Post on 18-Dec-2014
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HHééctor Fernando Franco ctor Fernando Franco ÁÁlvarezlvarezMultilab AgroanalMultilab Agroanalííticaticahectorfernando.franco@cafedecolombia.comhectorfernando.franco@cafedecolombia.com
Muestreo y Muestreo y metodologmetodologíías de as de ananáálisis de suelos con lisis de suelos con fines de fertilidadfines de fertilidad
Ente natural, complejo y dinámico, desarrollado a partir de una mezcla de minerales y restos orgánicos, bajo la influencia de factores bioclimáticos
SUELOSUELO
FERTILIDAD DEL SUELOFERTILIDAD 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
FERTILIDAD QUFERTILIDAD QU ÍÍMICAMICA
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.
QUQUÍÍMICA AGRMICA AGR ÍÍCOLACOLA
Visande, 1980
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.
TOMA DE NUTRIMENTOS TOMA DE NUTRIMENTOS POR LA PLANTAPOR 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++
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.
DIAGNDIAGNÓÓSTICO QUSTICO QUÍÍMICO DE LA MICO DE LA FERTILIDADFERTILIDAD
QUQUÍÍMICA ANALMICA ANAL ÍÍTICATICA
• Selección del método.
• Obtención de la muestra representativa.
• Preparación de la muestra.
• Tratamiento de la muestra.
• Medición – determinación.
• Obtención del resultados – cálculos.
MMÉÉTODOS DE ANTODOS DE ANÁÁLISIS DE LISIS DE SUELOSSUELOS
• Químicos
• Físicos
• Microbiológicos
• 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
MMÉÉTODOS QUTODOS QUÍÍMICOSMICOS
Soluciones extractorasSoluciones 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.
P, K, Na, Fe, Mn, Zn, As, Cd, NO3
Alcalinos (pH > 7,5)AB - DTPA pH 7,6
P, K, Ca, Mg, Na, B, Cu, Fe, Mn, ZnÁcidos a Neutros
Melich N°3 (CH3COOH 0,2N NH4NO3 0,25N NH4F 0,15N HNO3 0,13N EDTA 0,001M)
P, K, Ca, Mg, Na, Mn, ZnÁcidos arenosos
baja CIC (<10)
Melich N°1 (HCl 0,05N H2SO4 0,025N)
P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Al, NO3, NH4
Ácidos a NeutrosMorgan Wolf (NaC2H3O2 0,73M
CH3COOH 0,52 M - DTPA 0,001M) pH 4,8
P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, NO3, NH4, SO4. Al, As, Hg,
PbÁcidos a NeutrosMorgan (NaC2H3O2 0,73M pH
4,8)
ElementosTipo de sueloExtractante
Extractantes Universales en suelosExtractantes Universales en suelos
Capacidad de intercambio Capacidad de intercambio caticati óóniconico
REACCIREACCIÓÓN DEL SUELON DEL SUELOpHpH
• Grado de acidez o basicidad.
• Influye principalmente en las características químicas del suelo, en la disponibilidad de nutrimentos, en el intemperismo de minerales.
MMéétodostodos
• Agua relación 1 : 1
• KCl 1 M relación 1 : 10
• CaCl2 0,001 M
PotenciPotenci óómetrometro
pH4 5 6 7 8 9
HONGOS
BACTERIAS
N
NCa y Mg
K
S
Cu y Zn
Fe y Mn
B
P
El pH y la disponibilidad El pH y la disponibilidad de los nutrimentosde los nutrimentos
MATERIA ORGMATERIA ORG ÁÁNICANICA
• 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.
