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17556342 manual-de-laboratorio-de-edafologia-ii

  1. 1. 2009 Edafología IIManual de prácticas de laboratorio Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Agronomía ING. AGR. CESAR MARTINEZ 1
  2. 2. Edafología II 2009El suelo, como recurso importante en la dinámica nutricional vegetal, formaparte del sistema de producción de cultivos agrícolas, aunado a esto lacapacidad que tenga el mismo de suministrar los nutrientes esenciales parael crecimiento y desarrollo de las plantas constituyen una de las basespara el éxito agronómico. Manual deEste manual recopila, describe y somete a evaluación las principales prácticas depropiedades químicas del suelo, con el objeto de promover el estudio einterés por parte de estudiantes del área agronómica, contribuyendo así aldesarrollo de la capacidad para analizar e interpretar las distintas laboratorioreacciones que ocurren en un suelo. 2
  3. 3. Í NDICEContenido Pg.PACTICA No. 1.......................................................................................................................................... 3 Muestreo de Suelos ........................................................................................................ 4PRACTICA No. 2 ......................................................................................................................................... 6 Elaboración de aboneras................................................................................................ 6PRACTICA No. 3 ....................................................................................................................................... 14 Determinación de la Capacidad de Intercambio Catiónico y…………………de Bases Cambiables ..................................................................................................... 14PRACTICA No. 4 ....................................................................................................................................... 23 Evaluación de diferentes suelos usando pruebas Biológicas (macetas en………………...invernadero) ..................................................................................................................... 23PRACTICA No. 5 ....................................................................................................................................... 25 Determinación de la materia orgánica y nitrógeno total ............................................. 25PRACTICA No. 6 ....................................................................................................................................... 32 Reacción del suelo (pH) .................................................................................................. 32PRACTICA No. 7 ....................................................................................................................................... 37 Conductividad eléctrica (salinidad y sodicidad) ........................................................... 37Evaluación ................................................................................................................................................. 42 Facultad de Agronomía Subarea de Manejo de Suelo y Agua -FAUSAC- 2009 3
  4. 4. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALAFACULTAD DE AGRONOMIAAREA TECNOLOGICASUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUALABORATORIO DE EDAFOLOGIA IIINSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ PRACTICA No. 1 MUESTREO DE SUELOSI. INTRODUCCIONP ara poder diagnosticar el estado de un suelo es necesario realizar un muestreo de este. El muestreo consiste en la técnica de obtener porciones de suelo de un área homogénea, para analizar sus características físicas y/o químicas. Los muestreos serealizan con diferentes fines ya sean de fertilidad o de capacidad de uso de la tierra entre otros.Para obtener resultados confiables de características físicas o químicas de un suelo esimportante realizar un adecuado muestreo, principalmente porque cuando se muestrea, elvolumen que se utiliza equivale aproximadamente al 0,0000005 % del peso medio de 1 ha (0-20 cm), por lo tanto estas muestras deben ser representativas.Es importante mencionar que deben tomarse las mayores precauciones para la obtención demuestras para no contaminar las mismas, también es importante identificar las muestras.II. OBJETIVOSQue el estudiante• Conozca los principios del muestreo de suelos.• Aplique las condiciones adecuadas al manejo de muestras tanto en el campo como en el laboratorio.• Por medio de la aplicación practica del muestreo le de prioridad a esta técnica. 4
  5. 5. III. FUNDAMENTO TEORICO muestras con fines de riego, toma de muestras con problemas específicos (salinidad, toxicidad, etc.). El muestro es el primer paso de unaanálisis químico de suelo, y el más critico, 3.2 TOMA DE MUESTRAS CON FINESya que se constituye en la fuente de error DE FERTILIDAD DE SUELOSmás común (Petersen and Calvin, 1986).Ya en los albores de esta práctica, Cline El objetivo principal del análisis químico de(1944) expresó que el límite de exactitud una muestra de suelo, es determinar laestá dado por el muestreo y no por el capacidad de éste para suministrar losanálisis. Esto sucede porque a través de nutrientes esenciales en las cantidadespocas muestras (generalmente no más de 1 adecuadas para todo el ciclo del cultivo.kg de suelo) se pretende representar la Para que los resultados de los análisisdisponibilidad de nutrientes de miles de químicos de suelos sean eficientes en latoneladas de suelo. Tanto es así que 1 kg solución de problemas nutricionales, éstosde suelo significa el 0,0000005 % del peso deber ser complementarios con unamedio de 1 ha (0-20 cm). Adicionalmente, información sobre las características físicasSi tomamos en cuenta que dentro de la y químicas del suelo y un amplio historialsuperficie que queremos representar existe sobre los cultivos anteriores, se puedenuna gran variabilidad, la dificultad para seguir los siguientes parámetros:realizar un buen muestreo es aún mayor. La • Caracterización del paisaje: Sevariabilidad se ve incrementada cuando un requiere de una detallada descripcióncampo ingresa en un sistema de siembra del paisaje correspondiente al área dedirecta continua, por la acción residual de muestreo. Esto es importante paralas líneas de fertilización, la acumulación de relacionar las característicasresiduos, aplicación de fertilizantes en la ambientales con los resultadossuperficie del suelo y el reciclado de analíticos y de allí orientar medidas denutrientes hacia estratos superiores del manejo del suelo.suelo (Anghinoni et, al., 2003). • Toma de muestras suficientes, en cantidad y calidad: Tanto la calidad3.1 FINALIDAD DEL MUESTREO DE como la cantidad de muestras sonSUELOS fundamentales para obtener datos analíticos de características y propiedades químicas y físicas del El muestreo de suelos es muy suelo, que sirvan de apoyo alimportante, ya que nos genera información diagnóstico.analítica para manejarlo como tal. En laactualidad se realizan muestreos de suelos • Objetivos del análisis: Se realizancon diferentes finalidades, los más análisis químico-nutritivos del sueloimportantes son: Muestreo con fines de para evaluar el régimen de elementosclasificación de suelos, toma de muestras nutritivos. Los análisis físicos del suelocon fines de fertilidad de suelos, toma de permiten evaluar otros factores de la 1
