P-2.1- La figura 2.4 muestra la curva de valoración hipotética de un suelo originalmente calcáreo que es acidificado por el CO2 a un suelo no calcáreo.

a) Indique en el diagrama donde la acidificación del suelo disminuye el valor de ANC, pero no el del pH , así como el punto donde ambos valores, ANC y pH son disminuidos.

Punto donde disminuye el valor de ANC, pero no el del pH

El ANC y el pH son disminuidos

Intervalo en el que el CaCO3 regula el pH ( 7-8.5 )

Adición lenta de H+, (titilación con lluvia ácida)

Adición rápida de H+

Intervalo donde los silicatos regulan el pH

b) Indique el intervalo de pH donde los siguientes agentes pueden acidificar el suelo: CO2, ácidos orgánicos, HNO3, H2SO4.

Agentes acidificantes del suelo

Intervalo (pH)

Ácidos Orgánicos pH 4-5CO2 pH>5.5

HNO3 Acidificación momentánea, se lleva a cabo un intercambio cationico, el pH permanece constante.

HNO3

H2SO4

En cantidades grandes provenientes de fertilizantes el pH puede alcanzar valores por debajo de 4

c) Indique el intervalo de pH donde el carbonato de calcio, CaCO3, de la roca calcárea y los silicatos minerales son importantes para la regulación del pH.

d) Como resultado de la lluvia ácida, la tasa de adición de ácido al suelo puede ser aumentada en forma significativa. Esto podría aumentar la tasa de acidificación del suelo. En suelos calcáreos con valores de pH bien regulados este fenómeno de lluvia ácida no causara una disminución significativa en el valor de pH, sin embargo, en suelos no-calcáreos la mineralización de ácidos podría ser muy lenta como para regular el pH de acuerdo con la curva de titilación con CO2. Dibuje en forma esquemática una posible curva de titilación con lluvia ácida en el diagrama de la figura 2.4.

P-2.2 Estudie el diagrama mostrado en la figura 2.5, el cual fue construido de datos de un arroyo de un bosque experimental. Explique la química observada de agua de la corriente en el punto de corte del bosque, W2 (corte completado en el cuarto año), Compárelo con la corriente original, W6 del bosque no disturbado.

Cuando en el bosque W2 (deforestado)

La Corriente W2 muestra altas concentraciones de NO3 , Ca2+, Mg2+ , K+ , Na+ y Al3+ esto debido a que el bosque fue deforestado. La materia orgánica que quedo en el bosque, llevo a cabo reacciones de oxidación por lo cual provoco acidez.

OHHNOONHOM 238e

24 2 2 . ++→+⇒ +−+

La acidez provocada por la materia orgánica lixivio a los cationes de los minerales del suelo como Ca2+, Mg2+ , K+ , Na+ ; estos cationes al ya no poder llevar a cabo un reciclaje nutrimental fueron lixiviados y encontrados en el arroyo.

La corriente W6 muestra bajas concentraciones de NO3, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ y Al3+. En este bosque se lleva a cabo un reciclaje nutrimental de Ca2+, Mg2+, K+, Na+, ya que la acidez provocada por la materia orgánica lixivia los cationes pero estos son absorbidos por las plantas o árboles.

P-2.3-La tabla 2.2 contiene los datos analíticos de un Podsol humico en un suelo de zona templada fría y húmeda. Calcule el valor de ∆ANC (en kmoles/ha-año), asumiendo que:

a) El horizonte C actual es el material parental

b) El espesor de la capa original del suelo no intemperizado, horizonte X0 , es igual a Xp da / d0 donde Xp representa el espesor actual, d0 es la densidad aparente original (igual a la densidad aparente del horizonte C ) y da es la densidad aparente actual.

c) La formación del suelo comenzó hace 10,000 años. Compare el resultado con la tasa actual de deposición atmosférica, que es 4-8 kmoles H+ por hectárea/año.

Calculo de las concentraciones de los horizontes Actuales.

