Determinación del contenido de humedad en el suelo

Environmental Microbiology

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Overview

Fuente: Laboratorios del Dr. Ian Pepper y el Dr. Charles Gerba - Universidad de Arizona
Demostrando autor: Bradley Schmitz

Suelos contienen normalmente una cantidad finita de agua, que puede ser expresado como el "contenido de humedad del suelo". Esta humedad existe dentro de los espacios de poro entre los agregados del suelo (espacio de poros entre agregados) y dentro de agregados del suelo (espacio de poros intra agregados) (figura 1). Normalmente este espacio de poros está ocupado por aire y/o agua. Si los poros están ocupados por aire, el suelo está completamente seco. Si los poros están llenos de agua, el suelo se dice que ser saturada.

Figure 1
Figura 1. Espacio poroso en el suelo.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la Microbiología Ambiental. Determinación del contenido de humedad en el suelo. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

En ambientes naturales al aire libre, se agrega agua al suelo por lluvia o riego deliberada de plantas. En cualquier caso, la humedad del suelo aumenta más los poros se llenan con agua a expensas de aire. Si los poros se llenan con agua, exceso de agua ahora lixiviará hacia abajo (figura 2) a través de poros de suelo continuo, hasta que el cese de la lluvia o el riego. Lixiviación continuará hasta que las películas de agua dentro de los poros son sostenidas por la tensión superficial de los coloides del suelo contra la fuerza de gravedad. Esta situación se conoce como el suelo está a capacidad de campo del"" con respecto a la humedad del suelo. Un suelo a capacidad de campo tiene poros parcialmente llenos de aire, rodeada de películas de la humedad del suelo. Normalmente un suelo a capacidad de campo es óptimo para el crecimiento de las plantas y los microorganismos del suelo aeróbico, ya que hay aire y agua. Por el contrario, un suelo saturado creará anegadas condiciones anaerobias que pueden matar las plantas y suprimir microbios de suelo aeróbico, mientras que estimular los microbios anaerobios.

Figure 2
Figura 2. Lixiviación en el suelo de nutrientes.

Considere una muestra de suelo húmedo en un recipiente como un vaso de precipitados. El peso del suelo húmedo consiste en el peso de las partículas del suelo seco más el peso del agua en el suelo. Si se agrega más agua al suelo, aumenta el peso húmedo del suelo. El peso seco de las partículas de suelo dentro de la muestra es fija , es decir, un peso que es el peso seco. Por el contrario, hay un número infinito de pesos húmedos, dependiendo de la cantidad de agua se agrega al suelo. Debido a esto, cuando hacer laboratorio de experimentos con el suelo, el contenido de humedad del suelo normalmente se expresa en una base de peso seco, ya que el peso seco es constante en el tiempo, mientras que el peso húmedo o mojado puede cambiar con el tiempo. Al expresar los resultados de un experimento como el contenido de nutrientes de un suelo, uso de la base de peso seco proporciona normalización del resultado final.

Procedure

  1. Pesan tanto los platos de aluminio.
  2. Alícuota aproximadamente 50 g de suelo húmedo en cada aluminio plato y repesar los platos. Por lo tanto, se conoce el peso húmedo de la muestra de suelo.
  3. Secar el suelo durante la noche a 105 ° C en el horno.
  4. Retire los platos del horno y déjelos enfriar.
  5. Repesar los platos y el suelo seco de horno. Ahora se conoce el peso del suelo seco.

La cantidad de agua en el suelo es un componente importante de los procesos biológicos y ecológicos y se utiliza en aplicaciones tales como agricultura, prevención de la erosión, control de inundaciones y la predicción de la sequía.

Suelos por lo general contienen una cantidad finita de agua, que puede expresarse como el contenido de humedad del suelo. Existe humedad en el suelo dentro de los espacios de poro entre los agregados del suelo, llamadas inter-agregado espacio de poro y dentro de los poros de los agregados del suelo ellos mismos, llamado intra-agregado espacio de poro. Si el espacio de poros está ocupado enteramente por el aire, el suelo está completamente seco. Si todos los poros están llenos de agua, el suelo está saturado.