  6. 6. fertilidad del suelo como los regímenes • Número de submuestras: Dependerá de aire y agua. Los datos de laboratorio del tamaño del área de muestreo y de la y otra información adicional permiten intensidad de uso, el mínimo puede ser orientar medidas de manejo del suelo entre 15 – 20 submuestras por parcela y/o silviculturales. de muestreo.• Época de Muestreo: En suelos no 3.4 MANEJO DE MUESTRAS PREVIO AL sembrados anteriormente, el muestreo LABORATORIO se puede realizar dos o tres meses antes de la siembra; en cultivos de ciclo • Secado: Las muestras que se piensen corto dos meses antes, y en cultivos almacenar durante algún tiempo antes permanentes, anualmente, dos meses de concluir los análisis, se deben secar antes de la fertilización. previamente para evitar cambios químicos que se puedan producir al• El análisis de suelos será tan bueno almacenarlas húmedas. Los valores que como la calidad de las muestras pueden sufrir cambios durante el tomadas, pues la muestra enviada al desecado son los que corresponden a laboratorio, de 0,5 a 1,0 kg, representa pH, P, N, K, Mn, Cu y Zn disponibles. millones de kilogramos de suelo. Por este motivo, una torna de muestra • Para el secado, las muestras se cuidadosa asegura unos resultados de extienden en una superficie plana sobre análisis correctos y de gran utilidad. bandejas o papel limpio, en un lugar bien ventilado, se debe evitar el secado• Frecuencia de muestreo: Cultivos brusco utilizando altas temperaturas. anuales en rotación o un solo cultivo con período de barbecho, cada tres • Molido y tamizado: Ya sea que se años. Cultivos intensivos con utilicen con la humedad del campo o aplicaciones regulares de abonos secadas al aire, las muestras se pueden químicos y orgánicos (hortalizas), cada pasar por un tamiz de 2 mm; las dos años. partículas de grava, rocas, raíces u otras impurezas se deben eliminar, los3.3 FACTORES A CONSIDERAR EN EL agregados del suelo o terrones que noMUESTREO DE SUELOS pasen por el tamiz, deben molerse con rodillos de madera o con morteros y• Tamaño de la unidad de muestreo: El luego tamizarse nuevamente, hasta que tamaño dependerá de la variabilidad del pase toda la muestra. terreno y de la intensidad y tipo de uso de la parcela. En áreas muy uniformes, • Homogenización: Se debe con el mismo uso agrícola y vegetación, homogenizar mezclando el lote puede estar representado por 10 constantemente, por medio de una ha. En áreas de uso muy intensivo con homogenizadora. fuertes aplicaciones de fertilizantes, abonos orgánicos y con riego (hortalizas • Partición: Cuando la muestra es y frutales) el lote no debe ser mayor de grande, se debe partir o cuartear para dos hectáreas. obtener las porciones de la muestra 2
  7. 7. necesarias. Para esto, el suelo se superficial del suelo (Horizonte Ap o Al). amontona y se va repartiendo en partes Luego tomar submuestras del subsuelo iguales. para cada horizonte del perfil hasta un metro de profundidad aproximadamente,3.5 PRECAUCIONES AL TOMAR según el espesor de cada horizonte.MUESTRAS PARA ANÁLISIS DE SUELOS Los depósitos de sales (costras) que• Evitar muestrear suelos muy mojados. aparecen en la superficie de suelos salinos sódicos, deben muestrearse por aparte. Un• Use bolsas plásticas nuevas y limpias, no horizonte alterado por efectos de la acidezde papel. igualmente debe muestrearse separadamente.• No fumar durante la recolección demuestras, para evitar contaminarlas con las Es recomendable tomar una o variascenizas del cigarro, ricas en potasio. muestras de perfiles adyacentes normales, con el propósito de determinar en el análisis• No tomar muestras en áreas recién las propiedades del suelo que seanfertilizadas, sitios próximos a viviendas, responsables de los problemas.galpones, corrales, cercas, caminos,lugares pantanosos o erosionados, áreasquemadas, lugares donde se amontonanestiércol, fertilizantes, cal u otras sustancias IV. MATERIALES Y METODOSque pueden contaminar la muestra. 4.1 MATERIALES3.6 TOMA DE MUESTRAS EN SUELOSPROBLEMA Las áreas de terreno con problemas - Barreno o pala - Balde o cubetaespecíficos conducen a un muestreo de - Bolsas de plásticosuelos con fines de diagnosis. Como - Macheteejemplo de suelos problema podemos - Etiquetasmencionar: suelos ácidos, salinos, sódicos, - Lapiz graso de color oscuro.salino-sódicos, rocosos compactados eimpermeables.Se pueden tomar de 15 a 30 submuestras adistancias, de dos o más metros entre si, encada área representativa. Esta primeramuestra debe corresponder a la capa 3
  8. 8. 4.2 METODOLOGIA 3. FRECUENCIA DE MUESTREO Principalmente se encuentra en 1. DELIMITACIÓN DE LAS ÁREAS función de los recursos con que se cuenta, principalmente del recurso Recorrer la finca y hacer un plano o económico. croquis sencillo de las superficies más o menos homogéneas, en cuanto al tipo - Para cultivos intensivos se de suelo, color, relieve, textura, recomienda: antes de cada siembra. densidad, drenaje, pedregosidad, cultivos o vegetación, apariencia física y - Para cultivos perennes: se clase de manejo recibido anteriormente, recomienda después de la cosecha, donde ubique los detalles más cada 3 o 4 años. También se toma en importantes de la finca como lo son cuenta la zona de goteo es decir el partes altas o bajas, planas o diámetro de copa o sombra de estos. inclinadas, coloración del suelo, si es arenoso o pesado, vegetación alta, 4. RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA media o baja, riesgo de inundación, áreas que no se han trabajado ni Para la toma de muestras se debe fertilizado, y áreas trabajadas y limpiar la superficie del terreno y con fertilizadas. En todo caso se debe tomar ayuda de la pala o el barreno, tomar de forma separada, muestras de áreas una muestra homogénea siempre a la que producen diferente. misma profundidad, si se colecta con la pala se cortan los extremos con el machete y se deposita en el balde. }Las 2. DEFINIR EL TIPO DE MUESTREO submuestras deben ser tomadas entre Se define principalmente para 20 y 30 cm de profundidad, obtener representatividad del área, a dependiendo de la longitud de raíces manera de cubrir los puntos específicos del cultivo que se quiera sembrar o que de interés. Puede se zigzag, en esta sembrado ya. Luego de tener todas cuadricula, diagonales o al azar. las submuestras en el balde (de 15 a 20 por ha) se mezclan homogéneamente y se toma 1 kg aproximadamente. Esta es la muestra compuesta requerida para el análisis. Cuadricula Zig-zag Diagonales La muestra compuesta es constituidapor muestras simples o submuestras. Elnumero adecuado de submuestras por unaha. es de 25. Si las áreas son homogéneaspueden tomarse de 15 – 25 submuestraspor 4 a 6 ha. 4
  9. 9. 5. IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA Muestreo de Suelos. Disponible en línea Para identificar la muestra se debe www.inta.gov.ar/cerroazul/actividad/mue colocar: el nombre del propietario, streo_suelos.htm#Tabladecontenido nombre de la finca, ubicación geográfica, número de muestra y 3. GERDING, V.; SCHLATTER, J.E. parcela, superficie que representa y 1996. MUESTREO DE SUELOS algunas informaciones complementarias PARA EVALUAR SU FERTILIDAD, como lo son: pendiente del terreno, CON ÉNFASIS EN EL RÉGIMEN DE riesgo de inundación, color del suelo, ELEMENTOS NUTRITIVOS. Valdivia, tipo de vegetación, cultivo anterior, UACH, Instituto de Silvicultura. 6 p. rendimiento obtenido, disponibilidad de residuos, tipo de fertilizante usado, si 4. GREZ, R.; PIEL, A.; AÑAZCO, R. encaló y forma y época de aplicación. 1993. LOS ANÁLISIS QUÍMICOS EN LOS ESTUDIOS DE SUELOS Aunque los datos básicos son: fecha de FORESTALES. IN: Suelos Forestales, recolección, profundidad, nomenclatura Boletín de la Sociedad Chilena de la propia, procedencia. Ciencia del Suelo 10: 190-195.NOTA: La toma de muestras de suelo paraestablecer correlación del suelo con una 5. SCHLATTER, J.E.; GREZ, R.;sola planta se limita a la toma de 3 a 5 GERDING, V. 1989. EL ANÁLISISsubmuestras alrededor del tronco de la FOLIAR Y EL ANÁLISIS DE SUELOS,planta a una distancia de 30 a 60 cm. del MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO EN ELtronco, según el tipo de la planta. Esto SECTOR FORESTAL. Santiago,representa la unidad de muestreo mínima CONAF. 8 p. (Chile Forestal,para una planta aislada, pero si se juntan Documento Técnico, 36)15 a 30 muestras, automáticamente sé estatomando muestra compuesta. Estemuestreo se realiza para el caso de cítricos,aguacates, cafetales, etc.V. BIBLIOGRAFIA1. BUCARO CARLOS. Muestreo de suelos. Criterios básicos. Laboratorio de Suelos -CIEFAP- UNPSJB. Patagonia Forestal - Año X No. 1- Abril 2004. 4 p.2. D. SOSA ALBERTO. Instituto nacional de tecnología agropecuaria, Estación Experimental Agropecuaria Cerro Azul. 5