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

OAlOKONaMgOCaOANCorg

/ 85.2821

10 55.0

1

1600

1.0

100

10

1

65

1

100

.180

/ 2201

10 55.0

1

1600

1.0

100

10

1

04

1

100

.100

/ 19.8941

10 55.0

1

1600

1.0

100

10

1

26

1

100

.630

/ 8801

10 55.0

1

1600

1.0

100

10

1

49

1

100

.940

/ 78.27601

10 55.0

1

1600

1.0

100

10

1

102

1

100

2.3

62222

24

33

24

33

24

332

222

24

332

222

24

3332

323232

3222

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

−+++=

Para el horizonte A1 actual

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

A

A

A

A

A

/ 285.31

10 04.0

1

1501

1.0

100

10

1

65

1

100

.040

/ 15.11

10 04.0

1

1501

1.0

100

10

1

04

1

100

.010

/ 516.211

10 04.0

1

1501

1.0

100

10

1

26

1

100

.290

/ 06.181

10 04.0

1

1501

1.0

100

10

1

49

1

100

.370

/ 745.431

10 04.0

1

1501

1.0

100

10

1

102

1

100

.970

24

331

24

331

24

332

2212

24

332

2212

24

3332

3232132

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

Para el horizonte A2 actual

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

A

A

A

A

A

/ 428.111

10 1.0

1

6001

1.0

100

10

1

65

1

100

.040

/ 41

10 1.0

1

6001

1.0

100

10

1

04

1

100

.010

/ 741.871

10 1.0

1

6001

1.0

100

10

1

26

1

100

.340

/ 91.911

10 1.0

1

6001

1.0

100

10

1

49

1

100

.540

/ 92.2031

10 1.0

1

6001

1.0

100

10

1

102

1

100

.301

24

331

24

332

24

332

2222

24

332

2222

24

3332

3232232

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

Para el horizonte B2h actual

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

hB

hB

hB

hB

hB

/ 125.101

10 07.0

1

3501

1.0

100

10

1

65

1

100

.060

/ 087.71

10 07.0

1

3501

1.0

100

10

1

04

1

100

.030

/ 395.561

10 07.0

1

3501

1.0

100

10

1

26

1

100

.370

/ 361.681

10 07.0

1

3501

1.0

100

10

1

49

1

100

.680

/ 823.2031

10 07.0

1

3501

1.0

100

10

1

102

1

100

.202

24

332

24

332

24

332

2222

24

332

2222

24

3332

3232232

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

Para el horizonte B22+B3 actual

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

B

B

B

B

B

/ 571.831

10 24.0

1

3001

1.0

100

10

1

65

1

100

.150

/ 6.541

10 24.0

1

3001

1.0

100

10

1

04

1

100

.070

/ 709.2661

10 24.0

1

3001

1.0

100

10

1

26

1

100

.530

/ 851.2681

10 24.0

1

3001

1.0

100

10

1

49

1

100

.810

/ 764.11311

10 24.0

1

3001

1.0

100

10

1

102

1

100

.703

24

333322

24

333322

24

332

2233222

24

332

2233222

24

3332

3232332232

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

+

+

+

+

+

Calculo de las concentraciones de los horizontes Originales

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

idadva profundlar la nuepara calcuddXX

cionde la ecua

A

A

A

A

A

ap

/ 78.141

10 0287.0

1

1600

1.0

100

10

1

65

1

100

.180

/ 5.111

10 0287.0

1

1600

1.0

100

10

1

04

1

100

.100

/ 74.461

10 0287.0

1

1600

1.0

100

10

1

26

1

100

.630

/ 461

10 0287.0

1

1600

1.0

100

10

1

49

1

100

.940

/ 31.1441

10 0287.0

1

1600

1.0

100

10

1

102

1

100

2.3

24

331

24

331

24

332

2212

24

332

2212

24

3332

3232132

00

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

⇒⋅=

Para el horizonte A2 Original

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

A

A

A

A

A

/ 42.511

10 0287.0

1

1600

1.0

100

10

1

65

1

100

.180

/ 401

10 1.0

1

1600

1.0

100

10

1

04

1

100

.100

/ 58.1621

10 1.0

1

1600

1.0

100

10

1

26

1

100

.630

/ 1601

10 1.0

1

1600

1.0

100

10

1

49

1

100

.940

/ 96.5011

10 1.0

1

1600

1.0

100

10

1

102

1

100

2.3

24

332

24

332

24

332

2222

24

332

2222

24

3332

3232232

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

Para el horizonte B2h original

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

hB

hB

hB

hB

hB

/ 34.301

10 059.0

1

1600

1.0

100

10

1

65

1

100

.180

/ 6.231

10 059.0

1

1600

1.0

100

10

1

04

1

100

.100

/ 92.951

10 059.0

1

1600

1.0

100

10

1

26

1

100

.630

/ 4.941

10 059.0

1

1600

1.0

100

10

1

49

1

100

.940

/ 15.2961

10 059.0

1

1600

1.0

100

10

1

102

1

100

2.3

24

332

24

332

24

332

2222

24

332

2222

24

3332

3232232

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

Para el horizonte B22+B3 original

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ] hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgCaO

hkmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

MgOg

MgOmol

suelog

MgOgMgO

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

ONag

ONamol

suelog

ONagONa

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OKg

OKmol

suelog

OKgOK

hakmolha

mm

m

sueloKg

sueloKg

suelog

mol

Kmol

OAlg

OAlmol

suelog

OAlgOAl

B

B

B

B

B

/ 28.1001

10 195.0

1

1600

1.0

100

10

1

65

1

100

.180

/ 781

10 195.0

1

1600

1.0

100

10

1

04

1

100

.100

/ 03.3171

10 195.0

1

1600

1.0

100

10

1

26

1

100

.630

/ 3121

10 195.0

1

1600

1.0

100

10

1

49

1

100

.940

/ 82.9781

10 195.0

1

1600

1.0

100

10

1

102

1

100

2.3

24

333322

24

333322

24

332

2233222

24

332

2233222

24

3332

3232332232

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

=××××××=

+

+

+

+

+

Concentraciones Actualesho Al2O3 CaO MgO Na2O K2OA1 43.745 3.285 1.15 21.516 18.06A2 203.92 11.42

84 87.741 91.91

B2h 203.823 10.125

7.087

56.395 68.361

B22+33 1131.764

83.571

54.6 266.709

268.851

C 2760.78 282.85

220 894.19 880

Concentraciones Originalesho Al2O3 CaO MgO Na2O K2OA1 144.31 14.78 11.5 46.74 46A2 501.96 51.42 40 162.5

8160

B2h 296.15 30.34 23.6 95.92 94.4B22+33 978.82 100.2

878 317.0

3312

C 2760.78

282.85

220 894.19

880

Sustituyendo las concentraciones en la ecuación siguiente se obtienen las ANC para cada uno de los horizontes.

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]3222 62222 OAlOKONaMgOCaOANC −+++=

ANC Original ActualA1 -627.82 -174.35A2 -

2183.76-833.38

B2h -1288.38

-939.08

B22+33 -4258.3 -5443C -

12010.6-12010.6

El cambio en el ANC se calcula como sigue

originalactual ANCANCANC −=∆

ho ∆ANCA1 452.92A2 1350.38B2h 349.40

B22+33 -1184.82C 0.0

∆ANCT=967.34

añosañosANCanualtasa total 096.010 4 =∆=

P-6.1-5.1 ¿Cuantos años son necesarios para la descalcificacion del perfil de un suelo si:

a) El contenido de Ca original es del 15 % (fracción masa) a 3 m de profundidad.b) La densidad aparente del suelo es de 1400 Kg/m3 c) Anualmente se infiltran 250 mm de agua a través del suelod) La solución de precolación en suelos calcáreos entra instantáneamente en equilibrio

con el CaCO3 asuma que la temperatura es 5 °C para una región templada y de 20 °C para una tropical. El valor de la PCO2 = 5 x 10-1 KPa (use la figura 6.1)

e) Esta este resultado de acuerdo con la edad de este suelo de regiones templadas, que es de 11,000 años y con la intemperizacion estimada para un suelo tropical que es de 17,000 años?

( )( )

añosCaCOKg

m

m

CaCOKg

m

CaCOKg

m

m

m

CaCOKg

m

CaCOKg

m

Kg

mg

Kg

L

mg

Templadagion

m

CaCOKg

Kg

CaCOKg

m

Kgm

m

Kg

m

m

m

mm

mm

m

mm

mm

año

mm

Kg

CaCOKg

CaCOg

CaCOKg

Kg

suelog

suelog

CaCOg

12600 05.0

año suelo 1 630

año suelo

05.0

año suelo

agua 25.0 2.0

2.0

agua 1

10

10

1 200

Re

630

suelo

15.0suelo 4200 3

suelo 1400

año suelo

agua 25.0

1

10

10

1

año suelo

agua 250agua 250

suelo

15.0

10

1

suelo 1.0

100

100

15%15

3

2

23

23

2

3

33

33

3

3

6

233

23

2

3

2

223

333

3

2

3

3

33

33

=×

=×

=××

=×=×=

=××=

=××=

δ

añosCaCOKg

m

m

CaCOKg

m

CaCOKg

m

m

m

CaCOKg

m

CaCOKg

m

Kg

mg

Kg

L

mg

Tropicalgion

09.22909 0275.0

año suelo 1 630

año suelo

0275.0

año suelo

agua 25.0 11.0

11.0

agua 1

10

10

1 110

Re

3

2

23

23

2

3

33

33

3

3

6

=×

=×

=××

Los años necesarios para la descalcificación de un suelo templado son 12600 años, tanto que para un suelo tropical son necesarios 22909 años aproximadamente, estos resultados se apegan con la edad del suelo de regiones templadas, que es de 11,000 años y con la intemperizacion para un suelo tropical que es de 17,000 años.

