: 0,00 K. E.

" 2: 135 X0,01 x 0,02 X 20 =0,5411 3: 140 X 0,01 X 0,07 x 21,6= 2,12

Suma = 2,66 K. E.

DETERMINACIÓN DE LA ECONOMÍA DEL AGUA

293

Cantidad de potasio disponible del complejo:La cantidad de H activado por la planta se reparte entre los tres

horizontes en proporción a su espesor útil, es decir, a 30,20 y 2 X I o,8centímetros:

Horizonte 1 = 10,4 K. E." 2 = 7,0 "" 3= 7,6

1,34 37,5 X 2>< 10,4 X 22,03Horizonte 1. X - 1,08 K. E.

25 22,03 (37,5 4- 1,34 - 1) 4- 2 X 10,4

1,42 27 x 2 X 7,0 X 17,79- 1,12K. E.Horizonte 2: X

17 17,79 (27 4- 1,42 - 1) 4- 2 X 7,6

1,00 30,2 x2x 7,6x 30,00Horizonte 3: X - 1,00K. E.

15 30,00 (30,2 1,00 - 1) 2 x 7,6

Suma 3,20K E.

Cantidad de magnesio disponible del complejo:

1,34 37,5 x2x 10,4 X 22,03Horizonte 1 X - 2,45K. E.

11,0 22,03 (37,5 + 1,34- 1) 2 X 10,4

1,42 27 x 2 x 7,0x 17,79Horizonte 2 i X - 1,59 K. E.

11,9 17.79 (27 1,42 - 1) + 2 X 7,0

1,00 30,2 x 2 X 7,6 X 30,00Horizonte 3: X - 3,72 K. E.

4,00 30,00 (30.2 + 1,00 - 1) + 2 x 6,7

Suma = 7.76K. E.

Las cantidades de potasio y magnesio disponibles en todo el perfily procedentes de la solución y del complejo serán:

2,53 + 3,20= 5,73 K. E. de K ó 270 Kg. en K20;2,66+7,76=7,76= 10,42 K. E. de Mg ó 210 Kg. en Mg O

Caso B.- Sólo es activo el horizonte superficial:

Cantidad de potasio disponible en la solución = 0,75K. E." de magnesio disponible en la solución. = 0,75" de potasio disponible en el complejo :

1 ,34K„ - 5 X

37.5 X 2 X 25 x 22,03

22,03 (37.5 4- 1,34 -1) -I- 2 x 25- 2.51K. E.

294

MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS

Cantidad de magnesio disponible del complejo:

1,34 37,5 X 2 X 25 X 22,03— — 5,71 K. E.

11,0 22,03(37,5 + 1,34 — 1) + 2 X 25

El potasio y magnesio disponibles en la solución y en el comple-

jo en toda la capa será:

0,75 + 2,51 3,26K. E. de K 6150 Kg. en K,O;O + 5,71 = 5,71 K. E. de Mg ó 115 " en Mg0.

El cálculo [351 de la cantidad de potasio necesario para obtener

una cosecha determinada, teniendo en cuenta el poder de retención

del complejo absorbente del suelo, puede verse a continuación:

S= Suma de bases en el complejo en K. E. por 100 Tm. de tierra seca.q S Módulo de absorción.

K= Potasio absorbido en K. E. por 100 Tm. antes del abonado.q K = Módulo de absorción del K antes del abonado.m Centenares de toneladas de tierra seca que pesa 1 Ha. de tierra hasta

la profundidad calculada.D Cantidad de potasio necesaria para obtener una cosecha determinada

en K. E. por Ha.E= Potasio que extrae la cosecha en K. E. por Ha.E= Cantidad de potasio retenida firmemente por el complejo absorbente

en K. E. por Ha. de capa.Ki = Potasio soluble en K. E. pcir Ha. de capa.

K, Cantidad de potasio que puede pasar a disponible, procedente del com-plejo del suelo.