  10. 10. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMIA AREA TECNOLOGICA SUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE EDAFOLOGIA II INSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ PRACTICA No.2 ELABORACIÓN DE ABONERASI. INTRODUCCIONL a agricultura es una ciencia que ha evolucionado a través del tiempo, obteniendo como respuesta la degradación del suelo, por el uso acelerado que se le ha dado a este. Por esta razón en estos tiempos para que un cultivo sea exitoso es necesario aplicarfertilizantes químicos para cubrir las necesidades nutricionales de los mismos. Sin embargotomando en cuenta al porcentaje de población que se dedica a la agricultura en Guatemala,podemos observar que en su mayoría, el acceso a fertilizantes químicos es limitado.Una solución a este problema es el uso de abonos orgánicos, recuperando así algunosservicios ecológicos tales como el reciclaje de nutrientes el cuál se realiza con ladescomposición de la materia vegetal y animal por medio de microorganismos benéficospresentes en el suelo.Por lo anteriormente descrito los abonos orgánicos, no solo ayudan económicamente a lapoblación, sino también trae consigo otros beneficios de tipo ecológico como la incorporaciónde nutrientes en el suelo, así también la mejora de características físicas, químicas y biológicasdel suelo.II. OBJETIVOSQue el estudiante:• Conozca los materiales adecuados para la elaboración de aboneras, sus cualidades y características.• Aprenda la metodología empleada en la elaboración de aboneras tipo compost.• Lleve a cabo el cuidado y manejo de aboneras tipo compost.• Conozca el papel que juega la relación Carbono-Nitrógeno, en el proceso de degradación de los materiales empleados. 6
  11. 11. • Mejora la actividad biológica del suelo:III. FUNDAMENTO TEORICO Actúa como soporte y alimento de los microorganismos ya que viven a3.1 COMPOSTAJE expensas del humus y contribuyen a su mineralización. El compostaje o “composting” es el • La población microbiana es un indicadorproceso biológico aeróbico, mediante el de la fertilidad del suelo.cual los microorganismos actúan sobre lamateria rápidamente biodegradable (restosde cosecha, excrementos de animales y 3.3 FACTORES QUE CONDICIONAN ELresiduos urbanos), permitiendo obtener PROCESO DE COMPOSTAJE"compost", abono excelente para laagricultura. Para que los microorganismosOtra definición del compost o mantillo es: el puedan vivir y desarrollar la actividadresultado de un proceso de humificación de descomponedora se necesitan unasla materia orgánica, bajo condiciones condiciones óptimas de temperatura,controladas y en ausencia de suelo. El humedad y oxigenación.compost es un nutriente para el suelo que Son muchos y muy complejos los factoresmejora la estructura y ayuda a reducir la que intervienen en el proceso biológico delerosión y ayuda a la absorción de agua y compostaje, a demás influenciados por lasnutrientes por parte de las plantas. condiciones ambientales, tipo de residuo a tratar y el tipo de técnica de compostaje empleada. Los factores más importantes3.2 PROPIEDADES DEL COMPOST son:• Mejora las propiedades físicas del suelo: • Temperatura. Se consideran óptimas La materia orgánica favorece la las temperaturas del intervalo 35-55 ºC estabilidad de la estructura de los para conseguir la eliminación de agregados del suelo agrícola, reduce la patógenos, parásitos y semillas de densidad aparente, aumenta la malas hierbas. A temperaturas muy porosidad y permeabilidad, y aumenta altas, muchos microorganismos su capacidad de retención de agua en el interesantes para el proceso mueren y suelo. Se obtienen suelos más otros no actúan al estar esporados. esponjosos y con mayor retención de • Humedad. En el proceso de compostaje agua. es importante que la humedad alcance• Mejora las propiedades químicas: unos niveles óptimos del 40-60 %. Si el Aumenta el contenido en contenido en humedad es mayor, el macronutrientes N, P, K, y agua ocupará todos los poros y por lo micronutrientes, la capacidad de tanto el proceso se volvería anaeróbico, intercambio catiónico (C.I.C.) y es fuente es decir se produciría una putrefacción y almacén de nutrientes para los de la materia orgánica. Si la humedad cultivos. es excesivamente baja se disminuye la actividad de los microorganismos y el 7
  12. 12. proceso es más lento. El contenido de pobres en carbono y ricos en nitrógeno humedad dependerá de las materias son los vegetales jóvenes, las primas empleadas. Para materiales deyecciones animales y los residuos de fibrosos o residuos forestales gruesos la matadero. humedad máxima permisible es del 75- • Población microbiana. El compostaje 85 % mientras que para material vegetal es un proceso aeróbico de fresco, ésta oscila entre 50-60%. descomposición de la materia orgánica, llevado a cabo por una amplia gama de• pH. Influye en el proceso debido a que poblaciones de bacterias, hongos y los hongos toleran un margen de pH actinomicetes. entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia ( pH= 6-7,5 ).• Oxígeno. El compostaje es un proceso aeróbico, por lo que la presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la presencia o ausencia de aireación forzada.• Relación C/N equilibrada. El carbono y Fig. 2.1 Ingresos y egresos en el proceso de el nitrógeno son los dos constituyentes Compostaje básicos de la materia orgánica. Por ello para obtener un compost de buena calidad es importante que exista una 3.4 LAS MATERIAS PRIMAS DEL relación equilibrada entre ambos COMPOST elementos. Teóricamente una relación C/N de 25-35 es la adecuada, pero esta Para la elaboración del compost se variará en función de las materias puede emplear cualquier materia orgánica, primas que conforman el compost. Si la con la condición de que no se encuentre relación C/N es muy elevada, disminuye contaminada. Generalmente estas materias la actividad biológica. Una relación C/N primas proceden de: muy baja no afecta al proceso de compostaje, perdiendo el exceso de • Restos de cosechas. Los restos nitrógeno en forma de amoniaco. Es vegetales jóvenes como hojas, frutos, importante realizar una mezcla tubérculos, etc son ricos en nitrógeno y adecuada de los distintos residuos con pobres en carbono. Los restos vegetales diferentes relaciones C/N para obtener más adultos como troncos, ramas, un compost equilibrado. Los materiales tallos, etc son menos ricos en nitrógeno. orgánicos ricos en carbono y pobres en • Abonos verdes, siegas de césped, nitrógeno son la paja, el heno seco, las malas hierbas, etc. hojas, las ramas, la turba y el serrín. Los 8
  13. 13. • Las ramas de poda de los frutales. Es • Algas. También pueden emplearse preciso triturarlas antes de su numerosas especies de algas marinas, incorporación al compost, ya que con ricas en agentes antibacterianos y trozos grandes el tiempo de antifúngicos y fertilizantes para la descomposición se alarga. fabricación de compost.• Hojas. Pueden tardar de 6 meses a dos • Los períodos de descomposición son años en descomponerse, por lo que se promedios, bajo condiciones de recomienda mezclarlas en pequeñas temperatura ambiente entre 22 y 30 cantidades con otros materiales. grados centígrados y humedad suficiente para posibilitar el crecimiento• Restos urbanos. Se refiere a todos microbiano. aquellos restos orgánicos procedentes de las cocinas como pueden ser restos de fruta y hortalizas, restos de animales de mataderos, etc.• Estiércol animal. Destaca el estiércol de vaca, aunque otros de gran interés son la gallinaza, conejina o sirle, estiércol de caballo, de oveja y los purines.CUADRO 2.1. VELOCIDADES DE DESCOMPOSICIÓN DE VARIOS TIPOS DE MATERIA ORGÁNICATipo de material Relación C/N Vel. de descomposiciónRastrojo de sorgo Alta (entre 30 y 100) Lenta (Entre 90 y 100 días)Granza de arroz Muy alta (superior a 100) Muy lenta (más de 180 días)Aserrín de madera Muy alta (superior a 100) Muy lenta (más de 180 días)Vaina de frijol Baja (inferior a 30) Rápida (menos de 60 días)Pulpa de café Baja (inferior a 30) Rápida (menos de 60 días)Estiércol de ganado Baja (inferior a 30) Rápida (menos de 60 días)Excreta de gallina Baja (inferior a 30) Rápida (menos de 60 días)Rastrojo de maíz Alta (entre 30 y 100) Lenta (entre 90 y 100 días) 9