NITRNITRÓÓGENOGENO
• Ntotal: Semimicrokjeldahl
• N-NO3: KCl 2 M – Destilación con aleación de Devarda-Titulación
• N-NH4: KCl 2 M – Destilación con MgO-Titulación
NITRNITRÓÓGENOGENO
FFÓÓSFOROSFOROExtracción del P disponible con solución BRAY II y coloración BRAY - KURTZ y E-VIS
BASES INTERCAMBIABLESBASES INTERCAMBIABLESK K CaCa MgMg NaNa
1. Extracción con KCl 1 M: Ca – Mg
2. Extracción con NH4OAc 1N pH 7,0
3. Extracción en H20
ALUMINIO INTERCAMBIABLEALUMINIO INTERCAMBIABLE
Extracción con KCl 1N y determinación por EAA
MICRONUTRIENTESMICRONUTRIENTESExtractantes para Fe - Mn - Zn - Cu
NaHCO3 0,5 N + EDTA 0,01 M + 0,01% + (P/V) superfloc 127 pH 8,55. Modificado de Olsen
EDTA 0,01 M + ( NH4)2CO3 1 M pH 8,64. Trierweiler y Norvell
DPTA 0,005M + TEA 0,01M + CaCl2 0,01 M pH 7,33. Lindsay y Norvell
HCl 0,05 N + H2SO4 0,025 N2. Carolina Del Norte
EDTA 0,01 M + NH4OAc 1 N pH 7,01. CENICAFÉ
DescripciónMétodo
6131472752185158
173884321748310207
7859431972695856
338541161993435
10529725131074
2361191662703
8010414421092
18949040131431
54321
MétodosSuelo
Fe
Fe con diferentes extractantes Fe con diferentes extractantes en 8 suelos diferentesen 8 suelos diferentes
11,512,415,524,022,08
17,013,12,522,025,07
8,08,28,115,013,06
30,828,836,052,083,05
1,32,80,32,05,04
20,024,127,028,089,03
5,06,10,87,019,02
7,519,33,810,017,01
54321
MétodosSuelo
Mn
MnMn con diferentes extractantes en con diferentes extractantes en 8 suelos diferentes8 suelos diferentes
BOROBOROExtracción del B disponible con agua caliente y determinación colorimétrica con Azometina–H y E - VIS
AZUFREAZUFREExtracción del S disponible con Ca(H2PO4)2 0,008M determinación turbidimétrica y E - VIS
TEXTURATEXTURAMétodo de BouyoucosDispersión 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 .
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
LABORATORIO DE ANLABORATORIO DE AN ÁÁLISIS DE LISIS DE SUELOS PLANTAS Y AGUASSUELOS PLANTAS Y AGUAS
EspectrofotEspectrofot óómetro metro uvuv --visvis
MUETREO DE SUELOSMUETREO DE SUELOS
• Importante en la generación de información sobreeste 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.
MUESTREO DE SUELOS PARA MUESTREO DE SUELOS PARA FERTILIDAD DE SUELOSFERTILIDAD 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.
P. Burrough 1991P. Burrough 1991
No existe un único y óptimo diseño
de muestreo que sirva para todas las exigencias
PUNTO DE PARTIDAPUNTO DE PARTIDA
¿Qué se muestrea? - Suelos
¿Qué área?
¿Qué parte del perfil?
¿Algún tipo particular de suelo?
¿Qué atributos?
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
El objeto del muestreo es hacer inferencia sobre la población objeto de estudio en base a la información contenida en la muestra.
PoblaciPoblaci óón:n:Colección de elementos acerca de los cuales deseamos hacer inferencia.
Elemento:Elemento:Objeto sobre el cual una medición es hecha.
Unidad de muestreoUnidad de muestreo ::Colección de elementos íntimamente asociados pero no
coincidentes de la población.
MuestraMuestra ::Colección de unidades de muestreo tomadas de la población de interés.
15 cm
100 m
100 m
D= 1.5 Tn m-3
V = 10.000 m2
x 0.15 m = 1.500 m3
P = 1.500 m3
x 1.5 Tn m-3
P = 2.250 Tn = 2.250.000 kg
30 Kg ���� 0.0002%
Muestreo de suelosMuestreo de suelos¿¿Por que muestreamos?Por que muestreamos?
