Repositorio de producción científica de la Universidad de Sevilla

Soil water repellency as conditioned by land use management. Short-and long- term effects

 

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dc.contributor.advisor Jordán López, Antonio es
dc.contributor.advisor Martínez Zavala, Lorena María es
dc.creator García Moreno, Jorge es
dc.date.accessioned 2018-03-02T19:10:56Z
dc.date.available 2018-03-02T19:10:56Z
dc.date.issued 2014-12-11
dc.identifier.citation García Moreno, J. (2014). Soil water repellency as conditioned by land use management. Short-and long- term effects. (Tesis Doctoral Inédita). Universidad de Sevilla, Sevilla.
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/11441/70735
dc.description.abstract La repelencia al agua es una propiedad de algunos suelos que reduce las tasas de infiltración, incrementando la generación de escorrentía y el riesgo de erosión del suelo. Aunque los incendios forestales se consideran un factor desencadenante, se sabe que la hidrofobicidad es una de las características de los residuos vegetales y que algunas propiedades del suelo pueden contribuir a su desarrollo. Debido a sus impactos, la repelencia al agua del suelo debe ser considerada cuando se modela el riesgo de erosión del suelo y los procesos hidrológicos. Aunque el estudio de esta propiedad se ha incrementado durante las últimas dos décadas, todavía hay muchas lagunas en el conocimiento que se tiene de ella. La repelencia al agua del suelo se ha estudiado en relación con los incendios forestales, ciertos tipos de vegetación, suelos y climas. Sin embargo, no hay muchos datos sobre la hidrofobicidad natural en suelos no afectados por el fuego o en suelos cultivados. Este trabajo de investigación trata de arrojar luz sobre algunos de estos aspectos, como el estudio de la repelencia al agua del suelo bajo diferentes tipos de bosque mediterráneo, la relación entre el contenido en carbono orgánico, la estabilidad estructural y la repelencia al agua, tanto a nivel de agregados como a escala más detallada, así como el impacto de las prácticas de conservación a largo plazo. Una breve revisión de los conocimientos actuales se lleva a cabo en el capítulo 1, prestando atención a los principios físicos y químicos de la repelencia al agua del suelo y destacando sus principales características e impactos. Los principales objetivos de esta investigación son enunciados del brevemente en el capítulo 2. En el capítulo 3 se estudia la línea de base natural de la repelencia al agua del suelo bajo diferentes tipos de bosque mediterráneo. Aunque existen muchos estudios sobre la repelencia al agua en suelos mediterráneos, relativamente pocos estudios han estudiado este fenómeno a escalas amplias. El objetivo de este trabajo es estudiar el fondo natural repelencia al agua del suelo en suelos mediterráneos de la provincia de Huelva (suroeste de España) bajo tres tipos bosque representativos de este área (pinar, eucaliptal y encinar), su relación con la cobertura vegetal (incluyendo vegetación arbórea, arbustiva y herbáceas) y las propiedades del suelo. El muestreo de campo se llevó a cabo en el verano de 2013 en 15 áreas de Huelva, bajo los tipos de bosques estudiados. La cubierta vegetal se caracterizó en cada caso mediante transectos. La prueba de tiempo de penetración de la gota de agua se utilizó para evaluar la persistencia de la repelencia al agua, y se determinaron las principales propiedades del suelo (textura, pH, C orgánico, N, P extraíble, cationes básicos intercambiables – Ca2+, Mg2+, K+ y Na+ – y la capacidad de intercambio catiónico). Los resultados obtenidos mostraron que la repelencia al agua está presente bajo todos los tipos de vegetación considerados, aumentando de acuerdo con la secuencia encinar<eucaliptal<pinar. La persistencia de la repelencia al agua del suelo fue siempre mayor bajo la cobertura de árboles (frente a arbustos o plantas herbáceas) y por lo general disminuyó en las zonas desnudas de vegetación, aunque los suelos desnudos bajo pinar mostraron una cierta proporción de observaciones de repelencia ligera a fuerte. La severidad de la repelencia al agua de los suelos bajo eucaliptos y encinas aumentó con la presencia de arbustos y plantas herbáceas, si bien niveles similares no se llegaron a encontrar fuera de la cobertura arbórea. Los suelos cubiertos por vegetación en los bosques de pino siempre mostraron repelencia al agua excepto en algunas zonas desprovistas de vegetación, lo que sugiere que el pinar posee un alto potencial para la generación de hidrofobicidad. El pH del suelo y la proporción de arcilla mostraron correlaciones negativas con repelencia al agua del suelo. Por otra parte, se encontró una correlación negativa entre la hidrofobicidad y la proporción de K+ intercambiable, lo que sugiere que la deficiencia de K limita el aporte de sustancias hidrofóbicas en el suelo por parte de la vegetación leñosa. La relación entre el carbono orgánico, la repelencia al agua y la estabilidad estructural de suelos bajo diferentes tipos de cultivo y tipos de manejo, tanto a nivel de agregados como en el interior de los mismos, se estudia en el capítulo 4. Ahí se analiza la distribución de C orgánico y de la hidrofobicidad en agregados de suelos mediterráneos bajo diferentes cultivos (albaricoque, cítricos y trigo) y tipos de manejo agrícola (laboreo convencional y no laboreo/mulching), tanto en agregados de suelo de diferente tamaño como en su interior. Para ello, se seleccionaron agregados no alterados y se separaron cuidadosamente en grupos según su tamaño (0.25 a 0.5. 