H= Cantidad de iones hidrógeno activados por la planta en kiloequiva-lentes (en el cálculo se multiplica por 2 el valor q H, de los cam-bios efectuados con NH4 en la solución 1 a 2).

El valor E que se alcanza después del abonado es igual al movi-

miento del complejo , más el que queda después del abonado ensolución R:

E K +R.

El valor E1, que debe pasar en solución como consecuencia del

DETERMINACIÓN DE LA ECONOMÍA DEL AGUA 295

abonado, debe ser E, "disminuido en la cantidad de potasio que yaestaba en solución:

E1 =E-K, .

Si se agrega una cantidad de potasio D a un suelo, la parte rete-nida por el complejo F viene dada por la fórmula:

mxDXSF-

S[qSxS

nt

11+DS-K

Para la práctica es suficiente sustituir la relación " X S por els — K

valor qS, transformándose en:

mxDXSF-

S(m+qS-1)+D

La parte que queda en solución es:

R=D—F.

La cantidad de potasio del complejo hecha, utilizada por los ioneshidrógeno activados por la planta, antes del abonado, es:

qS mxHxSK r - X

qK S(m+qS-1)+H

y después del abonado:

qS mXHXSK„ X

qSxS S(m+ qS —1)+H

K+

qK se transforma, después del abonado, en qS><S

K+—m

rn

— es la parte de D retenida por loo toneladas de tierra seca.

296 MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS

Sustituyendo en la ecuación K = E:

q S mxHxS X qSXS S(m+qS— 1) + H

• FK +—

m

Para simplificar, transformaremos la ecuación, haciendo:

S (nt + q S —1) = a;m X H = b;mX S=c;

y se tiene:

D2 (a + +D(K)<b+ a2 4-axH—axC—axE1—HxE1)== a2 X a x 1-1 x Ei —K X a X b.

Resolviendo la ecuación respecto a D, se obtendrá la cantidad de

abono en K. E por hectárea.

EJEMPLO.

La cosecha toma del suelo 5,0 K. E. de potasio por Ha., y la can-tidad de hidrógeno Activado es 25 K. E. por Ha. El desarrollo radi-cular se toma como de 30 cm.:

S = 22,03K= 1,20tn= 37,50

Ei = 5,0 — 0,75 4,25H = 2 x 25,0a = 22,03 (37,5 + 1.34-1) = 834b = 37,5 x 2 x 25 = 1.875c = 37,5 x 22,03 = 826

(834 x 50) D 2 + ( 1,20 x 1.875 + 8342 + 834 x 50-834 X 826-834 xx 4,25 — 50 x 4.25) D = 8342 x 4.25 + 834 x 50 x 4,25 — 1,20 x 1.875 x 834 ;

D = 19.6K. E. por Ha. = 920 Kg. K20 por Ha.

mxDxS+S (m+qS — 1) + D

DETERMINACIÓN DE LA ECONOMLA DEL AGUA 297

Con el presente método de trabajo creemos haber emprendidouna nueva ruta en el estudio de la Ciencia del Suelo, permitiendocomprender las relaciones cuantitativas que ligan la solución y pro-cesos de cambio del suelo a la vida de la planta. Hay que hacer notarque los fracasos que a veces se observan al trasladar los resultadoscuantitativos al campo se deben frecuentemente a defectuosidades enla toma de muestras. Si se toma la muestra cuidadosamente y se tra-baja tomando como guía los métodos propuestos, y que en otro lugarse detallan, se puede llegar al fin perseguido en todo caso; es decir,a un esquema real, o al menos muy aproximado, de las relacionesentre suelo y planta, sin perjuicio de seguir estudiando algunos pun-tos aislados, con el fin de perfeccionar las técnicas que nos sirven deguía y cuya suerte debe ir ligada a los desarrollos no presumidos quepueden imprimirles las leyes de la físicoquímica en que se basan