  14. 14. CUADRO2.2 RELACIÓN CARBONO / NITRÓGENO DE ALGUNOS MATERIALES PARA COMPOST Material Relación C/N Pasto seco 80:1 Heno de legumbres 12-24:1 Paja 75-150:1 Estiércol vacuno 15-25:1 mezclado Estiércol equino con 20-30:1 paja Estiércol ovino 15-20:1 Algas marinas 19:1 Materia fecal humana 5-10:1 Cañas de maíz 60:1 Residuos vegetales 12:1 Estiércol de aves 10-15:1 Orina 0,9:1 Hojas secas 20-60:1 Desechos alimentarios 15-20:1 de la materia orgánica todavía enIV. MATERIALES Y METODOS proceso, 8. Palas para voltear la materia orgánica,4.1 MATERIALES: 9. Un machete para despedazar el material vegetal en trozos de 5 a 10 cm. de largo. Con esto se logra que penetre1. Residuos orgánicos (Pulpa de café y fácilmente la humedad y favorezca el Residuos de cosecha) crecimiento de microorganismos, y la2. Material Vegetal (gramíneas y materia se descomponga fácilmente, leguminosas)3. Suelo orgánico (suelo común), 10. Deben buscarse tubos o postes de4. Dos contenedores a los cuales bambú u otro material adecuado para llamaremos composteros, hacer respiraderos al centro de la5. Cascarilla de arroz que absorbe el abonera, los cuales deben quedar a exceso de humedad, medio metro de dist. entre uno y otro,6. Estiércol como fuente de Nitrógeno7. Cernidor con malla alámbrica adecuada, 11. Una cubeta o regadera para agregar que servirá para separar el producto ya agua en cada capa. biodegradado (que será la composta), 10
  15. 15. 4.2 METODOLOGÍA V. MANEJO- Primer paso: se cúbica el compostero tomando en cuenta el alto, ancho y a. Manejo: Aunque no haya desechos largo de este y se pesan los materiales vegetales que agregar, la abonera debe a utilizar. airearse cada 8 días procurando que se realice el mismo día, para permitir la- Segundo paso: Se coloca en el fondo liberación de los gases producto de la del compostero una capa de cascarilla descomposición, y para proporcionar de arroz. Este ayuda a la aireación y oxígeno al sistema. Se airea, vaciando absorbe el exceso de humedad. el contenido al otro contenedor, revolviendo con la pala y si está muy- Tercer paso: Se coloca una capa de seco el material se rocía con un poco de suelo orgánico, u originario de un agua, sólo para mantener la humedad. bosque (que contenga alta cantidad de Al hacer esto se colocan nuevamente microorganismos). los tubos o postes y se cubre la abonera, tratando de no permitir el paso- Cuarto paso: Se coloca una capa de de agua si acaso lloviera. estiércol, está como portadora de b. Temperatura y riego: Si se presenta microorganismos y fuente de Nitrógeno. mal olor, agregar cal, (en el caso de las aboneras con gallinaza no hacerlo). Los- Quinto paso: Se coloca una capa de tubos que se colocan sirven como material vegetal, seco o fresco, que respiradero y para tomar la temperatura pueden ser leguminosas o gramíneas. y agregar agua en caso necesario. Las siguientes capas se intercalan Antes de darle vuelta a la abonera es siempre con una de cáscarilla de arroz. conveniente tomar la temperatura, para lo cual se introduce un machete, unaNota: Después de cada capa, humedecer varilla o una manguera durante cincocon agua. minutos. Al sacar el machete puede suceder lo siguiente:- Sexto paso: Se cubre con nylon o costales cuando ya esta terminada, esto • Si al sacarlo está caliente y húmedo, con la finalidad de proteger la abonera significa que la abonera funciona bien y del agua directa y evitar la salida solo se le debe dar vuelta para airearla. incontrolable de gases, sin embargo hay que recordar que el proceso es aeróbico • Si al sacarlo está caliente y seco es que y debe haber entrada de aire. Además la abonera se está "quemando" y es colocar tubos PVC o cañas de bambú, a necesario darle vuelta y agregarle agua. cada 50cm para airear a los • Si al sacarlo está frío es que la abonera microorganismos. El primer volteo se tiene humedad excesiva y no funciona hará a los 5 días de haberse elaborado bien y debe hacerse otra. Puede la abonera. emplearse el mismo material, pero debe verificarse que se sigan las instrucciones correspondientes. 11
  16. 16. • Los desechos vegetales o residuos VI. BIBLIOGRAFIA orgánicos se convertirán en composta entre los 45 y 60 días, dependiendo de 1. Apuntes sobre Compostaje. (En la naturaleza de los materiales. Esto línea) Consultado 2 Feb 2007. será, cuando el producto se observe Disponible en: homogéneo, café oscuro y www.eula.cl/contenido/compostaje3 desmenuzado. Se recomienda cernir a .htm los dos meses esta composta. El producto del cernido, se puede utilizar, y 2. El composataje. (En línea) lo que queda en el cernidor se puede Consultado 2 Feb 2007. Disponible incorporar como materia orgánica a en: otro compostero. El tiempo que demora www.infoagro.com/abonos/composta el proceso en una abonera depende de je.asp las condiciones (humedad, temperatura, aireación, materiales proveedores de 3. CONAMA-RM. Manual de Carbono y fuente de Nitrógeno). Si las compostaje casero, Sitio de la condiciones fueron ideales estará listo Comisión Nacional del Medio en 45 días. Ambiente, Región Metropolitana. (En línea) Consultado 3 Feb 2007. Disponible en: www.conama.cl/rm/568/article- 1092.htmlFig. 2.2 Proceso de Aireación y volteo en la elaboración del compost. 12
  17. 17. ANEXOSAnexo1. Microorganismos benéficos importantes en el proceso de descomposición de laMateria Orgánica, en el suelo. 13
  18. 18. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALAFACULTAD DE AGRONOMIAAREA TECNOLOGICASUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUALABORATORIO DE EDAFOLOGIA IIINSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ PRACTICA No.3 DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO Y DE BASES CAMBIABLESI. INTRODUCCIÓNL os suelos son poseedores de cargas que son dadas por el origen de las rocas, siendo estas cargas positivas y negativas. Estas cargas poseen la capacidad de ser intercambiadas pudiéndose definir como lacapacidad de la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a undeterminado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral,denominado Capacidad de intercambio catiónico –CIC-.Esta capacidad es una de las principales propiedades químicas del suelo, que también sedefine como una medida de la cantidad de cationes intercambiables que un suelo puedeadsorber por unidad de peso (base seca). Esta es expresada generalmente en miliequivalentes por 100 gr. de suelo (meq/100gr. s.) o Centimoles por kilogramo de suelo (Cmol+/Kg. suelo).El intercambio catiónico es un proceso reversible por medio del cual las partículas sólidas delsuelo adsorben cationes de la fase acuosa y desadsorben cantidades equivalentes de otroscationes estableciendo un equilibrio entre ambas fases. Esto se debe a las cargas negativaspresentes en los coloides del suelo (arcilla, humus) y en la superficie radicular que adsorbencationes por atracción electrostática. Los cationes adsorbidos se resisten a ser lavados por elagua pero son disponibles para las plantas o pueden ser intercambiados por otros cationespresentes en solución (por acción de masas).La capacidad de intercambio catiónico es una propiedad del suelo que tiene mucha importanciapractica en aspectos tales como fertilidad del suelo elaboración de programas de fertilización,modificación del pH, propiedades físicas del suelo y en la calidad del agua que se percola através del suelo. 14
  19. 19. De los cationes que intervienen en la CIC del suelo, algunos son de reacción ácida (H+, Al+), yotros son de reacción básica (Ca++, Mg++, Na+ y K+), los cuales son de importancia para elmanejo del suelo, por lo que hace necesario conocer las concentraciones en las que seencuentran, para determinar si son necesarias algunas medidas correctivas.II. OBJETIVOSQue el estudiante:1. Comprenda la importancia de la CIC en el estudio de la química del suelo.2. Comprenda y desarrolle la metodología para la obtención de cationes básicos y la determinación de la Capacidad de Intercambio Catiónico.3. Interprete los valores de CIC.4. Interprete las concentraciones de cationes básicos y la CIC en el suelo. 15
  20. 20. Existencia de bordes (superficiesIII. FUNDAMENTO TEORICO descompensadas). Es el más importante, y mejorconocido. En el suelo son varios losmateriales que pueden cambiar cationes.Los principales cambiadores son las arcillasy la materia orgánica (los dos materialespresentan propiedades coloidales). Disociación de los OH de las capas basales.Las causas de la capacidad de cambiode cationes de las arcillas son: Sustituciones atómicas dentro de la red. Enlaces de Van der Waals. En las arcillas, además de en su superficie, los iones pueden entrar entre las láminas. 16