0.5 a 1. 1-2. 2-5. 5-10 y 10-15 mm). En el caso de los agregados más gruesos (10-15 mm), además, se separaron las capas externa, de transición e interior mediante un procedimiento de abrasión mecánica. El contenido de C orgánico en la fracción tierra fina (< 2 mm) de suelos bajo diferentes cultivos no mostró variaciones importantes, aunque sí fue significativamente más alto en suelos con mulch que en suelos bajo laboreo convencional. La distribución de C orgánico en agregados con diferente tamaño varió entre suelos según el cultivo, pero en general aumentó en los agregados más finos. A nivel intra-agregado, el C orgánico se concentró preferentemente en la capa exterior de los agregados de suelo bajo laboreo convencional. Sin embargo, es posible que esto se debiese a aportes o lixiviados orgánicos recientes. En el caso de suelos bajo mulch, se observaron concentraciones más altas, pero no se encontraron diferencias significativas entre las diferentes zonas del agregado. La intensidad de la repelencia al agua, determinada mediante el método del etanol, no mostró grandes variaciones entre suelos bajo diferentes cultivos, pero sí aumentó de forma significativa en el caso de los suelos bajo prácticas de conservación. De modo general, los agregados más gruesos eran fácilmente humectables, mientras que los agregados más finos mostraron una ligera repelencia al agua. Independientemente de las variaciones en la distribución de C orgánico en el interior de los agregados de suelo bajo laboreo convencional, en ningún caso se encontraron diferencias en la intensidad de la hidrofobicidad en el interior de los agregados. Finalmente, también se concluyó que la estabilidad estructural de los agregados de los suelos estudiados depende mucho más de la intensidad de la repelencia al agua que de la concentración de C orgánico. El impacto de las prácticas de tratamiento conservador en el largo plazo se estudia en el capítulo 5. La aplicación de los residuos de cultivos a los suelos cultivados combinados con siembra directa son prácticas utilizadas para mejorar la gestión del agua, aumentar la fertilidad del suelo, la producción de cultivos y el control de la erosión del suelo. Prácticas de conservación como el mulching o el no laboreo no sólo ayudan a aumentar el contenido de materia orgánica en los suelos y contribuyen a reducir la respuesta hidrológica del suelo, sino que también aumentan la repelencia al agua del suelo. En esta investigación se ha estudiado el efecto del no laboreo y la adición de diferentes tasas de mulching (1-4 -MR1-, 5-8 -MR2- y 9-12 Mg ha-1año-1 de paja de trigo -MR3) frente al laboreo convencional durante diferentes períodos de tratamiento (1-15 años). Para ello, se analizó la repelencia al agua y el contenido de materia orgánica de los diferentes suelos seleccionados y se realizaron experimentos de simulación de lluvia con el objetivo de estudiar el impacto del manejo del suelo en su respuesta hidrológica, determinando en cada caso el tiempo de encharcamiento, Tp, el tiempo de generación de escorrentía, Tr, y la tasa de escorrentía). Los suelos MR1 mostraron repelencia al agua subcrítica, mientras que MR2 y MR3 mostraron ligera repelencia al agua sólo después de algunos años de tratamiento. La repelencia subcrítica o ligera debida al manejo del suelo indujo cambios en Tp y Tr, especialmente en MR1. Por otro lado, el aumento en la intensidad de la repelencia al agua en MR2 y MR3 redujo el impacto positivo de la adición de materia orgánica y acortó considerablemente el tiempo de generación de escorrentía, aumentando así el riesgo de erosión. es
dc.format application/pdf es
dc.language.iso eng es
dc.rights Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ *
dc.subject Química agrícola es
dc.title Soil water repellency as conditioned by land use management. Short-and long- term effects es
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis es
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion es
dc.rights.accessrights info:eu-repo/semantics/openAccess es
dc.contributor.affiliation Universidad de Sevilla. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola es
idus.format.extent 164 p. es
Size: 3.386Mb
Format: PDF

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