Temperatura y Aireación del Suelo
La temperatura y la aireación del suelo son los componentes térmicos y gaseosos del ambiente edáfico, que rigen las tasas de los procesos biológicos y químicos y el suministro de oxígeno a las raíces y los microbios.
Definition
La temperatura del suelo es el estado térmico del suelo resultante del intercambio de energía en la superficie y la conducción de calor a través del perfil; la aireación del suelo es el intercambio de oxígeno, dióxido de carbono y otros gases entre el espacio poroso del suelo y la atmósfera.
Scope
Este tema cubre el balance de calor y las propiedades térmicas que establecen el régimen de temperatura del suelo, la composición y el intercambio del aire del suelo, y el vínculo entre la aireación, el contenido de agua y el estado redox del suelo. Trata las fases gaseosa y térmica que completan el panorama físico del suelo junto con el agua.
Core questions
- ¿Qué controla el régimen de temperatura del suelo a lo largo del día y del año?
- ¿Cuál es la composición del aire del suelo y cómo se intercambia con la atmósfera?
- ¿Cómo rige el contenido de agua la aireación y el suministro de oxígeno?
- ¿Cómo afectan la temperatura y la aireación a los procesos biológicos y químicos?
Key concepts
- Balance de energía superficial del suelo
- Conductividad térmica y capacidad calorífica
- Régimen de temperatura del suelo
- Composición del aire del suelo
- Difusión de gases y porosidad llena de aire
- Aireación, anegamiento y redox
Key theories
- Balance de calor y conducción del suelo
- La temperatura del suelo se establece por el balance de energía superficial y por la conducción de calor hacia el perfil, con la conductividad térmica y la capacidad calorífica dependiendo fuertemente del contenido de agua, por lo que los suelos húmedos se calientan y enfrían más lentamente.
- Aireación y difusión de gases
- El oxígeno llega a las raíces y los microbios principalmente por difusión a través de los poros llenos de aire, por lo que la aireación depende de la porosidad y el contenido de agua; cuando los poros se llenan de agua, la difusión colapsa y el suelo se vuelve anaeróbico, cambiando su estado redox.
Mechanisms
La radiación, la conducción, la convección y el intercambio de calor latente en la superficie establecen la entrada de calor del suelo, que se conduce hacia abajo y se amortigua y retrasa con la profundidad, produciendo ondas de temperatura diarias y estacionales. El aire del suelo es más rico en dióxido de carbono y más pobre en oxígeno que la atmósfera debido a la respiración de las raíces y los microbios; el oxígeno se repone principalmente por difusión a través de los poros llenos de aire. Cuando el agua llena los poros, la difusión de gases disminuye drásticamente, el oxígeno se agota y el suelo se vuelve anaeróbico, cambiando su química y biología.
Clinical relevance
La temperatura del suelo controla la germinación de las semillas, el crecimiento de las raíces y las tasas de ciclaje de nutrientes, mientras que la aireación determina si las raíces y los microbios aeróbicos tienen suficiente oxígeno; manejar el drenaje, la cobertura de residuos y la compactación para mantener los suelos adecuadamente cálidos y aireados es importante para la productividad de los cultivos y para limitar pérdidas como la desnitrificación.
History
El estudio del régimen térmico del suelo se basó en la teoría clásica de la conducción de calor aplicada al balance de energía superficial del suelo, mientras que la investigación sobre la aireación del suelo vinculó la difusión de gases, el contenido de agua y la química redox, estableciendo el papel de las fases gaseosa y térmica en la función del suelo.
Key figures
- Daniel Hillel
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- hillel1998
- brady2016
Frequently asked questions
- ¿Por qué los suelos anegados tienen bajo contenido de oxígeno?
- El oxígeno llega al suelo principalmente por difusión a través de los poros llenos de aire, lo cual es miles de veces más rápido que la difusión a través del agua; cuando los poros se llenan de agua, el suministro de oxígeno colapsa mientras la respiración continúa, por lo que el suelo se vuelve rápidamente anaeróbico.
- ¿Por qué los suelos húmedos se calientan más lentamente en primavera?
- El agua tiene una alta capacidad calorífica y gran parte de la energía entrante se destina a evaporarla en lugar de aumentar la temperatura, por lo que los suelos húmedos requieren más energía para calentarse y se quedan atrás de los suelos más secos en primavera.