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Interfaz suelo

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Modela la zona de intercambio entre la raíz y el suelo: la absorción de agua (potencial mátrico), la captación de nutrientes (difusión y flujo de masa en la solución del suelo), y la biogeoquímica de la rizosfera (exudados, micorrizas, pH local). La característica más importante del suelo para la planta es su conductividad hidráulica, que cae de forma no lineal al secarse, creando un cuello de botella en el suministro de agua mucho antes de que el suelo esté seco en términos absolutos.

ID:('ky', 5)


Conductividad suelo

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$k_{soil}=k_{sat}\left(\frac{\theta}{\theta_{sat}}\right)^n$

$n$
Exponente hidráulico
$1$
$\theta_{sat}$
Humedad de saturación
$m³/m³$
$\theta$
Humedad volumétrica
$m³/m³$
$k_{soil}$
Conductividad hidráulica del suelo
$m/s$
$k_{sat}$
Conductividad saturada
$m/s$



ID:('gm', 34)


Potencial mátrico simple

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$\Psi_{soil}=-\frac{0.01}{\theta/\theta_{sat}}$

$\theta_{sat}$
Humedad de saturación
$m³/m³$
$\theta$
Humedad volumétrica
$m³/m³$
$Psi_{soil}$
Potencial hídrico suelo
$MPa$



ID:('gm', 35)


Flujo agua raíz

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$J_w=k_{soil}A_{root}(\Psi_{soil}-\Psi_{root})$

$Psi_{root}$
Potencial hídrico raíz
$MPa$
$Psi_{soil}$
Potencial hídrico suelo
$MPa$
$k_{soil}$
Conductividad hidráulica del suelo
$m/s$
$A_{root}$
Superficie absorbente raíz
$m²$
$J_w$
Flujo de agua hacia raíz
$m³/s$



ID:('gm', 36)


Difusión nutriente

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$J_N=-D_{soil}\frac{C_{root}-C_{bulk}}{dx}$

$dx$
Distancia de difusión
$m$
$D_{soil}$
Difusividad efectiva suelo
$m²/s$
$J_N$
Flujo difusivo de nutriente
$mol/m²·s$
$C_{bulk}$
Concentración externa
$mol/m³$
$C_{root}$
Concentración junto a raíz
$mol/m³$



ID:('gm', 37)


Captación micorrizada

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$U_N=J_NA_{root}M_f$

$M_f$
Factor micorrícico
$1$
$A_{root}$
Superficie absorbente raíz
$m²$
$J_N$
Flujo difusivo de nutriente
$mol/m²·s$
$U_N$
Captación total de nutriente
$mol/s$



ID:('gm', 38)


Exudados

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$C_{exu}=f_{exu}C_{fix}$

$f_{exu}$
Fracción de carbono exudado
$1$
$C_{exu}$
Carbono exudado
$mol/s$
$C_{fix}$
Carbono fijado
$mol/s$



ID:('gm', 39)


Cambio pH rizosfera

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$\frac{dpH}{dt}=\frac{pH_{eq}-pH}{\tau_{pH}}$

$pH$
PH rizosférico
$1$
$t$
Tiempo
$s$



ID:('gm', 40)


PH equilibrio

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$pH_{eq}=pH_0+a_{pH}(f_{NO3}-f_{NH4})+b_{exu}C_{exu}$

$f_{NH4}$
Fracción absorción amonio
$1$
$f_{NO3}$
Fracción absorción nitrato
$1$
$pH_0$
PH inicial
$1$
$C_{exu}$
Carbono exudado
$mol/s$



ID:('gm', 41)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile