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!