Caracterización hidráulica de la superficie de bioporos de lombriz usando técnicas de mini-infiltración

Abstract

El fenómeno de flujo preferencial implica que el agua que infiltra en el suelo y los solutos disueltos se mueva a través de una fracción de poros reducida como grietas o bioporos, evitando la matriz del suelo. Una de las principales vías que influye en el proceso de flujo preferencial es la presencia de bioporos derivados de la actividad de las lombrices (EB). Este tipo de bioporos presentan la particularidad de estar recubiertos de materia orgánica (MO), lo que deriva en un aumento de la repelencia al agua, pudiendo acelerar el flujo preferencial. Sin embargo, la caracterización hidráulica de este tipo de superficies resulta extremadamente dificultosa debido a la pequeña escala a la cual sucede y al fenómeno de repelencia al agua que generan comportamientos atípicos de infiltración, implicando la imposibilidad de utilizar las ecuaciones estándar. Los objetivos de este trabajo son: i- caracterizar el comportamiento hidráulico de bioporos de lombriz usando técnicas de mini-infiltración; ii- comparar análisis de infiltración estándar con el algoritmo BEST-WR, desarrollado para suelos hidrofóbicos; y iii- determinar la distribución espacial de la repelencia al agua en superficies de bioporos de lombriz y su relación con la composición de la MO. Se extrajeron muestras de los horizontes Bt y C en un Luvisol Háplico característico del campo experimental CarboZALF-D, ubicado en las cercanías de Dedelow, región noreste de Alemania, perteneciente al Leibniz-Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF). En distintos puntos georeferenciados, incluyendo la pared del bioporo y la matriz del suelo, se determinó la conductividad hidráulica a distintas tensiones (K (h)), la sortividad del agua y etanol (Sw, Se, respectivamente), el índice de repelencia al agua (RI) y el tiempo de cese de repelencia (WRCT) a partir de los datos de mini-infiltración. Se usó adicionalmente para el análisis de los datos de mini-infiltración el algoritmo adaptado de estimación de parámetros Beerkan Estimation of Soil Transfer (BEST) para suelos repelentes al agua (BEST-WR). Adicionalmente se determinó el índice de mojabilidad potencial (PWI) con espectroscopía infrarroja en modo de reflectancia difusa (DRIFT). De los resultados obtenidos, se observaron menores valores de K, Sw y RI en las paredes del bioporo en comparación con la matriz, relacionado a la presencia de grupos funcionales de la MO hidrofóbicos (C-H), los cuales disminuyeron la mojabilidad del suelo. El algoritmo BEST-WR mostró ajustes satisfactorios de las curvas de infiltración acumulada, mostrando valores de Sw similares a los determinados a través de metodologías estándar, permitiendo la caracterización hidráulica en pequeña escala de superficie de bioporos.