¿Cuántas toneladas de CaCO3 debe aplicar un agricultor anualmente por hectárea para mantener con esto la tasa de descalcificación?

año

Kgañouperficiem

añouperficiem

Kg500 s 000,10

s

05.0 22 =×

año

ton

Kg

ton

año

Kg 5.0

1000

1500 =×

P-1.2 Escriba en orden ascendente la tasa de descalcificación de los suelos A, B, C y D

C 5 1

C 5 10

C 20 10

C 20 1

0

01

01

0

2

2

2

2

==

==

==

==

−

−

TKPaconSueloD

TKPaconSueloC

TKPaconSueloB

TKPaconSueloA

CO

CO

CO

CO

ρ

ρ

ρ

ρ

300

120

80

200

)/( dSolubilida 3

D

C

B

A

LmgCaCOSuelo

La tasa de descalcificación se puede observar en la tabla superior donde el primen suelo en descalcificarse es el suelo B, donde este suelo presenta una solubilidad de 80 mg/L, el siguiente es el suelo C, con 120 mg/L aproximadamente, Seguido del suelo A y por ultimo el suelo D con 300 mg/L.

P-6.1-5.2 Las figuras 6.2 y 6.3 se refieren al perfil de un suelo que ha sido intemperizado de materiales derivados de granito “in situ”. En el suelo no se encontró granito dentro de los 34 m de profundidad y el granito fue muestreado de la roca expuesta que se encuentra a unos 100 m del perfil del suelo muestreado. El SiO2 se encuentra presente principalmente

como cuarzo en todas las profundidades y en pequeñas cantidades en forma de microclima (de la roca) y como caolinita (en el residuo intemperizado). El Al2O3 se encuentra presente en la microclina de las rocas, en la caolinita de la roca intemperizada y como gubsita en los metros superiores del perfil. El K+,Mg2+ y Ca2+ se encuentran presentes en los aluminosilicatos, tales como la microclima, la plagioclasa y la horblenda. Considere la composición de los diferentes horizontes intemperizados y de la roca expuesta (fresca), para contestar las preguntas siguientes.

¿Que datos de las figuras 6.2 y 6.3 ilustran el proceso de descalcificación?

En la figura 6.2 se puede observar que hay una disminución de arcilla, a partir de los 4 m de profundidad sobre la zona moteada, en la zona pálida continua desapareciendo hasta llegar a la roca intemperizada. Los datos de la arcilla nos ilustran el proceso de desilicacion en el diagrama 6.2.

Mientras que en el diagrama 6.3 los perfiles que muestran el proceso de desilicacion son los perfiles para K2O, MgO, y CaO debido que al intemperizarse el suelo se lleva acabo una descalcificación y consecuentemente una desalcalizacion, como lo muestran dichos diagramas.

El perfil para SiO2 nos muestra también que se esta llevando a cabo una desilicacion ya que se encuentra SiO2 en forma de cuarzo, microclima y caolinita; esta caolinita como residuo intemperizado de acuerdo a la siguiente reacción:

( ) ( ))(3)(442)(4522 2 2 5

SOHAlSiOHOHOHOSiAl acS +→+

¿Qué comentarios puede hacer en referencia a la relación entre la tasa de intemperismo de la microclima, por un lado y de la plagioclasa y la horblenda por el otro?

La horblenda se intemperiza primero ya que tiene mas impurezas (dependiendo de la composición), como la horblenda tiene en su estructura Ca y Mg ; Ca2Mg5Si8O22(OH)2 esta lleva a cabo un proceso de descalcificación, seguida de una desalcalizacion.

La plagioclasa se intemperiza en segundo lugar por una descalcificación y por ultimo se intemperiza la microclima por desalcalizacion.

8382222852 OKAlSiOSiCaAlOSiMgCa ⇒⇒

P-6.2.3.1 ¿Contiene la figura 6.3 información indicativa del proceso de reciclaje de nutrimentos por la vegetación natural en el perfil del suelo?

Los perfiles de CaO, MgO y K2O nos muestran información del proceso de reciclaje nutrimental, ya que en dichos diagramas se muestra una acumulación de K+ , Mg2+ y Ca2+

en lo profundo del suelo.

La mayoría de estos nutrimentos son fácilmente reasimilados de nuevo por las plantas (vegetación). Así el efecto de la asimilación de nutrimentos por las plantas es el de traer de nuevo, desde la profundidad del suelo, los elementos nutritivos a la superficie.

P-6.2.3.2 El perfil de este suelo muestra un suelo pobre, fuertemente intemperizado, en donde el reciclaje de nutrimentos por la vegetación es con frecuencia mas claramente expresado que en suelos mas ricos, nutrímentalmente hablando porque?

Los nutrimentos que son liberados de los minerales en la solución del suelo durante el intemperismo migran hacia lo profundo del perfil, estos nutrimentos lixiviados son parcialmente recuperados por las raíces y reasimilados por la vegetación, en un suelo empobrecido como en este caso. Mientras que en un suelo enriquecido la lixiviacion se hace más notoria ya que la vegetación no recupera estos nutrimentos que provienen de los minerales.

P-6.3.3.1 La tabla 6.2, abajo contiene datos analíticos de tres suelos desarrollados sobre material del Holoceno. El material parental de los perfiles I y II es de material sedimentario marino calcareo del Plioceno, traído al lugar por el hombre. El material parental del perfil III es del Holoceno, originalmente sedimento aluvial calcareo. Como resultado de investigaciones arqueológicas de artefactos encontrados a varias profundidades en el perfil del suelo, el tiempo de deposición del material parental, a las diferentes profundidades, puede ser fechado con cierta exactitud. Los suelos I y II presentan claramente un horizonte Bt (con argilanes); en el suelo III no hay restos de iluviacion de arcilla, determinada por medio de estudios morfológicos. El suelo I contiene fragmentos de material calcareo en el horizonte C.

a) ¿Qué cronosecuencia del proceso de formación del suelo puede ser deducida de los datos de la tabla 6.2?

Con los datos de la tabla 6.2 podemos deducir que el perfil del suelo I llevo a cabo un proceso de formación de dicho suelo (primero en formarse); Seguido del perfil del suelo II y por ultimo el perfil del suelo III (ultimo en formarse).

b) ¿Qué datos analíticos indican la trasmigración de la arcilla?

Los datos analíticos que nos indican la trasmigración de la arcilla son el % arcilla en cada uno de los perfiles, además de la relación de material fino/material total, que esta

relacionada con el movimiento de la arcilla. Otro dato muy útil que nos indica la transmigración es la descalcificación.

c) ¿Podría concluirse de los datos que el proceso de descalcificación procede al de migración de arcilla?

Si, debido a que se pierde calcio por ser un agente semificante ya que es más soluble que la arcilla, posteriormente la arcilla se mueve hacia un perfil mas abajo. La descalcificación nos dice que la arcilla se esta moviendo.

d) ¿Podría concluirse que son necesarios de 2000-3000 años para mostrar en forma notable el proceso de migración de arcilla? o ¿Existen otros factores, además de la edad, que expliquen el porque de la no migración de arcilla en el perfil III?

No son necesarios tantos años para mostrar en forma notable el proceso de migración de arcilla, ya que existen muchos factores que pueden provocar la migración de arcilla, como por ejemplo el clima, la lluvia ácida o la deforestación.

P-6.3.3.2 La tabla 6.3, muestra los contenidos de arcilla, tanto en fracción masa, como en volumen, de arcilla fuertemente orientada del perfil de un suelo.

a) Calcule la cantidad total de arcilla orientada en el perfil del suelo en mm (litros/m2)

00303020

200121184

50328231

91321459

30308

32

31

2

2

. . . cm C

. . . cm B

. . . cm B

. . . cm B

. . cm A

lab insitu total didad profunHorizonte

t

t

t

( )

23

3

3

3

23

3

3

3

32

23

3

3

3

31

23

3

3

3

2

23

3

3

3

2

3

3

6.0

1

1000302.0

08.22

1

10012.084.1

68.8

1

10028.031.0

19.24

1

100410590

240

1

100030080

m

L

m

L

m

m. m C

m

L

m

L

m

m m B

m

L

m

L

m

m m B

m

L

m

L

m

m. m . B

m

L.

m

L

m

m. m . A

ientadaArcilla or mm

m%V

t

t

t

suelo

=××=

=××=

=××=

=××=

=××=

×

perfilada en el tal orientArcilla tom

L

79.552∑=

b) Calcule la cantidad de arcilla eliminada del horizonte superficial y migrada hacia los horizontes más profundos del perfil en mm, usando las siguientes suposiciones.

• El contenido original de arcilla era de 15% en todo el perfil del suelo.

• La fracción masa de arcilla es numéricamente igual a la fracción en volumen• Durante la migración de la arcilla no hubo cambio en la fracción arena+limo

