Metodos muestreo suelos y Fertilidad
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Metodos muestreo suelos y Fertilidad

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Metodos muestreo suelos y Fertilidad Presentation Transcript

  • 1. Muestreo y metodologías de análisis de suelos con fines de fertilidad Héctor Fernando Franco Álvarez Multilab Agroanalítica hectorfernando.franco@cafedecolombia.com
  • 2. SUELO Ente natural, complejo y dinámico, desarrollado a partir de una mezcla de minerales y restos orgánicos, bajo la influencia de factores bioclimáticos
  • 3. FERTILIDAD DEL SUELO Es el estado del suelo en sus condiciones químicas, físicas y biológicas para que las plantas puedan expresar su máxima capacidad genética productiva. Fertilidad Biológica Fertilidad Física Fertilidad Química
  • 4. FERTILIDAD QUÍMICA Se refiere a cantidad y el tipo de nutrimentos que el suelo le aporta a la planta desde la solución del suelo y la fase sólida como reservorio, como el complejo de intercambio, los sólidos inorgánicos parcialmente solubles, los compuestos orgánicos mineralizables, los iones adsorbidos y los complejos organominerales.
  • 5. QUÍMICA AGRÍCOLA Ciencia que estudia el suelo y su fertilización, los vegetales y su fisiología y las relaciones suelo - planta, en aumento de las cosechas con bases económicas. Visande, 1980
  • 6. TOMA DE NUTRIMENTOS POR LA PLANTA MACRONUTRIMENTOS MICRONUTRIMENTOS Carbono CO3=, HCO3- Hierro Fe ++, Fe +++ Hidrógeno H+ Manganeso Mn++, Mn++++ Oxigeno OH- Boro H2BO3-, HBO3= Nitrógeno NH4+, NO2-, NO3- Molibdeno MoO4= Fósforo H2PO4-, HPO4= Cobre Cu+, Cu ++ Potasio K+ Cinc Zn++ Azufre SO3= , SO4= Cloro Cl- Calcio Ca++ Magnesio Mg++
  • 7. DIAGNÓSTICO QUÍMICO DE LA FERTILIDAD 1. Por la química de suelos que regula las interacciones entre los nutrientes y la fases sólida, líquida y gaseosa del suelo. 2. En la extracción química de las formas consideradas disponibles y su determinación analítica. 3. En la relación estadística entre lo extraído del suelo y los índices de crecimiento, nutrición y rendimiento vegetal.
  • 8. QUÍMICA ANALÍTICA • Selección del método. • Obtención de la muestra representativa. • Preparación de la muestra. • Tratamiento de la muestra. • Medición – determinación. • Obtención del resultados – cálculos.
  • 9. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE SUELOS • Químicos • Físicos • Microbiológicos
  • 10. MÉTODOS QUÍMICOS • Toma de la muestra • Preparación • Fertilidad : pH-N-MO-P-K- Ca -Mg-Al-Textura • Caracterización : F + N-CIC-Na-Fe-Mn-Zn - Cu-B-S- Bouyoucos (Ar-L-A)-Clasificación
  • 11. Soluciones extractoras • Los extractantes químicos son soluciones ácidas, básicas y/o de sales que actúan, generalmente aumentando la solubilidad del compuesto que contiene el nutrimento o reemplazándolo en él. • Ej. La solución Bray es una solución ácida de fluoruros, capaz de extraer P, por que el F compleja el catión unido al PO4 y el medio ácido aumenta la solubilidad del compuesto de P presente en el suelo.
  • 12. Extractantes Universales en suelos Extractante Tipo de suelo Elementos P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Morgan (NaC2H3O2 0,73M pH Ácidos a Neutros NO3, NH4, SO4. Al, As, Hg, 4,8) Pb Morgan Wolf (NaC2H3O2 0,73M P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, Zn, CH3COOH 0,52 M - DTPA Ácidos a Neutros Al, NO3, NH4 0,001M) pH 4,8 Ácidos arenosos Melich N°1 (HCl 0,05N baja CIC P, K, Ca, Mg, Na, Mn, Zn H2SO4 0,025N) (<10) Melich N°3 (CH3COOH 0,2N NH4NO3 0,25N P, K, Ca, Mg, Na, B, Cu, Fe, Mn, NH4F 0,15N Ácidos a Neutros Zn HNO3 0,13N EDTA 0,001M) Alcalinos (pH > P, K, Na, Fe, Mn, Zn, As, Cd, AB - DTPA pH 7,6 7,5) NO3
  • 13. Capacidad de intercambio catiónico
  • 14. REACCIÓN DEL SUELO pH • Grado de acidez o basicidad. • Influye principalmente en las características químicas del suelo, en la disponibilidad de nutrimentos, en el intemperismo de minerales.