  21. 21. 2. No todos los sitios de intercambio generan la misma fuerza para adsorber los iones. Esto va a depender de las propiedades o características del catión, de la concentración del catión en solución, de la naturaleza del anión acompañante, del tipo de coloide y del pH del suelo. 3.2 VALORES PROMEDIOS DE LALas causas de la capacidad de cambio CAPACIDAD DE INTERCAMBIOde materia orgánica son: CATIONICO Disociación de los OH. Para los coloides del suelo mas frecuentes Disociación de los COOH. se tienen los siguientes valores de Capacidad de intercambio catiónicoLa CIC dependerá de: (expresados en meq/l00 gr. de suelo):• Tipo de coloide arcillas y humus CUADRO 3.1 VALORES PROMEDIOS CIC• Porcentaje de cada uno de ellos presentes COLOIDE CICen el suelo (meq/100 gr.)• pH del suelo por su efecto en generarcargas negativas Humus 100 – 300Los cationes que frecuentemente ocupanlas posiciones de cambio en los suelos son:Ca++, Mg++, K+, Na+, H+,Al+++, Fe+++, Alófono > 100Fe++, NH4,+, Mn++, Cu++ y Zn++. Vermiculita 80 - 1003.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL Montmorillonita 60 – 100INTERCAMBIO CATIONICO Illita 25 - 40Entre los factores que afectan la capacidadde intercambio catiónico podemosmencionar: Clorita 10 - 401. No todos los iones son adsorbidos por la misma fuerza en el complejo de Caolinita 3 – 15 cambio. Óxidos e hidróxidos 0 -3 17
  22. 22. Para diferentes clases texturales se tienenlos siguientes valores de CIC (expresadosen meq/100 gr. de suelo):CUADRO 3.2 VALORES CIC SEGÚNTEXTURA DEL SUELOTEXTURA CIC (meq/100 gr.) El exceso de iones de amonios presentes en la muestra de suelos se lava con un Arenoso 1 –5 disolvente libre de electrolitos para evitar la remoción de iones cambiables. Dicho solvente es el alcohol etílico exento de Franco arcilloso 5 –10 ácidos orgánicos. El NH4+ adsorbido en la micela se reemplaza mediante el Na+, delFranco y franco limoso 5 -15 cloruro de sodio (NaCl) que se le agrega a la muestra. Franco arcilloso 15 – 30 Arcilloso > 30Una CIC mayor de 30 meq/100gr. de suelopuede ser considerada como aceptable,valores muy bajos indica que se hace Luego el Amoniaco presente se destila pornecesario aplicar enmiendas al suelo como medio del método Micro-Kjendahl. Durantepor ejemplo la incorporación de materia el destilado la solución de NH4Cl seorgánica. alcaliniza con una base fuerte que es el hidróxido de sodio (NaOH) lo que permite3.3 PRINCIPIO DEL METODO el arrastre de NH3+ en el vapor de agua.ANALÍTICO3.3.1 DETERMINACIÓN DE CIC Debido a la solubilidad del NH4+ en un A una muestra de suelo se le agrega medio ácido este es fijado en una soluciónuna solución tampónizada de acetato de diluida de ácido bórico (H3BO3) queamonio (NH4COOH3) 1N a pH 7.0, en esta contiene un indicador.forma las cargas negativas de las partículasdel suelo se saturan con NH4+ produciendoel desprendimiento de los cationesintercambiables (acción de masas). 18
  23. 23. Finalmente se valora el ion borato formando Para la determinación de las basesen la reacción mediante titilación con ácido cambiables en el espectrofotómetro essulfúrico valorado (H2SO4) determinando en necesario hacer diluciones para que lasesa forma la cantidad de amonio que concentraciones se encuentren dentro de laestaba presente en las cargas negativas de curva de trabajo del elemento. Laslas partículas del suelo. diluciones se hacen a partir del primer extracto obtenido (el de Acetato de Amonio que arrastro todas las bases) con agua, con esta dilución se determina la concentraciónLa cantidad del borato de amonio (NH4+ + de Na+ y K+, y a partir de esta ultima conH2BO3) formado durante el destilado del Oxido de Lantano para la determinación deamonio (NH3+) es retrotitulada con ácido la concentración de Ca ++ y Mg ++.sulfúrico (H2BO3- + H+ H3BO3); por lotanto el volumen del H2SO4 gastado 3.4 BASES CAMBIABLESmultiplicado por la normalidad del mismo, De las bases cambiables de mayornos da los meq. de NH4+ que reaccionaron importancia en su determinación para elcon H3BO3; esto es equivalente a la CIC del análisis químico del suelo podemossuelo. mencionar al Sodio, Potasio, Calcio y Magnesio.3.3.2 DETERMINACIÓN DE BASESCAMBIABLES El Sodio no es un elemento indispensable para el crecimiento de las plantas, laLas bases cambiables son determinadas importancia de su estudio es que con unamediante el Espectrofotómetro de concentraci6n alta, produce problemas deAbsorción Atómica, el cual esta basado en Sodicidad, las cuales dan como resultado lalos principios del átomo. Un átomo al dispersión de las partículas del suelo,excitarse sus electrones pasan a un orbital destruyendo su estructura, además la capasuperior y adquiere energía de absorción y superior del suelo es impermeabilizadacuando regresa emite energía. impidiendo el ingreso de aire, y causa toxicidad en la planta. Suelos con altasEl espectrofotómetro se divide en tres concentraciones de Sodio necesitanpartes: enmiendas como la aplicación de yeso.• Una lámpara revestida del elemento a El potasio es un elemento esencial para el estudiar crecimiento de las plantas porque• Una fuente de energía para ionizar las constituye los tejidos estructurales de las moléculas y excitar los átomos la cual mismas, incrementa la resistencia a estrés eleva la temperatura a 2,100° con la C. hídrico, regulando la apertura de estomas e ayuda de acetileno y aire; y incrementando la calidad de los frutos.• Un Detector de las señales de emisión El calcio forma compuestos que son parte originadas por un microprocesador, que de las paredes celulares, estimula el muestra los resultados. desarrollo de raíces y hojas. 19
  24. 24. El Magnesio es un elemento esencial en la valorado.molécula de la clorofila, es activador devarios sistemas enzimáticos, ayuda en el 8. Oxido de Lantano, 0.3%.metabolismo de los fosfatos y participa enlos procesos de respiración celular . 4.2 METODOLOGIALa saturación de bases es la proporciónexpresada en porcentaje de los Cationes 1. Pesar 20 gr .de suelo secado al airebásicos adsorbidos o intercambiados en el (corregir peso a base seca) ysuelo en relación a la cantidad total de tamizada a menor de 2 mm.cationes que el suelo puede adsorber. El Introducirlos en un tubo deporcentaje de saturaci6n de bases (%SB) lixiviación.sirve de criterio para corregir un sueloácido, para clasificaci6n de suelos y para 2. Agregar 30 ml. de NH4COOCH3, 1,0conocer la disponibilidad de nutrientes N, lavar las paredes del tubobásicos. permitiendo el saturado de la muestra; después de 6 a 8 horas oV. MATERIALES Y METODOS mas aplicar una segunda porción de 30 ml. de NH4COOCH3, cuando4.1 MATERIALES esta se lixivie aplicar una tercera , ( total 90 ml.) Recoger el extracto en1. Acetato de Amonio (NH4COOH3), IN, un balón aforado de 100 ml.,a pH 7.0 (Diluir 57 ml. de ácido acético llevarlo a volumen de 100 ml., taparhasta 1000 ml. en agua, y neutralizar la e identificar el matraz. Esta soluciónsolución con NH4OH concentrado basta que sirve para la determinación de lasel pH sea 7.0; diluir la solución basta bases intercambiables por mediocompletar 1,000 ml.) del espectrofotómetro de absorción atómica.2. Alcohol Etílico, al 95%. . 3. Agregar tres porciones de 30 ml. de3. Cloruro de Sodio (NaCl) 10 %, alcohol etílico, al 95%, permitiendo llevarlo a un pH 2.0 (Disolver l00 gr. que cada porción se filtre de NaCI, grado reactivo, libre de completamente. Recibir el filtrado amoniaco, en 750 ml. de agua en un beacker de 100 ml. Esta caliente, añadir 4 o 5 gotas de HCI solución se descarta. concentrado y completar a volumen de 1,000 ml.) 4. Aplicar tres porciones sucesivas de 30 ml. de NaCl, al 10%, filtrando4. Indicador mezclado. (Disolver 0.1 gr. completamente cada porción antesde rojo de metilo y 0.5 gr. de verde de de la siguiente aplicación. Recogerbromocresol en 250 ml. de etanol.) el filtrado en un balón aforado de5. Hidróxido de sodio (NaOH), 1:1. 250 ml. y llevarlo a un volumen de 100 ml. Esta solución sirve para6. Ácido bórico (H3BO3), a} 3%. determinar la CIC.7. Ácido sulfúrico (H2SO4). 0.01N. 20