% % Or

. % .% .c cm A B

% % Or

. % .% . Ac cm B

% % Or

. % .% . Ac cm B

% % Or

. % .% . Ac cm B

% % Or

. - % .% . Ac cm A

% % Or

.- % .% . Ac cm A

ΔL A Arcilla sor EspeHorizonte

t

t

t

t

F-I

8515

0610 880219184

8515

1090 87722231

8515

0970 57852159

8515

0070 58451512

8515

0190 4866138

8515

0240 88621313

V

V

32

31

2

1

2

1

LA

arc

+

+

2332

24

2

3

3

3

3

3

2332

24

2

3

3

3

3

3

2332

24

2

3

3

3

3

3

2332

24

2

3

3

3

3

3

2332

24

2

3

3

3

3

3

2332

24

2

3

3

3

3

3

3

3

1

0.69

10

1

1

1006.9184

808.0061.0

1

6.282

10

1

1

10628.231

778.0109.0

1

4.844

10

1

1

10484.459

785.0097.0

1

.70

10

1

1

10070.012

845.0007.0

1

1.31

10

1

1

10131.08

864.0019.0

1

1 7.2

10

1

1

10270.013

868.0024.0

%

m

L

cm

L

suelom

suelocm

suelocm

arccmcm

suelocm

LAcm

LAcm

arccm

m

L

cm

L

suelom

suelocm

suelocm

arccmcm

suelocm

LAcm

LAcm

arccm

m

L

cm

L

suelom

suelocm

suelocm

arccmcm

suelocm

LAcm

LAcm

arccm

m

L

cm

L

suelom

suelocm

suelocm

arccmcm

suelocm

LAcm

LAcm

arccm

m

L

cm

L

suelom

suelocm

suelocm

arccmcm

suelocm

LAcm

LAcm

arccm

m

L

cm

L

suelom

suelocm

suelocm

arccmcm

suelocm

LAcm

LAcm

arccm

LAcm

arccm

LVA

Varc

LgrA

grarc

LgrA

grarc

grsuelo

LgrA

grsuelo

grarc

=××=×+×+

=××=×+×+

=××=×+×+

=××=×+×+

−=××−=×+×+

−

−=××−=×+×+

−

+=

+=

+=

+

=+÷

∑= 2/ 41.158 ml

c) De dos posibles razones para explicar la diferencia entre los resultados de a y b.

En el inciso a existe una perdida de arcilla en el horizonte superficial, mientras que en b hay un movimiento de arcilla, este movimiento pudo haberse dado por factores como la lixiviacion, el intemperismo, u organismos que mueven la arcilla como por ejemplo las lombrices.

P-6.3.3.3 De un número de criterios morfológicos, químicos y físicos por medio de los cuales usted pueda conocer el fenómeno de translocacion del material del suelo.

Podemos darnos cuenta del fenómeno de translocacion del material del suelo, mediante criterios morfológicos como son por ejemplo la dispersión de las arcillas o los agregados, también por medio de criterios físicos como son la densidad o la consistencia (textura al tacto) y por criterios químicos como la saturación de bases, la descalcificación y el pH.

P-6.4.4.1 La figura 6.5 y los datos tabulados a su lado, se refieren a la toposecuencia de tres Espodosoles (Podsoles, Fragiorthod Típico). Los suelos se encuentran a una elevación de 760, 640 y 520 metros sobre el nivel del mar, respectivamente. Los suelos son de una

región en el nordeste del continente americano, cercanos a un arrollo que baña y corre a un lado de estos suelos de bosques.

La figura muestra los perfiles de contenidos de varias especies (fracciones) de aluminio en el suelo, con la profundidad. Las diferentes especies químicas de Al están basadas en el poder extractante de diversos agentes, KCl para Al intercambiable, piro-fosfato de sodio, Na4P2O7, para el Al-orgánico, oxalato de amonio, (NH4)2C2O4, para los óxidos de Al amorfos y la ditionita para los solidos cristalinos. La tabla de de la derecha muestra los valores de la relación C/Al en la fracción extraída por el Na4P2O7 (fracción Al-organoquelatado) de cada horizonte (columna o núcleo de un suelo) y en la solución del suelo, percolado y muestreado de la parte inferior de la columna del suelo (horizonte). Los

tres suelos presentan un horizonte C fuertemente endurecido y se manifiesta virtualmente impermeables. Esta capa es también conocida como “fragipan”

a) Explique los perfiles de las varias fracciones de Al en el suelo, basándose en la teoría de la queluviacion.

En el perfil I que se encuentra a 760 m sobre el nivel del mar podemos observar que hay una gran acumulación de Al-organoquelatado a partir de los primeros 5 cm hasta pasados los 60 cm de profundidad; esto debido a que a 760 m sobre el nivel del mar el suelo esta saturado con agua y hay baja disponibilidad nutrimentos, debido a la descomposición lenta de la materia orgánica, por parte de la mesofauna, a consecuencia de esto se forman cantidades mayores de ácidos fulvicos; como resultado de lo anterior el Al puede ser transportado eficientemente hacia lo profundo del perfil.

En el perfil II se observa que comienza la acumulación de Al-organoquelatado a partir de los 19 cm. hasta antes de los 50 cm. Lo que sucede, es que existe una cantidad considerable de óxidos de Al, estos proveen una gran cantidad de Al, que saturan a los FA y forman un precipitado.