  • 15. Métodos • Agua relación 1 : 1 • KCl 1 M relación 1 : 10 • CaCl2 0,001 M
  • 16. Potenciómetro
  • 17. El pH y la disponibilidad de los nutrimentos pH 4 5 6 7 8 9 HONGOS BACTERIAS N Ca y N Mg P K S B Cu y Zn Fe y Mn
  • 18. MATERIA ORGÁNICA • Determinación del carbón orgánico oxidable, con dicromato de potasio 1 M en medio sulfúrico. Se determina por titulación con sulfato ferroso o por espectrofotometría uv-vis. • Método Walkley Black.
  • 19. NITRÓGENO • Ntotal: Semimicrokjeldahl • N-NO3: KCl 2 M – Destilación con aleación de Devarda-Titulación • N-NH4: KCl 2 M – Destilación con MgO-Titulación
  • 20. NITRÓGENO
  • 21. FÓSFORO Extracción del P disponible con solución BRAY II y coloración BRAY - KURTZ y E-VIS
  • 22. BASES INTERCAMBIABLES K Ca Mg Na 1. Extracción con KCl 1 M: Ca – Mg 2. Extracción con NH4OAc 1N pH 7,0 3. Extracción en H20
  • 23. ALUMINIO INTERCAMBIABLE Extracción con KCl 1N y determinación por EAA
  • 24. MICRONUTRIENTES Extractantes para Fe - Mn - Zn - Cu Método Descripción 1. CENICAFÉ EDTA 0,01 M + NH4OAc 1 N pH 7,0 2. Carolina Del Norte HCl 0,05 N + H2SO4 0,025 N DPTA 0,005M + TEA 0,01M + CaCl2 0,01 M 3. Lindsay y Norvell pH 7,3 4. Trierweiler y Norvell EDTA 0,01 M + ( NH4)2CO3 1 M pH 8,6 NaHCO3 0,5 N + EDTA 0,01 M + 0,01% + 5. Modificado de Olsen (P/V) superfloc 127 pH 8,5
  • 25. Fe con diferentes extractantes en 8 suelos diferentes Fe Métodos Suelo 1 2 3 4 5 1 143 13 40 490 189 2 109 42 14 104 80 3 270 66 91 11 236 4 107 13 25 297 105 5 343 199 116 54 338 6 585 269 197 943 785 7 1020 483 217 843 1738 8 515 218 275 147 613
  • 26. Mn con diferentes extractantes en 8 suelos diferentes Mn Métodos Suelo 1 2 3 4 5 1 17,0 10,0 3,8 19,3 7,5 2 19,0 7,0 0,8 6,1 5,0 3 89,0 28,0 27,0 24,1 20,0 4 5,0 2,0 0,3 2,8 1,3 5 83,0 52,0 36,0 28,8 30,8 6 13,0 15,0 8,1 8,2 8,0 7 25,0 22,0 2,5 13,1 17,0 8 22,0 24,0 15,5 12,4 11,5
  • 27. BORO Extracción del B disponible con agua caliente y determinación colorimétrica con Azometina–H y E - VIS
  • 28. AZUFRE Extracción del S disponible con Ca(H2PO4)2 0,008M determinación turbidimétrica y E - VIS
  • 29. TEXTURA Método de Bouyoucos Dispersión del suelo con pirofosfato de sodio al 8% , lecturas con hidrómetro para el porcentaje de arena, limo y arcilla. Triángulo textural USDA. Ar, A, F, FAr, FA, FArA .