  25. 25. 4.2.1 DETERMINACION DE LA CIC Esta dilución sirve para determinar la concentración de Na + y K+ . 1. Tomar una alícuota de 10 mI. del (relación 1:5) filtrado obtenido de cloruro de sodio 2. Ca y Mg: de la dilución de Acetato (NaCl). Colocarlo en un tubo del de Amonio (NH4COOH3), tomar 2 destilador Microkjeldahl. ml. de extracto y 18 de agua 2. Añadir 10 a 15 ml. de NaOH 1:1. destilada, de esta mezcla extraer 1 ml. añadirlo a un Erlenmeyer de 50 3. Iniciar la destilación, usando un ml. agregar 24 ml. de oxido de Erlenmeyer de 50 ml., para recoger lantano con la ayuda de una el destilado, que debe contener 50 probeta. Esta dilución sirve para ml. de H3BO3 y 6 a 8 gotas de determinar la concentración de Ca ++ colorante (rojo de metilo y verde de y Mg ++ . bromocresol) . Destilar durante 4 minutos recibiendo el destilado. El 3. Llevar los dos Erlenmeyer al H3BO3 tomara un color verde al fijar espectrofotómetro de absorción el NH4+ condensado. atómica y leer las concentraciones de los elementos. El resultado lo da 4. Titular con H2SO4 0.01 N, usando en ppm del elemento en solución, una bureta. El punto final de la por lo que es necesario convertir en titulación será indicado por el ppm en solución a ppm en el suelo. cambio de la solución a un color Para esto se utilizan las siguientes rosado. formulas: 5. Determinar la CIC, mediante la siguiente fórmula: 4. Obtención de peso equivalente4.2.2 DETERMINACION DE BASESCAMBIABLES 5. Determinar la saturación de bases mediante la siguiente fórmula: 1. Na y K: del extracto obtenido de Acetato de Amonio (NH4COOH3), tomar una alícuota de 2 ml. con una pipeta volumétrica, y añadirlo a un Erlenmeyer de 50 ml. .Agregar 8 ml. de agua destilada, al Erlenmeyer con una pipeta graduada de 10 ml. 21
  26. 26. Nota: las bases deben estar expresadas enmeq/100gr de suelo V. BIBLIOGRAFIA 6. Interpretar los resultados. 7. Sugerencia de presentación de resultados. 1. Fassbender H., Bornemisza. E. Química de suelos con énfasis en suelos de CUADRO 3.3 CUADRO DE RESULTADOS América Latina. 1994. Instituto interamericano de cooperación para laNo. Dato obtenido Res por muestra agricultura. San José Costa Rica. 1 Gramos de suelo secado al aire 2. HENRIQUEZ, Manuel, PEREZ, Juana, GASCO, José M. et al. Determinación 2 Peso suelo base seca de la capacidad de intercambio catiónico en arena y caolín usando 3 ml. de H2SO4 0.01 N valorado acetato de amonio, acetato de sodio y usados cloruro de amonio. Bioagro. [online]. ene. 2005, vol.17, no.1 [citado 17 Enero 4 CIC (meq / 100 gr. de suelo) 2007], p.59-62. Disponible en la World Wide Web: 5 Ppm de Na+ en solución <http://www.scielo.org.ve/scielo.php?scr ipt=sci_arttext&pid=S1316- 33612005000100008&lng=es&nrm=iso> 6 Ppm de Na+ en muestra . ISSN 1316-3361. 7 Ppm de K+ solución 3. Consultas electrónicas (en línea) consultado el 17 de enero del año 2007 8 Ppm de K+ en muestra y disponible en las siguientes direcciones: 9 Ppm de Ca++ en solución http://www.drcalderonlabs.com/Metodos /Analisis_De_Suelos/MetodosQuimicos10 Ppm de Ca++ en muestra Suelos.htm11 Ppm de Mg++ en solución http://www.segemar.gov.ar/P_Oferta_R egiones/Oferta/Arcillas/Usos%20y%20e12 Ppm de Mg++ en muestra specificaciones/Usos%20y%20especific aciones.htm13 % de Saturación de Bases 22
  27. 27. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMIA AREA TECNOLOGICA SUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE EDAFOLOGIA II INSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ PRACTICA No. 4 EVALUACIÓN DE DIFERENTES SUELOS USANDO PRUEBAS BIOLÓGICAS (MACETAS EN INVERNADERO)I. INTRODUCCIÓNL a prueba biológica es una técnica que consiste en establecer pequeñas parcelas (macetas) de campo, en lugar de una parcela convencional, para evaluar el estado del suelo mediante el crecimiento vegetativo parcial de un cultivo anual en un periodorelativamente corto.La comparación del crecimiento vegetativo entre los diferentes tipos de suelo analizados en ellaboratorio deberán indicar a que suelo o suelos responde mejor la planta o bien cual o cualesson sus deficiencias, por lo tanto que caso sería limitante para la planta.Es importante recordar que se debe considerar el peso seco para poder discutir los resultadosdebido a que por el contenido de humedad de la planta es afectada por diversos factores queno permitirán estandarizar el contenido de humedad en ellas.II. OBJETIVOSQue el estudiante• Evalué y analice el desarrollo y crecimiento de las plantas de tomate y sorgo en diferentes tipos de suelo.• Realice curvas de crecimientos de cada cultivo en los diferentes tipos de suelo.• Determine las variables respuesta (altura, materia seca de la raíz y parte aérea) de cada cultivo en los diferentes tipos de suelo.• Determine los requerimientos de los cultivos.• Conozca la metodología para el establecimiento de una prueba biológica. 23
  28. 28. 9. En tres macetas, sembrar 2 pilones deIII. MATERIALES Y METODOS tomate por maceta3.1 MATERIALES 10. A los 5 días de haber germinado el sorgo, ralear las plántulas débiles y1. 6 macetas de 2 – 2.5 Kg. dejar 6 o 7 plántulas, buscando uniformidad en las mismas.2. 16 Kg. de suelo seco, tamizado y homogenizado 11. La cosecha se debe realizar a los 35 días de haber sembrado.3. Semillas de sorgo IV. VARIABLES A MEDIR4. Pilones de tomate Altura de Planta: Se medirá cada una de5. Urea las plantas con una regla graduada, del6. Bolsas de papel y plástico. cuello de la planta, hasta el ápice y se obtendrá un promedio. Las mediciones se3.2 METODOLOGÍA realizarán cada ocho días (el mismo día de laboratorio).1. Obtener 16 kilogramos (35 lb.) de suelo Materia Seca: Esta será determinada al de un área homogénea. final de la investigación (35 días después2. Secar el suelo a la sombra y tamizarlo de la germinación), la cosecha se realizará a 2 mm de diámetro. utilizando una navaja haciendo el corte de cada planta desde la base y luego se3. Homogenizar el suelo. colocarán en bolsas de papel previamente identificadas para luego secarlas en un4. Colocar 2 – 2.5 Kg. de suelo en bolsas horno de convección forzada hasta que plásticas estando ya este seco y alcance un peso constante, luego se homogenizado. pesarán en una balanza analítica y se5. Agregar la cantidad de N de acuerdo a expresará en gramos por planta o por lo establecido para cada suelo. unidad experimental (tres macetas por cultivo).6. Llenar las macetas previamente identificadas con el suelo de cada bolsa Informe Final: Con los datos obtenidos de acuerdo a lo previamente procederán a realizar el informe final por establecidos. grupo, apoyándose en la estadística, graficas, fotografías, etc. Para una mejor7. Regar el suelo de cada maceta interpretación de los resultados se deberán llevándolo un porcentaje de humedad a relacionar las características químicas del Capacidad de Campo. suelo analizado. Este contendrá: introducción, objetivos, marco teórico,8. En tres macetas, sembrar 10 semillas metodología, resultados, discusión de de sorgo por maceta. resultados, conclusión, recomendaciones, bibliografía (IICA), anexos. 24
  29. 29. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMIA AREA TECNOLOGICA SUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE EDAFOLOGIA II INSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ PRACTICA No. 5 DETERMINACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA Y NITRÓGENO TOTALI. INTRODUCCIÓNL a materia orgánica es una parte activa muy importante del suelo, formada por compuestos de origen biológico, principalmente restos de animales y vegetales que se depositan en el, la mayor cantidad de materia orgánica presente en el suelo procede de las raíces y partes aéreas de lasplantas, hojas, ramas y tallos.La materia orgánica está constituida principalmente por carbono (aproximadamente 58% en peso),hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, y otros elementos que conforman sustancias orgánicascomo la lignina, celulosa, proteínas, aminoácidos, aceites, ceras y taninos.La mayoría de suelos cultivados contienen de 1 a 5% de materia orgánica (en los primeros 25 cm. delsuelo), y aun esas pequeñas cantidades, pueden modificar significativamente las propiedades físicas,químicas y biológicas del suelo.El nitrógeno (N) es un elemento esencial para las plantas, se le encuentra a una concentración del 1 al6%, sin embargo con frecuencia su disponibilidad en los suelos es deficiente, por lo cual deben aplicarseanualmente millones de toneladas de fertilizantes que lo contienen, para obtener los rendimientosnecesarios para que el cultivo sea rentable.Debido al efecto que tiene el nitrógeno sobre la producción agrícola, el costo que representa suaplicación es alto, sin olvidar el peligro que representa al transformarse en un potencial contaminante delmedio ambiente, si no se maneja adecuadamente. Por lo que se hace necesario saber cuanto Ntenemos en el área a cultivar y así optimizar su uso al momento de ser aplicado, evitando costosinnecesarios y disminuyendo la contaminación.II. OBJETIVOSQue el estudiante:• Comprenda la importancia de la materia orgánica en el suelo.• Conozca la importancia del nitrógeno en la production Agricola.• Conozca la metodología para la determinación del Nitrógeno total de una muestra de suelo• Desarrolle la metodología para la determinación de materia orgánica en una muestra de suelo. 25
