La microtomografía de rayos X para investigar el espacio poroso y su relación con la retención y conducción del agua en suelos altamente meteorizados
Autores: Pessoa, Thaís Nascimento; Ferreira, Talita Rosas; Pires, Luiz Fernando; Cooper, Miguel; Uteau, Daniel; Peth, Stephan; Vaz, Carlos Manoel Pedro; Libardi, Paulo Leonel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La microtomografía de rayos X para investigar el espacio poroso y su relación con la retención y conducción del agua en suelos altamente meteorizados
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Estructura del suelo
Propiedades hidráulicas
Procesos de agregación
Oxisoles
Microtomografía
Comportamiento del agua
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La estructura del suelo controla las propiedades hidráulicas del suelo y está vinculada a los procesos de agregación del suelo. Los procesos de agregación de los Oxisoles están controlados principalmente por la mineralogía de arcilla y la actividad biológica. La microtomografía computarizada (uCT) puede ser una herramienta para mejorar el conocimiento de las propiedades hidráulicas de estos suelos. Por lo tanto, este estudio representa un avance en el uso del análisis de imágenes 3D para comprender mejor el comportamiento del agua en suelos tropicales. En este trabajo, se estudiaron tres Oxisoles con el objetivo de (i) caracterizar la curva de retención de agua del suelo (SWRC), la frecuencia de tamaño de poro correspondiente y la conductividad hidráulica saturada (K); (ii) utilizar uCT para obtener, basado en imágenes 3D de la estructura del suelo y distribución de tamaño de poro; y (iii) correlacionar parámetros de SWRC, K y uCT con otros atributos físico-hídricos, químicos y mineralógicos. Rhodic Haplustox-P1, Anionic Acrustox-P2 y Typic Hapludox-P3 fueron los tres Oxisoles estudiados. Las diferencias entre los SWRC estaban relacionadas con la morfología de la estructura de tipo microgranular y en bloque, que modificaba el espacio de poro del suelo. La frecuencia de tamaño de poro se calculó a partir de los SWRC para poros con diámetros de 87 +/- 2 m en P1, 134 +/- 11 m en P2 y 175 +/- 18 m en P3. La distribución del tamaño de poro de uCT se determinó para el rango de 20-100 um, principalmente con los porcentajes más altos: 12 +/- 1.09% para P1 y 12 +/- 1.4% para P2. La conectividad de poros se evaluó a partir de imágenes calculando Números de Euler (EN), con las diferencias relacionadas con el mayor poro (EN): P1 (-44,223 +/- 10,096) y P2 (-44,621 +/- 12,573) mostraron poros más conectados (EN) en comparación con P3 (-11,597 +/- 6935). El parámetro EN fue decisivo para entender los procesos de retención y conducción de agua de los suelos estudiados. El espacio de poro mejor conectado aumentó K en P1 (220 +/- 0.05 mm h) y P2 (189 +/- 0.1 mm h) en comparación con P3 (20 +/- 0.3 mm h) y modificó la forma de los SWRC.
Descripción
La estructura del suelo controla las propiedades hidráulicas del suelo y está vinculada a los procesos de agregación del suelo. Los procesos de agregación de los Oxisoles están controlados principalmente por la mineralogía de arcilla y la actividad biológica. La microtomografía computarizada (uCT) puede ser una herramienta para mejorar el conocimiento de las propiedades hidráulicas de estos suelos. Por lo tanto, este estudio representa un avance en el uso del análisis de imágenes 3D para comprender mejor el comportamiento del agua en suelos tropicales. En este trabajo, se estudiaron tres Oxisoles con el objetivo de (i) caracterizar la curva de retención de agua del suelo (SWRC), la frecuencia de tamaño de poro correspondiente y la conductividad hidráulica saturada (K); (ii) utilizar uCT para obtener, basado en imágenes 3D de la estructura del suelo y distribución de tamaño de poro; y (iii) correlacionar parámetros de SWRC, K y uCT con otros atributos físico-hídricos, químicos y mineralógicos. Rhodic Haplustox-P1, Anionic Acrustox-P2 y Typic Hapludox-P3 fueron los tres Oxisoles estudiados. Las diferencias entre los SWRC estaban relacionadas con la morfología de la estructura de tipo microgranular y en bloque, que modificaba el espacio de poro del suelo. La frecuencia de tamaño de poro se calculó a partir de los SWRC para poros con diámetros de 87 +/- 2 m en P1, 134 +/- 11 m en P2 y 175 +/- 18 m en P3. La distribución del tamaño de poro de uCT se determinó para el rango de 20-100 um, principalmente con los porcentajes más altos: 12 +/- 1.09% para P1 y 12 +/- 1.4% para P2. La conectividad de poros se evaluó a partir de imágenes calculando Números de Euler (EN), con las diferencias relacionadas con el mayor poro (EN): P1 (-44,223 +/- 10,096) y P2 (-44,621 +/- 12,573) mostraron poros más conectados (EN) en comparación con P3 (-11,597 +/- 6935). El parámetro EN fue decisivo para entender los procesos de retención y conducción de agua de los suelos estudiados. El espacio de poro mejor conectado aumentó K en P1 (220 +/- 0.05 mm h) y P2 (189 +/- 0.1 mm h) en comparación con P3 (20 +/- 0.3 mm h) y modificó la forma de los SWRC.