  • 30. LABORATORIO DE ANÁLISIS DE SUELOS PLANTAS Y AGUAS Sistemas para correlacionar análisis de suelos y las respuestas del cultivo Interpretación de los resultados y Recomendación de fertilizantes Ajustes de Recomendaciones y consideraciones económicas
  • 31. Espectrofotómetro uv-vis
  • 32. MUETREO DE SUELOS • Importante en la generación de información sobre este recurso. • Veremos algunos puntos para un buen muestreo. • Mencionaremos métodos de muestreo de mayor uso en la Ciencia del Suelo y en el diagnóstico de la fertilidad.
  • 33. MUESTREO DE SUELOS PARA FERTILIDAD DE SUELOS Es una de las etapas críticas dentro del proceso del diagnóstico de la fertilidad, por lo tanto se hace necesario hacerlo, con recomendaciones técnicas dependiendo del área a muestrear y del cultivo para el cual se va a hacer el pronóstico.
  • 34. P. Burrough 1991 No existe un único y óptimo diseño de muestreo que sirva para todas las exigencias
  • 35. PUNTO DE PARTIDA ¿Qué se muestrea? - Suelos ¿Qué área? ¿Qué parte del perfil? ¿Algún tipo particular de suelo? ¿Qué atributos?
  • 36. Los resultados son función de la calidad de la muestra. La representatividad de la muestra está influenciada por la variabilidad del suelo. La muestra debe ser representativa: “La representatividad de una muestra es fundamental ya que ella actúa como un substituto y se convierte en la fuente básica de información sobre la cual se basan todos los subsecuentes análisis e interpretaciones” William B. Size
  • 37. El objeto del muestreo es hacer inferencia sobre la población objeto de estudio en base a la información contenida en la muestra. Población: Colección de elementos acerca de los cuales deseamos hacer inferencia. Elemento: Objeto sobre el cual una medición es hecha.
  • 38. Unidad de muestreo: Colección de elementos íntimamente asociados pero no coincidentes de la población. Muestra: Colección de unidades de muestreo tomadas de la población de interés.
  • 39. Muestreo de suelos ¿Por que muestreamos? 2 ha Hortalizas – Frutales 5 ha Cultivos anuales 10 ha Pastos 15 – 30 Submuestras 30 Kg – 1 ha 100 m 15 cm -3 D = 1.5 Tn m 100 m 2 3 V = 10.000 m x 0.15 m = 1.500 m 3 -3 P = 1.500 m x 1.5 Tn m P = 2.250 Tn = 2.250.000 kg 30 Kg 0.0002%
  • 40. Tipos de muestreo • Dirigido • Aleatorio simple • Aleatorio estratificado • Sistemático • Conglomerado • Anidado
  • 41. Dirigido Sitios típicos son seleccionados
  • 42. Aleatorio simple Una muestra de tamaño n es tomada de una población de tamaño N, de forma que cada muestra posible de tamaño n tenga el mismo chance de ser elegida
  • 43. Aleatorio estratificado Los elementos de la población son divididos en estratos y de cada uno se selecciona una muestra aleatoria simple
  • 44. Sistemático
  • 45. Sistemático en una dimensión La muestra se obtiene al seleccionar aleatoriamente un elemento de los primeros k elementos en el marco y cada kº elemento a partir de allí (muestreo sistemático 1 en k).
  • 46. Sistemático dos dimensiones Los puntos de muestreo son ubicados a intervalos regulares en una cuadrícula.
  • 47. Sistemático no alineado Combina ventajas de la cuadrícula regular y la aleatorización. Y X
  • 48. Conglomerado
  • 49. Conglomerado Para estudios en grandes extensiones y no se dispone de los recursos ni del tiempo para abarcar toda el área. Es equivalente a los estudios por área muestra. Constituye una muestra aleatoria simple en la cual cada unidad de muestreo es una colección o conglomerado de elementos.
  • 50. Anidado
  • 51. Anidado Se utiliza cuando las escalas espaciales de los patrones de suelo no son conocidos, o no pueden ser deducidos fácilmente por la superficie y el relieve. Persigue replicar el muestreo a diferentes intervalos para cubrir un rango completo de escalas.