En el perfil III que se encuentra a 520 m sobre el nivel del mar, las condiciones climáticas en este Podsol, son mas secas, lo que implica que la tasa de lixiviacion sea mas pobre y la concentración de Al sea elevada, existe menor concentración de FA. En el perfil se observa una cantidad pequeña de Al-organoquelatado de los 5 cm. hasta los 35 cm aproximadamente.

b) El material del suelo en los tres Espodosoles es de similar edad (de la ultima glaciación +/- 13,000 años), sin embargo, el nivel de podsolizacion varia con la elevación. ¿Qué factores climáticos pueden estar asociados con esta variación y de que manera actúan?

Ya que el nivel de podsolizacion varia con la elevación; en un podsol, donde la temperatura es baja (760 m sobre el nivel del mar) existe una mayor concentración de ácidos fulvicos, esto debido a una mayor saturación del suelo con agua (humedad) lo que consecuentemente lleva a una mayor formación de Al-Orgánico.

c) ¿A que valores de la fracción C/Al precipitan los fulvatos de aluminio (Al-FA)? Los valores C/Al de la solución del suelo de los perfiles de precolación, a través de cierta parte del horizonte Bh, siempre muestran mayores valores de C/Al que en el extracto de piro-fosfato (Al-orgánico) de ese mismo horizonte. ¿Esta esto de acuerdo con lo discutido en esta sección?

P-6.4-4.2 La tabla 6.5 muestra los flujos verticales de agua y del aluminio órgano complejado soluble, medidos en la parte inferior del horizonte indicado de un perfil típico de un Espodosol de la misma región del suelo del problema 1

a) Calcule el incremento o decremento de la fracción de Al-orgánico en cada horizonte mineral (no el horizonte O2) separadamente, para las temporadas de verano, invierno y el periodo anual total.

2

23213

212

221

40

112536

623673

117384

m mmol Al/.Δ

mmol Al/m...AlAlΔ

mmol Al/m...AlAlΔ

mmol Al/m...AlAlΔ

ernorg en Invion de Al-O la fracciCalculo de

Tinv

hoBhshoBhs

hoBhshoE

hoEhoO

−=

=−=−=

−=−=−=

=−=−=

+

( )ranoe Al en Veganancia dm mmol Al/Δ

mmol Al/mAlAlΔ

mmol Al/m.AlAlΔ

mmol Al/m.AlAlΔ

norg en Veraon de Al-O la fracciCalculo de

Tver

hoBhshoBhs

hoBhshoE

hoEhoO

5.1

8.04.12.2

5.12.273

8.0739.2

2

23213

212

221

=

=−=−=

=−=−=

−=−=−=

+

( )e Al anualganancia dm mmol Al/Δ

mmol Al/mAlAlΔ

mmol Al/mAlAlΔ

mmol Al/mAlAlΔ

rg Anualon de Al-O la fracciCalculo de

Tanual

hoBhshoBhs

hoBhshoE

hoEhoO

1.1

8.17.65.8

1.15.84.7

4.04.78.7

2

23213

212

221

=

=−=−=

−=−=−=

=−=−=

+

b) Algunas publicaciones indican que el horizonte Bh se mueve, con el tiempo, a mayores profundidades. Puede este desplazamiento ser concluido de los datos de la tabla 6.5?

Podemos darnos cuenta de dicho movimiento del horizonte Bh, con los datos de Al y H2O al año; en la parte superior del horizonte (Bhs1) hay una concentración mayor de agua que en el horizonte inferior (Bhs2+s), esta concentración mayor de agua (0.90 mmol H2O/m2) favorece mas la formación de los FA que reccionan con el Al disponible en ese horizonte, (8.5 mmol Al/m2) de este modo se forma el quelato Al-organometalico, que se deposita en lo profundo del perfil. En el horizonte Bhs2+s nos podemos dar cuenta que existe una disminución de H2O y Al, esta disminución debida a queluviacion del horizonte superior (eluvial).

c) En verano, más Al-orgánico es precipitado en el horizonte Bh que en invierno. ¿Cómo podría explicar este fenómeno?

En verano al aumentar la temperatura, disminuye la humedad del suelo, y la concentración de Al aumenta, saturando a los FA existentes debido a esto, debido a esto se precipita Al-orgánico en el horizonte. Esto podemos corroborarlo con la tabla 6.5 al observar que en verano hay menos cantidad de agua que en invierno.

d) Compruebe si existe acuerdo entre las cantidades de Al-orgánico en el horizonte Bh

y el aluminio-orgánico acumulado en el horizonte Bh calculado de los datos de flujos.