  30. 30. a) Puede constituirse en hospedero deIII. FUNDAMENTO TEORICO plagas y enfermedades, si no es manejada adecuadamente.3.1 IMPORTANCIA DE LA MATERIA b) Puede liberar fitotoxinas (toxinasORGÁNICA EN EL SUELO que afectan a las plantas), esto depende del material que le de origen a La materia orgánica afecta muchas la misma.propiedades del suelo, en las que sepueden mencionar: c) Puede existir alelopatia (sustancias que no dejan crecer a otras plantas). 1. Propiedades Químicas: mejora la Capacidad de Intercambio Cationico 3.2 FACTORES QUE AFECTAN LA (por su aporte de cargas al complejo DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA del suelo), mejora la capacidad Buffer, es fuente de nutrientes como ORGÁNICA el Nitrógeno, Fósforo, Azufre, Entre los factores que afectan la Molibdeno y otros elementos descomposición de la materia orgánica menores; mejora la disponibilidad de tenemos: Fósforo y elementos menores en un amplio rango de pH debido a los a) Relación carbono/nitrógeno: quelatos (Compuestos orgánicos mientras más alta es esta relación la que envuelven a los elementos descomposición será más lenta, se metálicos). recomienda una relación de 10:1 como la adecuada. 2. Propiedades Físicas: mejora la estructura, dándole estabilidad b) Temperatura: los procesos de estructural al suelo, baja la densidad descomposición de la materia aparente facilitando las labores que orgánica se dan en un rango de se desarrollaran en el mismo, temperatura de 15- 40° C. mejora la retención de agua, reduce la erosión, permite mayor infiltración c) Humedad: Es necesario que de agua y tiene una acción directa siempre se obtenga una humedad a sobre la temperatura del suelo. capacidad de campo. 3. Propiedades biológicas: fomenta d) pH: este tiene que ser la actividad microbiana, provee de medianamente ácido a energía a los microorganismos para medianamente alcalino (5 a 8), su desarrollo y multiplicación. valores fuera de este rango afectan la actividad microbiana.La Materia Orgánica tiene algunasdesventajas como: 26
  31. 31. 3.3 DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA menos del 2% se considera como muy bajo,ORGÁNICA del 2 al 4% es bajo, del 4 al 6% el contenido es medio, y mayor del 6% de contenido de La materia orgánica bruta sigue un materia Orgánica es alto.ciclo mediante el cual se logra la completamineralización, hasta la formación de 3.5 EL NITRÓGENO EN EL SUELOhumus (fracción más o menos estable de lamateria orgánica). El humus esta Las principales formas de nitrógeno en el suelo son:constituido por biomoléculas y sustanciashúmicas como los ácidos húmicos y ácidos La orgánica, formada por residuosfúlvicos, la diferencia entre una biomolécula vegetales y animales en diversos estadosy una sustancia humica es que esta última de descomposición, y la inorgánica, quecarece de estructura molecular específica. incluye principalmente a nitritos, nitratos yEl proceso de descomposición se da amonio.gracias al trabajo que en forma naturalefectúan bacterias, hongos, lombrices y El N es de importancia para la planta,otros microorganismos. Algunos se porque es un constituyente importante de ladesarrollan en presencia de oxígeno clorofila, aminoácidos, proteínas, hormonas,(aeróbicos) y otros en ausencia del mismo ácidos nucleicos y vitaminas.(anaerobios).La primera fase que se da en ladescomposición de la materia orgánica es 3.6 PRINCIPIO DEL METODOla mineralización, que es la destrucción ANALÍTICOmecánica o física de los compuestosorgánicos por acción de microorganismos y MÉTODO DE WALKLEY-BLACK PARA LAenzimas; y la segunda fase es la DETERMINACIÓN DE LA MATERIAhumificación, la cual es la síntesis de la ORGÁNICAmateria orgánica. El método se basa en la oxidación3.4 NIVELES DE MATERIA ORGÁNICA de la materia orgánica (M.O.) por elEN EL SUELO dicromato de potasio (K2Cr2O7) y ácido sulfúrico (H2SO4). Se considera que De forma general se mencionan los únicamente el carbono orgánico del suelosiguientes valores de interpretación del entra en reacción, ésta puede sercontenido de materia orgánica en el suelo expresada de la manera siguiente: 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C = 3CO2 + 8H2O + 2K2SO4 + 2Cr2 (SO4 )3 A medida que la M.O. es oxidada el por lo tanto, la cantidad de dicromatodicromato es reducido, de Cr6+ a, Cr6+ -3e, consumida en la reacción es una medida 27
  32. 32. indirecta de la cantidad de carbono conocida de un agente reductor como elorgánico oxidado. El exceso de dicromato sulfato ferroso FeSO4 . 7H2O.que no es usado en la reacción esdeterminado por titulación con una cantidad Dándose la siguiente reacción: K2Cr2O7 + 6FeSO4.7H2O + 7H2SO4 = K2SO4 + 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 14H2OPara la determinación de la materia 2. El peso equivalente del carbonoorgánica en una muestra de suelo es oxidado es 3.necesario tener un testigo, en la titulacióndel testigo hay un agente oxidante que es el 3. Únicamente la materia orgánica esdicromato de potasio (K2Cr2O7 ) y un oxidada.reductor que es el sulfato ferrroso 4. Este procedimiento oxida(FeSO4.7H2O); mientras que en la muestra únicamente alrededor del 77% totalde suelo hay un segundo reductor que es el de materia orgánica presente (escarbono orgánico (C.O.). decir, eficiencia del método).Tanto en la muestra de suelo, como en el Basados en meq. de la solución de sulfatotestigo se usan las mismas cantidades de ferroso usado (diferencia entre la muestra yreactivos pero como en el suelo existe un el testigo) por gramos de suelo en basesegundo reductor que es el C.O., parte de seca, tenemos:el es usado en la oxidación de ésta. Lacantidad extra de sulfato ferroso usada enla titulación del testigo es una medidaindirecta de la cantidad de C.O. que ha sidooxidada por el dicromato de potasio. Losmeq. de C.O. oxidado es igual al productode la normalidad del sulfato ferroso por elvolumen extra de sulfatoferroso(FeSO4.7H2O) requerido en altitulación del testigo, comparado con elgasto de la solución que contiene lamuestra de suelo. Para convertir el C.O. ameq. por gramos de suelo se divide elresultado por el peso de la muestra desuelo en base seca.La conversión a porcentajes de C.O. y M.O.está basada en las suposiciones siguientes: 1. La materia orgánica del suelo contiene 58% de carbono. 28
  33. 33. 1. meq. Carbono oxidado * 0.003 = gr. De C.O. oxidado 2. meq. Carbono oxidado * 0.003 * 1.724 = gr. M.O. oxidada 3. meq. Carbono oxidado * 0.003 * 1.724 * 1.2987 = total gr. De M.O. 4. meq. Carbono oxidado * 0.003 * 1.724 * 1.2987 * 100 = %M.O. gr. De la muestra (base seca)% C.O. = ml de FeSO2.7H2O Testigo - FeSO4.7H2O Muestra * N FeSO4.7H2O * 0.30 peso de suelo (base seca) 0.77% Materia orgánica = % de C.O. * 1.724 Kjendahl, como en el digerido existe un exceso de H2SO4 y NH4HSO4 este debe3.7 PRINCIPIO DEL MÉTODO alcalinizarse con una base fuerte que es elANALÍTICO PARA LA DETERMINACIÓN DE NaOH 10N lo que permite la liberación delNITRÓGENO TOTAL EN SUELOS NH3+ en el vapor de agua. El método Kjendalh se basa en la El NH4+ es retenido en medio ácido en unatransformación de todas las formas de solución diluida de ácido bórico (H3BO3,nitrógeno a forma de NH4+, por medio de la al 2%) que contiene un indicador.utilización de H2SO4 concentrado y una Finalmente se valora el borato de amoniomezcla catalizadora de K2SO4, formado en la reacción mediante titulaciónCuSO4.5H2O y selenio en una proporción con ácido sulfúrico valorado.de100:10:1 respectivamente, en el procesode digestión de la muestra.Luego el NH3+ presente en el digerido, esdestilado por medio del método Micro Las reacciones que se dan en este proceso son:1. N.Org + N. Inorg. + H2SO4 NH4HSO42. NH4HSO4 + H2SO4 + 4NaOH 2Na2SO4 + NH4OH + 3H2O3. NH4OH + calor NH3(g) + H2O(v) 29