2 ha Hortalizas – Frutales
5 ha Cultivos anuales
10 ha Pastos
15 – 30 Submuestras 30 Kg – 1 ha
• Dirigido
• Aleatorio simple
• Aleatorio estratificado
• Sistemático
• Conglomerado
• Anidado
Tipos de muestreoTipos de muestreo
DirigidoDirigidoSitios típicos son seleccionados
Aleatorio simpleAleatorio 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
Aleatorio estratificadoAleatorio estratificadoLos elementos de la población son divididos en estratos y de cada uno se selecciona una muestra aleatoria simple
SistemSistem ááticotico
SistemSistem áático en una dimensitico en una dimensi óónn
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).
SistemSistem áático dos dimensionestico dos dimensiones
Los puntos de muestreo son ubicados a intervalos regulares en una cuadrícula.
SistemSistem ááticotico no alineadono alineado
X
Y
Combina ventajas de la cuadrícula regular y la aleatorización.
CConglomeradoonglomerado
CConglomeradoonglomerado
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.
AAnidadonidado
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.
AAnidadonidado
MuestrMuestr a simple a simple -- muestramuestracompuestacompuesta
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.
FinalmenteFinalmente nosnos planteamosplanteamos
¿Dónde?, ¿Cómo?, ¿Cuándo?, ¿Cuantas?, ¿A quédistancia?, ¿Qué clase de muestra?
Se requiere de conocimiento previo.
Objetivos, análisis cuantitativo (estadístico).
Recursos disponibles.
HHorizontalorizontal -- VerticalVertical
¿Dónde? (Espacio horizontal y vertical).
Gran cantidad de información.
Sitios representativos.
MuestrMuestr eoeo horizontal horizontal vsvs verticalvertical
Espacio horizontal vs vertical.
Muestreo dirigido
Muestreo aleatorio estratificado
Muestreo sistemático (alineado y no alineado)
Muestreo sistemático estratificado
Muestreo conglomerados
Muestreo anidado
MuestrMuestr eoeo consideracionesconsideraciones finalesfinales¿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.
MuestrMuestr eoeo consideracionesconsideraciones finalesfinales
¿Cuándo ?
Propiedades (Estáticas vs dinámicas)
¿Cuántas?
Variabilidad
Precisión
Exactitud
Cultivo Distancia(m)Café* 20-30Cítricos* 40-50Pastos 60 - 100Papa 20-30Transitorios 100Hortalizas 10 - 20 * Tomando 4 puntos alrededor del árbol.
Algunas ventajas son:
•Muestras fácilmente seleccionadas y ubicadas.•Cobertura uniforme de la población.•Facilita la representación en mapas.
Se recomienda un muestreo sistemático alineado
GUGUÍÍA PARA TOMAR MUESTRASA PARA TOMAR MUESTRAS
Unidades de muestreo por fincaUnidades de muestreo por fincaUnidades de muestreo por finca
1
2 3
456
7
8
SISTEMA DE TOMA DE MUESTRASISTEMA DE TOMA DE MUESTRA
Elementos para la toma de muestrasElementos para la toma de muestras
Clases de barrenos para muestreoClases de barrenos para muestreo
25 cm
65 cm
40 cm
Tubería galvanizada ¾” ØLámina acero inoxidable 3/16” * 2”
2,5 cm2,5 cm3,0 cm3,0 cm
12,5 cm12,5 cm
Barreno HolandBarreno Holand ééss
CCíítricos produccitricos producci óónn
Profundidad de 25 cm y a unos 50 cm del tronco
RAÍCES LATERALES SUPERFICIALES
0 cm.50 cm.100 cm.
RAÍZPIVOTANTE
0 cm.
50 cm.
50%RAICES
ABSORBENTES
10 cm.
RAÍCES LATERALES PROFUNDAS (2 - 3 m.)
CAFCAFÉÉ ADULTOADULTO
TOMA DE MUESTRATOMA DE MUESTRA
Conclusiones Conclusiones
• Evitar el muestreo a ciegas.
• Considerar:Historia del campo y su manejoTopografía o relieveFotos aéreasMapas 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.
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.
Viajero por la patriaViajero por la patria
Gra
cias
!G
raci
as!