La medición de la cantidad de agua en el suelo, o el contenido de humedad del suelo, es esencial para la comprensión de las características del suelo y los tipos de plantas y microorganismos que residen en él.

Este video se introducen los conceptos básicos de contenido de humedad del suelo y demostrar el procedimiento para determinar el contenido de humedad en el laboratorio.

En ambientes al aire libre, se agrega agua al suelo natural mediante precipitación o deliberadamente con el riego de las plantas. Como los poros en el suelo se llenan con agua a expensas de aire, la humedad del suelo aumenta. Cuando todos los poros están llenos de agua, el suelo está saturado. Si el suelo en la superficie está saturado, exceso de agua se lixiviará hacia abajo a través de poros en suelo más profundo. Lixiviación continúa hasta que no haya suficiente agua para saturar todo el espacio de poro. En este punto los poros contienen algunos aire y películas finas de humedad. Las películas de agua dentro de los poros son sostenidas por la tensión superficial de los coloides del suelo, así deja de agua de lixiviación.

Después de paradas de lixiviación y exceso de agua haya drenado del suelo, el suelo se describe como a capacidad de campo. Suelo a capacidad de campo tiene poros que están parcialmente llenos de aire, rodeada de películas de humedad. Suelo a capacidad de campo es óptima para el crecimiento de las plantas y los microorganismos del suelo aeróbico, ya que hay aire y agua. Por el contrario, suelo saturado, donde todos los poros están llenos de agua, va a crear un ambiente anaerobio que puede matar las plantas y suprimir microbios aerobios del suelo.

La masa de suelo húmedo se compone de la masa de las partículas de suelo seco, además de la masa del agua en el suelo. La masa seca de las partículas del suelo es fija, mientras que la cantidad de agua en suelo húmedo puede variar. Por lo tanto, el contenido de humedad se calcula sobre una base seca, en lugar de una base de masa total, para asegurar la consistencia. El contenido de humedad del suelo se describe como la relación entre la masa de agua en el suelo al suelo seco. La masa de agua se determina por la diferencia antes y después de secar el suelo.

El siguiente experimento demostrará cómo medir contenido de humedad del suelo en el laboratorio usando estos principios.

Para empezar, recoger muestras de suelo y transferencia en el laboratorio. Muestras de suelo se pueden recoger en el campo usando una barrena de suelo o una paleta. El uso de una barrena de suelo permite el suelo a ser muestreados a profundidades específicas. Transferirlas en el laboratorio. Pesan dos platos de aluminio y registre en forma precisa el peso de cada plato. Alícuota aproximadamente 20 g de suelo húmedo en cada plato de aluminio, luego repesar el plato. Reste el peso del plato vacío del plato completo para adquirir el peso de suelo húmedo.

A continuación, secar el suelo durante la noche en un horno a 105 ° C. Al día siguiente, retire con cuidado las muestras de suelo del horno usando las pinzas. Coloque las muestras de suelo sobre la mesa para enfriar. Cuando las muestras de suelo seco frescas, repesarlos y registrar el peso total. Restar el peso del plato de aluminio y registrar el peso de suelo seco.

Calcular el contenido de humedad del suelo restando el peso del suelo seco por el peso del suelo húmedo, y luego dividiendo por el peso del suelo seco.

Aunque la medida es simple, es importante determinar el contenido de humedad del suelo con el fin de comprender mejor las características del suelo.

Contenido de humedad del suelo juega un rollo grande en preocupaciones ambientales, especialmente si se considera la escorrentía de suelos que pueda contener fertilizantes y pesticidas. En este ejemplo, se analizó la escorrentía del suelo mediante un estudio de lluvia simulada con el fin de determinar la retención de un compuesto en suelo húmedo.

Suelo, que contiene urea, fue embalado en cajas de suelo y ensamblada bajo un simulador de lluvia. Escurrimiento del suelo se recogió, y calcula la concentración de urea en el agua de escorrentía. La cantidad de urea en el escurrimiento del suelo fue mayor para los suelos que tenían mayor contenido de humedad, indicando que la urea es mejor absorbido en suelo más seco que en húmedo.