  34. 34. 4. NH3 + H3BO3 NH4 + H2BO3-5. H2BO3- + H+ H3BO3 4.1.3 NITROGENO TOTALIV. MATERIALES Y METODOS 1. Mezcla de catalizadores, K2SO4, CuSO4.5H2O y Selenio en relación4.1 MATERIALES (100:10:1). 2. Ácido sulfúrico concentrado (grado4.1.2 MATERIA ORGANICA industrial).1. Dicromato de potasio (K2Cr2O7) 1N 3. Ácido bórico (H3BO3), al 2%.2. Ácido sulfúrico (H2SO4) grado industrial 4. Indicador mezclado.3. Ácido fosfórico concentrado al 96% Disolver 0.1 gr. de rojo de metilo y 0.1 gr.grado reactivo. de verde de bromocresol en 250 ml. De4. Difenilamina sulfónica, al 16%. etanol.Difenilamina sulfónica: Pesar 0.5 gr. De 5. Hidróxido de Sodio (NaOH), 10N.difenilamina, se disuelven en 20 ml. de 6. Ácido sulfúrico 0.01N valorado.agua y se le agregan 90 ml. Deconcentrado de H2SO4 (grado reactivo).Este reactivo se debe preparar en agua fría(baño maría) usando un beacker de 400 o 4.2 METODOLOGÍA250 ml, es recomendable medirlo enprobeta. Este indicador se guarda en un 4.2.1 MATERIA ORGANICAfrasco ámbar protegido de la luz. 1. Tamizar el suelo en un tamiz de 0.5 mmSulfato ferroso hidratado: (FeSO4.7H2O) (60 mesh).1N. Pesar 278 gr. De FeSO4.7H2O gradoreactivo, disolverlos en 400 ml. De agua, 2. Pesar con balanza analítica 0.1 a 0.25 gr.añadir 15 ml. de H2SO4 (grado Si son suelos orgánicos, o de 0.5 gr. a 2 gr.concentrado), esta solución se deja enfriar y Si son suelos minerales, dependiendo else afora a 1,000 ml. Este reactivo se debe contenido de materia orgánica. Colocar elvalorizar diariamente titulando en función suelo en un erlenmeyer de 500 ml.de K2Cr2O7 1N. 3. Preparar el testigo con todos los reactivos y pasos menos el suelo. 30
  35. 35. 4. A cada erlenmeyer agregar exactamente 2. Agregar 1.1 gr. de mezcla de10 ml. de la solución de K2Cr2O7 1N, catalizadores y 4 ml de H2SO4 concentradousando una pipeta volumétrica. Agitar (grado reactivo) dejar reposar.cuidadosamente el erlenmeyer paradispersar el suelo en la solución en forma 3. Colocar y calentar en una unidadvigorosa por lo menos durante un minuto digestora a temperatura de 210° C por 2para lograr una oxidación completa de la horas los vapores del ácido sulfúrico debenmuestra. condensarse en el tercio inferior del cuello del tubo de digestión.5. Agregar 20 ml. de H2SO4 concentrado(grado industrial) haciendo uso de una 4. Completada esta etapa, dejar el frasco yprobeta inmediatamente después agitar el agregar 15 ml. de agua destilada para evitarerlenmeyer, este paso hacerlo en la una reacción violenta.campana de extracción de gases. 5. Colocar el tubo en el destilador micro6. Dejar reposar los erlenmeyers durante 30 Kjendhal y añadir 15ml de NaOH 10 N.minutos. 6. Iniciar la destilación, usando para recoger7. Agregar 200 ml. de agua, no el destilado un erlenmeyer de 150 ml, quenecesariamente destilada. 10 ml. de H3PO4 debe contener 50 ml., de H3BO3 cony de 5 a 8 gotas del indicador difenilamina indicador. El tubo de descarga debesulfónica. Después de esto la solución quedar sumergido en la solución de H3BO3.toma un color azul oscuro. destilar durante 4 minutos. El H3BO3 tomará un color verde al fijar el8. Titular con FeSO4.7H2O agregando el amoniaco condensado.reactivo gota a gota con una micro bureta.El punto final de la titulación será indicado 7. Titular con H2SO4 0.01 N valorado,por un cambio en el color a verde brillante. usando una bureta. El punto final de laSi el gasto de sulfato ferroso es mayor de titulación será indicado por el viraje de la8ml hay que repetir la determinación solución a un color rosado fuerte.usando más suelo y si el gasto es menor de 8. Calcular el % de Nitrógeno Orgánico con2 ml. la cantidad de suelo a usarse tendrá la siguiente fórmula:que ser menor. % N = 14 (V) * N9. Determine el % de carbono orgánico y el% de materia orgánica. 10 P4.2.2 DETERMINACION DE NITRÓGENO Donde:TOTAL V: Volumen Acido sulfúrico empleado en titular la muestra1. Pesar 0.25 gr. de suelo tamizado con un N: Normalidad exacta del H2SO4tamiz de 0.5mm (60 mesh), y colocarlo enel tubo del destilador micro Kjeldhal seco. P: Peso de la muestra en base seca. 9. Calcular la relación Carbono/Nitrógeno. 10. Interpretar los resultados. 31
  36. 36. UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMIA AREA TECNOLOGICA SUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE EDAFOLOGIA II INSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ PRACTICA No. 6 REACCIÓN DEL SUELO (PH)I. INTRODUCCIOND entro de las características químicas del suelo, el pH determina la acidez o alcalinidad de un suelo, este parámetro es útil para definir el tipo de cultivo que sea adaptable a las condiciones donde se requiera establecerlo, además define la disponibilidad denutrientes en el suelo. La mayoría de suelos con buen desarrollo se encuentra en un pH de 5.5a 6.5.Es importante mencionar que los suelos extremos, es decir muy ácidos o muy básicos puedencausar daños a los cultivos, como ejemplo en suelos muy ácidos existe insolubilidad deelementos como el fósforo y calcio, también existe disminución de la actividad microbiana.En el caso de suelos muy básicos se escasean varios nutrientes: Hierro, Manganeso, Zinc,Cobre y Boro, esenciales para toda planta.Para los suelos de Guatemala el rango de distribución de pH va de 4 a 8, por lo tanto estosvalores se utilizan para calibrar el potenciómetro.Para medir el pH del suelo existen dos métodos ampliamente difundidos que son el métodoanalítico por medio del potenciómetro y el colorímetro o de campo, ambos de mucha utilidad.II. OBJETIVOSQue el estudiante:• Conozca los factores que afectan el pH y la importancia de este en el suelo.• Practique la metodología para determinar el pH.• Interprete los resultados del pH del suelo. 32
  37. 37. Por lo tanto a partir de las definiciones deIII. FUNDAMENTO TEORICO pH y pOH, se obtiene:3.1 LA REACCIÓN DEL SUELO pH + pOH = 14 Por lo que el logaritmo negativo de H+ es 7,La reacción del suelo (pH) es una o pH 7. Cuando la concentración de H+ esindicación de la acidez o alcalinidad del mayor (más ácido), tal como 10-4 moles porsuelo y es medida en unidades de pH. La litro, el pH es 4, y a menor concentración deescala va de 0 a 14 siendo un pH 7 el punto H+, el pH es mayor (básico)neutro. El pH de una disolución se definecomo el logaritmo negativo de la 3.2 IMPORTANCIA DEL PH DEL SUELOconcentración del ión hidrógeno H+ (enmol/Litro). Un suelo ácido, (pH menores de 6.5) provoca una toxicidad de H, Fe y Mn; muy pH= -log [H+] ácidos (pH menores de 5.5) toxicidad de Al para las plantas, mientras que para un suelo básico (pH mayores de 7.5), seEl logaritmo negativo proporciona un pueden tener problemas con la succión delnúmero positivo para el pH, el cuál de otra agua por las raíces de la planta y toxicidadmanera, sería negativo debido al pequeño de Navalor de [H+]. El pH de una disolución esuna cantidad adimensional. Suelos fuertemente ácidos (pH 4-5) generalmente tienen altas y tóxicasCon el logaritmo negativo de la concentraciones de aluminio y manganeso.concentración de iones hidróxido de una Además afecta la disponibilidad dedisolución se puede obtener una escala de nutrientes por ejemplo el P se vuelvepOH, análoga a la del pH. Así pOH se insoluble al formar compuestos con el Fe ydefine como: Al, los cuales son precipitados. Además hay una deficiencia de Ca++, Mg++ y K+. Algunas pOH = -log [OH-] plantas como Azaleas, té, rododendros,Entonces al considerar la constante del piña, arándanos y algunas especiesproducto iónico del agua tenemos: coníferas madereras toleran una acidez fuerte y crecen bien. En comparación, la alfalfa, frijoles, cebada y remolacha azucarera solamente crecen bien en suelos [H+][OH-] = Kw =1.0 x 10-14 ligeramente ácidos a moderadamenteAl tomar el logaritmo negativo en ambos alcalinos por su alta demanda de calcio olados, se obtiene: inhabilidad para tolerar aluminio soluble.- (log [H+] + log [OH-]) = - log (1.0 x 10-14) El pH influye en la actividad de los microorganismos benéficos, ya que la-log [H+] - log [OH-] = 14 mayoría de bacterias fijadoras de nitrógeno y descomponedoras de materia orgánica no son muy activas en suelos fuertemente 33

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