  • 52. Muestra simple - muestra compuesta La muestra compuesta es válida cuando: El volúmen muestreado representa una población homogénea. Cada submuestra contribuye en igual volúmen a la muestra total. No ocurren interacciones que afecten los resultados. El objetivo es tener un estimado no sesgado del valor promedio de la propiedad de interés.
  • 53. Finalmente nos planteamos ¿Dónde?, ¿Cómo?, ¿Cuándo?, ¿Cuantas?, ¿A qué distancia?, ¿Qué clase de muestra? Se requiere de conocimiento previo. Objetivos, análisis cuantitativo (estadístico). Recursos disponibles.
  • 54. Horizontal - Vertical ¿Dónde? (Espacio horizontal y vertical). Gran cantidad de información. Sitios representativos.
  • 55. Muestreo horizontal vs vertical Espacio horizontal vs vertical. Muestreo dirigido Muestreo aleatorio estratificado Muestreo sistemático (alineado y no alineado) Muestreo sistemático estratificado Muestreo conglomerados Muestreo anidado
  • 56. Muestreo consideraciones finales ¿Cómo? Cuando se tiene buen nivel de referencia: Muestreo dirigido. Cuando se tiene algún nivel de referencia: Muestreo aleatorio simple. Muestreo Sistemático (alineado y no alineado) Muestreo en conglomerados. Cuando no se tiene nivel de referencia. Muestreo anidado.
  • 57. Muestreo consideraciones finales ¿Cuándo ? Propiedades (Estáticas vs dinámicas) ¿Cuántas? Variabilidad Precisión Exactitud
  • 58. GUÍA PARA TOMAR MUESTRAS Se recomienda un muestreo sistemático alineado Algunas ventajas son: •Muestras fácilmente seleccionadas y ubicadas. •Cobertura uniforme de la población. •Facilita la representación en mapas. Cultivo Distancia(m) Café* 20-30 Cítricos* 40-50 Pastos 60 - 100 Papa 20-30 Transitorios 100 Hortalizas 10 - 20 * Tomando 4 puntos alrededor del árbol.
  • 59. Unidades de muestreo por finca 7 4 6 5 2 3 8 1
  • 60. SISTEMA DE TOMA DE MUESTRA
  • 61. Elementos para la toma de muestras
  • 62. Clases de barrenos para muestreo
  • 63. Barreno Holandés 40 cm Tubería galvanizada ¾” Ø Lámina acero inoxidable 3/16” * 2” 65 cm 2,5 cm 3,0 cm 12,5 cm 25 cm
  • 64. Cítricos producción
  • 65. CAFÉ ADULTO Profundidad de 25 cm y a unos 50 cm del tronco RAÍCES LATERALES SUPERFICIALES 100 cm. 50 cm. 0 cm. 0 cm. 10 cm. RAÍZ 50% PIVOTANTE RAICES ABSORBENTES 50 cm. RAÍCES LATERALES PROFUNDAS (2 - 3 m.)
  • 66. TOMA DE MUESTRA
  • 67. Conclusiones • Evitar el muestreo a ciegas. • Considerar: Historia del campo y su manejo Topografía o relieve Fotos aéreas Mapas de suelo y/o de rendimiento • Ningún esquema de muestreo es mejor para todos los lotes o nutrientes. • La clave es adaptar el método de muestreo, a las condiciones específicas de cada lote.
  • 68. Viajero por la patria Ha presenciado usted un resumen de la pródiga Geografía Colombiana cuya epidermis sintetiza en los suelos, la incesante interacción de los materiales geológicos, los climas, la topografía y los organismos. Los mismos factores que lo originan rivalizan por degradarlo y es el hombre quien por su necesidad, por su ignorancia o por su desmedido ánimo de lucro, acelera su destrucción. “PRODUCIR PROTEGIENDO” es el desafío que afronta Colombia. El reto permanente, en cada lugar de la Patria, exige una inteligente decisión y una acción continuada de cada ciudadano para proteger este recurso natural. Los Colombianos del mañana no deben ser defraudados. El IGAC lo invita a compartir responsablemente esta filosofía.
  • 69. Gracias!