El destino de los productos químicos en el suelo también puede ser analizado por el agua de poro directo de muestreo, usando un lisímetro, como se muestra en este ejemplo. En este experimento, lisímetros o tubo largo de metal, se instalaron en el suelo con césped para analizar agua de poro en suelo vegetal.

Luego se instaló el muestreador de agua de poro y agua bombeada desde el lisímetro después de aplicar productos químicos en el suelo. Luego se analizó el agua recogida, y la concentración de productos químicos aplicados correlacionado con contenido de humedad y profundidad del suelo.

Los resultados demostraron que la concentración del arsenato de metilo monosódico herbicida MSMA, fue el más alto de los 2 cm superior de suelo.

Sólo ha visto la introducción de Zeus para contenido de humedad del suelo. Ahora debería entender cómo medir con precisión el contenido de humedad del suelo en el laboratorio. ¡Gracias por ver!

Results

Calcular el contenido de humedad del suelo para cada una de las muestras replicadas utilizando la siguiente ecuación:

% de humedad (MC) =

(base peso seco)

Ejemplo de cálculos:

M = 102 g

D = 90 g

∴ % MC =

MC = 13.3%

Con la adición de 5 g de agua, nuevo M = 107 y D todavía es igual a 90

∴ % MC =

Nuevo MC = 18,9%

Applications and Summary

Conocimiento del contenido de humedad de un suelo en una base de peso seco es útil en un número de maneras. Por ejemplo, si los experimentos se realizan con el suelo que debe modificarse con una concentración conocida de fertilizante de amonio (por ejemplo 50 μg/g), entonces el contenido de humedad en una base de peso seco debe ser determinado. Si el cálculo se completó en una base de peso húmedo, la cantidad de fertilizante a agregar depende del contenido de humedad y por lo tanto el peso húmedo de la muestra de suelo. Además, si se consideran las plantas en maceta, el contenido de humedad debe ser conocido para asegurarse de que el suelo no demasiado seco (no hay suficiente humedad para el crecimiento vegetal) o demasiado húmedo (agua y anaerobio). En una situación de campo, conocimiento del contenido de humedad de suelo puede evitar exceso riego y lixiviación de nutrientes del suelo.

  1. Pesan tanto los platos de aluminio.
  2. Alícuota aproximadamente 50 g de suelo húmedo en cada aluminio plato y repesar los platos. Por lo tanto, se conoce el peso húmedo de la muestra de suelo.
  3. Secar el suelo durante la noche a 105 ° C en el horno.
  4. Retire los platos del horno y déjelos enfriar.
  5. Repesar los platos y el suelo seco de horno. Ahora se conoce el peso del suelo seco.

La cantidad de agua en el suelo es un componente importante de los procesos biológicos y ecológicos y se utiliza en aplicaciones tales como agricultura, prevención de la erosión, control de inundaciones y la predicción de la sequía.

Suelos por lo general contienen una cantidad finita de agua, que puede expresarse como el contenido de humedad del suelo. Existe humedad en el suelo dentro de los espacios de poro entre los agregados del suelo, llamadas inter-agregado espacio de poro y dentro de los poros de los agregados del suelo ellos mismos, llamado intra-agregado espacio de poro. Si el espacio de poros está ocupado enteramente por el aire, el suelo está completamente seco. Si todos los poros están llenos de agua, el suelo está saturado.

La medición de la cantidad de agua en el suelo, o el contenido de humedad del suelo, es esencial para la comprensión de las características del suelo y los tipos de plantas y microorganismos que residen en él.

Este video se introducen los conceptos básicos de contenido de humedad del suelo y demostrar el procedimiento para determinar el contenido de humedad en el laboratorio.

En ambientes al aire libre, se agrega agua al suelo natural mediante precipitación o deliberadamente con el riego de las plantas. Como los poros en el suelo se llenan con agua a expensas de aire, la humedad del suelo aumenta. Cuando todos los poros están llenos de agua, el suelo está saturado. Si el suelo en la superficie está saturado, exceso de agua se lixiviará hacia abajo a través de poros en suelo más profundo. Lixiviación continúa hasta que no haya suficiente agua para saturar todo el espacio de poro. En este punto los poros contienen algunos aire y películas finas de humedad. Las películas de agua dentro de los poros son sostenidas por la tensión superficial de los coloides del suelo, así deja de agua de lixiviación.