222

23

23

23

/ 1.152 7.65 4.59

7.65 1000 .320 .180 )

4.59 1000 .350 .270 )

6.12 1000 14.0 09.0 )

56

mmolm

Almol

m

AlmolIIIII

m

Almol

m

Kg

Kg

molmIII

m

Almol

m

Kg

Kg

molmII

m

Almol

m

Kg

Kg

molmI

.la figura asados en Calculos b

=+=+

=××

=××

=××

∑

o.os de flujde los dat

lculado onte Bh can el horizcumulado el Al-Org aCalculo de

2321

23232

511013000

10

158

18713000

10

176

m

mol Al. años

mmol

mol

m

mmol Al.B

m

mol Al. años

mmol

mol

m

mmol Al.B

hs

hs

=××=

=××=+

Como podemos observar no hay acuerdo entre las cantidades de Al-Org en el horizonte Bh

e) Que posible razón puede darse para explicar esta discrepancia, si todas las suposiciones y estimaciones enlistadas arriba son correctas? En invierno hay una gran cantidad de FA ,ademas de que hay una baja actividad microbiana, el Al es disuelto y arrastrado hacia lo profundo del perfil.

P-6.5.6.1 Los datos de la tabla 6.7 se refieren a la superficie de un Gleysol.

a) ¿Podría explicar la variación en los valores de Fe2O3 en el perfil del suelo, basándose en los procesos redox?

El Fe2+, formado durante la reducción del suelo, migra en forma soluble con el flujo de agua del suelo, hacia los límites donde hay O2 presente. En estos lugares el Fe2+ (en forma de óxidos); podemos observar que hay un incremento de Fe2O3 libre del horizonte Apg1

hasta el horizonte Eg3 (0.9-2.3).

Parte del Fe2+, es oxidado también a Fe(OH)3. Cuando este es reducido a Fe2+ se consumen iones H+ y el valor del pH del suelo aumenta como se puede observar en la tabla 6.7. Podemos concluir que la variación en los valores de Fe2O3 en el suelo, se debe a las

condiciones de reducción y oxidación alternados, junto con la degradación de los minerales ferromagnesianos (ferrólisis).

b) Recalcúlese basándose en 100 g de fracción no arcillosa (asumiendo que la fracción arcillosa es invariable) y estime el balance de arcilla del perfil del suelo. ¿Qué posible razón puede dar para un exceso o déficit de arcilla?

[ ]

33

33

33

33

3

/ 260.0 1

1

0.703

0.422

792.0

/ 306.0 1

1

.7290

.3710

792.0

/ 342.0 1

1

.7490

.3350

792.0

/ 567.0 1

1

875.0

.1420

792.0

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

g/cmon Δ la fracciCalculo de

=×+×+

−+

=×+×+

−+

=×+×+

−+

=×+×+

−+

ho Z (cm) espesor Arcilla % No Arcilla(100-Arcilla)

g arcilla/g A+L

Apg1 0-8 8 12.5 87.5 0.142Apg2 8-13 5 25.1 74.9 0.335Eg1 13-18 5 27.1 72.9 0.371Eg2 18-30 12 29.7 70.3 0.422Eg3 30-41 11 33.3 66.7 0.499ECg 41-58 17 41.6 58.4 0.712Cg1 58-97 39 42.1 57.9 0.727Cg2 97-127 30 42.9 57.1 0.751Cg3 127-

15225 44.2 55.8 0.792

3

3

3

3

3

3

3

3

33

/ 0 1

1

0.558

0.792

792.0

/ 023.0 1

1

0.571

0.751

792.0

/ 037.0 1

1

0.579

0.727

792.0

/ 046.0 1

1

0.584

0.712

792.0

/ 195.0 1

1

0.667

0.499

792.0

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

cmgsuelocm

suelog

suelog

LAg

LAg

Arcg

LAg

Arcg

=×+×+

−+

=×+×+

−+

=×+×+

−+

=×+×+

−+

=×+×+

−+

∆[g/cm3] Z (cm) Acumulado [g/cm2]

0.567 8 4.550.342 5 1.7110.306 5 1.530.260 12 3.120.195 11 2.140.046 17 0.790.037 39 1.460.023 30 0.70

0 25 0∑=16.00

c) ¿Qué argumentos para el proceso de ferrólisis pueden derivarse de los datos del perfil del suelo?

El movimiento de Fe libre en los datos del perfil y el aumento del pH del suelo nos están indicando que se esta llevando a cabo el proceso de ferrólisis, con lo que se ve reflejado en los datos de la CIC (aumentando) en la tabla 6.7.

P-6.5.6.2 La formación de Fe2+-intercambiable es menor en suelos cercanos a la neutralidad, que en suelos ácidos. ¿Qué implicaría esto en términos de la intensidad de ferrólisis y de la cloritizacion inducida por ferrólisis en suelos cercanos a la neutralidad y suelos ácidos? En suelos ácidos la ferrólisis es mas notoria ya que al disolverse los minerales estos, minerales arcillosos pierden su capacidad de expandirse y a su vez contraerse, provocando una caída de CIC, con esto la cloritizacion de los minerales.