Después de paradas de lixiviación y exceso de agua haya drenado del suelo, el suelo se describe como a capacidad de campo. Suelo a capacidad de campo tiene poros que están parcialmente llenos de aire, rodeada de películas de humedad. Suelo a capacidad de campo es óptima para el crecimiento de las plantas y los microorganismos del suelo aeróbico, ya que hay aire y agua. Por el contrario, suelo saturado, donde todos los poros están llenos de agua, va a crear un ambiente anaerobio que puede matar las plantas y suprimir microbios aerobios del suelo.

La masa de suelo húmedo se compone de la masa de las partículas de suelo seco, además de la masa del agua en el suelo. La masa seca de las partículas del suelo es fija, mientras que la cantidad de agua en suelo húmedo puede variar. Por lo tanto, el contenido de humedad se calcula sobre una base seca, en lugar de una base de masa total, para asegurar la consistencia. El contenido de humedad del suelo se describe como la relación entre la masa de agua en el suelo al suelo seco. La masa de agua se determina por la diferencia antes y después de secar el suelo.

El siguiente experimento demostrará cómo medir contenido de humedad del suelo en el laboratorio usando estos principios.

Para empezar, recoger muestras de suelo y transferencia en el laboratorio. Muestras de suelo se pueden recoger en el campo usando una barrena de suelo o una paleta. El uso de una barrena de suelo permite el suelo a ser muestreados a profundidades específicas. Transferirlas en el laboratorio. Pesan dos platos de aluminio y registre en forma precisa el peso de cada plato. Alícuota aproximadamente 20 g de suelo húmedo en cada plato de aluminio, luego repesar el plato. Reste el peso del plato vacío del plato completo para adquirir el peso de suelo húmedo.

A continuación, secar el suelo durante la noche en un horno a 105 ° C. Al día siguiente, retire con cuidado las muestras de suelo del horno usando las pinzas. Coloque las muestras de suelo sobre la mesa para enfriar. Cuando las muestras de suelo seco frescas, repesarlos y registrar el peso total. Restar el peso del plato de aluminio y registrar el peso de suelo seco.

Calcular el contenido de humedad del suelo restando el peso del suelo seco por el peso del suelo húmedo, y luego dividiendo por el peso del suelo seco.

Aunque la medida es simple, es importante determinar el contenido de humedad del suelo con el fin de comprender mejor las características del suelo.

Contenido de humedad del suelo juega un rollo grande en preocupaciones ambientales, especialmente si se considera la escorrentía de suelos que pueda contener fertilizantes y pesticidas. En este ejemplo, se analizó la escorrentía del suelo mediante un estudio de lluvia simulada con el fin de determinar la retención de un compuesto en suelo húmedo.

Suelo, que contiene urea, fue embalado en cajas de suelo y ensamblada bajo un simulador de lluvia. Escurrimiento del suelo se recogió, y calcula la concentración de urea en el agua de escorrentía. La cantidad de urea en el escurrimiento del suelo fue mayor para los suelos que tenían mayor contenido de humedad, indicando que la urea es mejor absorbido en suelo más seco que en húmedo.

El destino de los productos químicos en el suelo también puede ser analizado por el agua de poro directo de muestreo, usando un lisímetro, como se muestra en este ejemplo. En este experimento, lisímetros o tubo largo de metal, se instalaron en el suelo con césped para analizar agua de poro en suelo vegetal.

Luego se instaló el muestreador de agua de poro y agua bombeada desde el lisímetro después de aplicar productos químicos en el suelo. Luego se analizó el agua recogida, y la concentración de productos químicos aplicados correlacionado con contenido de humedad y profundidad del suelo.

Los resultados demostraron que la concentración del arsenato de metilo monosódico herbicida MSMA, fue el más alto de los 2 cm superior de suelo.

Sólo ha visto la introducción de Zeus para contenido de humedad del suelo. Ahora debería entender cómo medir con precisión el contenido de humedad del suelo en el laboratorio. ¡Gracias por ver!

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