MANUAL DE PRACTICAS DE LA MATERIA DE EDAFOLOGIA ELABORÓ ING. ADAN CANO GARCÍA INDICE. INTRODUCCIÓN. I.ANÁLISIS FÍSICOS. PRACTICA No. 1 (Muestreo de suelos) PRACTICA No. 2 Determinación de densidad aparente por el método de excavación. PRACTICA No. 3 Determinación de la densidad aparente por el método de la parafina. PRACTICA No. 4 Determinación de textura por sedimentación. PRACTICA No. 5 Determinación de textura por el método de Bouyoucos II.ANÁLISIS QUÍMICOS. PRACTICA No. 6 Determinación de pH PRACTICA No. 7 Determinación De Conductividad Eléctrica (CE) PRACTICA No. 8 Determinación del porcentaje de materia orgánica total en el suelo. PRACTICA No. 9 Determinación de fósforo disponible CONCLUSION. BIBLIOGRAFIA. ANEXO. 2 OBJETIVO. En este breve manual, recopilar algunos métodos de laboratorio fundamentales sobre la Ciencia del suelo. Con el objetivo de reforzar y actualizar conceptos teóricos y sus aplicaciones específicas a la diversidad de suelos. INTRODUCCIÓN. PRINCIPIOS PARA EL MUESTREO DE SUELOS El muestreo de suelos, al igual que el de otros objetos, depende de la variabilidad de éste (variabilidad de la población) y no de la extensión de la superficie por si sola (tamaño de la población). Sin embargo, la magnitud de la variabilidad está directamente relacionada con la extensión del terreno, pues a mayor superficie se abarcan más unidades diferentes de suelos. Para lograr un adecuado muestreo de los suelos, se deben tener presentes los principios básicos que lo orientan: variabilidad, homogeneidad, representatividad y selectividad. Un diagnóstico adecuado de la fertilidad de un suelo y las recomendaciones de manejo que de él se desprendan, requieren de la integración de los siguientes aspectos: Ä Caracterización del paisaje. Se requiere de una detallada descripción del paisaje correspondiente al área de muestreo. Esto es importante para relacionar las características ambientales con los resultados analíticos y de allí orientar medidas de manejo del suelo. Ä Descripción del perfil de suelo. Se debe realizar esta descripción para cada unidad de suelo diferenciada en el muestreo. Debe tenerse presente que la fertilidad del suelo está determinada por un conjunto de factores que abarcan todo el perfil de suelo. Ä Toma de muestras suficientes, en cantidad y calidad. Tanto la calidad como la cantidad de muestras son fundamentales para obtener datos analíticos de características y propiedades químicas y físicas del suelo, que sirvan de apoyo al diagnóstico. Ä Objetivos del análisis. Se realizan análisis químico-nutritivos del suelo para evaluar el régimen de elementos nutritivos. Los análisis físicos del suelo permiten evaluar otros factores de la fertilidad del suelo como los regímenes de aire y agua. Los datos de laboratorio y otra información adicional permiten orientar medidas de manejo del suelo y/o silviculturales. 3 DETERMINACIONES Entre los análisis químicos son comunes las determinaciones de elementos nutritivos en sus formas soluble, disponible, intercambiable y de reserva. También se determina la capacidad de intercambio catiónico, elementos químicos nocivos o tóxicos, grado de acidez, materia orgánica, etc. Entre los análisis físicos se determina comúnmente la densidad aparente, la distribución de poros, la textura, etc. CRITERIOS PARA EL MUESTREO DE SUELOS SECTORIZACIÓN. Es la división de la superficie del terreno para lograr un muestreo representativo. Ella permite separar suelos que presentan características diferentes, que no deben estar en una sola muestra, y así lograr unidades de terreno que son homogéneas para el muestreo. Luego se muestrea en cada sector definido. Los principales criterios para sectorizar, en orden secuencial, son los siguientes: SERIE DE SUELO. Terreno ocupado por un tipo de suelo que es homogéneo en su origen y evolución. Las unidades diferenciadas están definidas en fotomosaicos y ortofotos CIREN, en cartografía de series y asociaciones de suelos y en otros documentos. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de una sola serie de suelo y que no está mezclando suelo de series distintas. Uso histórico del suelo: Separación en sectores de distinto grado de alteración por usos anteriores. El uso anterior que ha tenido un suelo provoca cambios en su fertilidad, por ejemplo, cultivo de papas, cultivo de trigo, pradera con ganadería, plantación de pino, bosque nativo, etc. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector donde ha habido un determinado uso anterior del suelo. USO ACTUAL DEL SUELO. Separación en sectores de distinto grado de alteración por el uso actual. El uso actual que tiene un suelo puede ser muy diferente al que tenía históricamente. Ello puede provocar cambios en su fertilidad. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector donde hay actualmente un solo determinado uso del suelo. TOPOGRAFÍA. Subdivisión del terreno por cambios marcados en el relieve. Por ejemplo, cumbre, ladera alta, ladera media, ladera baja, piedemonte, plano bajo, hondonada, terraza, plano de meseta, etc. Un determinado uso del suelo en un terreno con diferentes características topográficas causa, normalmente, variaciones significativas en su fertilidad asociadas a tales cambios topográficos. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector que se encuentra en una sola unidad topográfica. OTROS. Sectorización por otros factores de variación del terreno como, por ejemplo, exposición del terreno, tipo de preparación del suelo (con o sin quema), otras técnicas de manejo del suelo 4 u otras situaciones particulares. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector que presenta una sola característica particular. MUESTREO DE SUELOS PARA EL ANÁLISIS FÍSICO. OBJETIVOS DEL ANÁLISIS. Normalmente se realizan análisis físicos para evaluar los regímenes de agua y de aire, el espacio arraigable y algunos aspectos relacionados con el régimen de elementos nutritivos. Es un complemento para la evaluación de los análisis químico-nutritivos. De ellos se derivan -en conjunto con otra información- medidas de manejo del suelo y silvicultural. DETERMINACIONES: Entre estos tipos de análisis son comunes las determinaciones de densidad aparente, volumen total de poros, distribución de poros (gruesos, medios, finos, capacidad de agua aprovechable, etc.), textura, tamaño y estabilidad de los agregados, etc. TIPO DE MUESTRA: Para la determinación de la textura, lo normal es la obtención de muestras de suelo disturbado, es decir, sin conservar la estructura natural del suelo. Se procede de manera similar a la descrita para las muestras de análisis químico-nutritivo, pero separando muestras según los horizontes del perfil de suelo. Para la determinación de porosidad, densidad aparente y agregados, se toman muestras de suelo inalterado, es decir, conservando la estructura natural del suelo. Estas muestras se obtienen, normalmente, con cilindros de una capacidad de 100 - 300 cm. 3. DISTRIBUCIÓN DE LAS MUESTRAS: Se debe sectorizar como se indicó anteriormente en el muestreo para análisis químico del suelo. Sin embargo, en este caso puede ser particularmente útil o necesario muestrear también áreas especiales por su alteración, como vías de maderero, canchas de acopio, lugares transitados por máquinas o animales, etc. PROFUNDIDAD DE LAS MUESTRAS La profundidad de las muestras depende del objetivo. Normalmente se extraen muestras en varias profundidades del suelo. En general, son recomendables las siguientes profundidades como mínimo: - Superficial, aproximadamente de 0-20 cm. - Zona intermedia del perfil de suelo, aproximadamente de 20-50 cm. - Zona profunda del perfil, aproximadamente >50 cm. También es común tomar muestras aproximadamente en la parte media de cada tercio del perfil de suelo. Si en el perfil de suelo se detecta o se sospecha de la presencia de algún horizonte con limitaciones físicas, como por ejemplo un pie de arado, también se toman muestras en tal horizonte. Idealmente se muestrea cada horizonte del perfil de suelo. NÚMERO DE MUESTRAS: Para obtener valores promedio y un conocimiento de la variabilidad de una unidad de suelo, se deben tomar por lo menos 3 cilindros (rango normal de 3-6) en cada estrato de profundidad deseado. Para el análisis de textura generalmente es suficiente con una muestra por horizonte. 5 MUESTREO DE SUELOS PARA EL ANÁLISIS QUÍMICO NUTRITIVO TIPO DE MUESTRA: Para el análisis químico del suelo, lo normal es la obtención de muestras de suelo disturbado, es decir, sin conservar la estructura natural del suelo. Profundidad de las muestras: MUESTRA ESTÁNDAR: Extraer muestras del suelo superficial, de una profundidad de aproximadamente 20 cm. (0 - 20 cm.). Ello es válido si en esa estrata se encuentra un sólo horizonte, o bien si existe una transición gradual desde el horizonte superior al siguiente. Si la diferencia es muy grande entre los horizontes que se encuentran en la estrata de 20 cm. de profundidad, conviene tomar muestras separadas por horizonte. En casos como este se toma la primera muestra que abarca el primer horizonte (menos de 20 cm. de profundidad) y luego se toma una segunda muestra continuando hacia abajo hasta completar los 20 cm. de profundidad. Este es el caso típico de muchos arenales que presentan un horizonte superficial A o AC delgado (menor a 10 cm.) y luego un horizonte C muy pobre en materia orgánica. MUESTRAS ESPECIALES: El muestreo a mayor profundidad es conveniente en algunos casos, especialmente cuando no se tienen antecedentes de tales suelos (se desconoce la serie, no hay otra información) o se requiere mayor información. En estos casos se utilizan profundidades determinadas naturalmente por los horizontes del suelo y no profundidades fijas. Para obtener muestras por debajo de la primera estrata puede utilizarse una calicata. Como la variabilidad del suelo, en general, disminuye a mayor profundidad y aumenta el costo de muestreo, puede limitarse el muestreo a un perfil de suelo. En la calicata se obtiene muestra de cada horizonte requerido a lo largo de sus paredes. Número de muestras: Para obtener valores promedio de un sector se deben tomar 5 a 10 submuestras y mezclarlas para formar una sola muestra mezcla, la que se analizará en el laboratorio. El número de muestras mezcla depende del objetivo. Una sola muestra entrega un valor indicativo del promedio; dos muestras permiten aproximarse al conocimiento de la variabilidad interna del área de muestreo, y tres o más muestras permiten precisar dicha variabilidad. DISTRIBUCIÓN DE LAS MUESTRAS: Las submuestras que componen la muestra mezcla se distribuyen más o menos homogéneamente dentro del sector. De esta manera pueden obtenerse diferentes densidades de muestreo, desde varias submuestras en una fracción de hectárea hasta una submuestra que represente a varias hectáreas. Esta representatividad depende de la sectorización que se ha hecho del área de interés. Al seleccionar un punto para tomar una submuestra debe evitar lugares ocupados por caminos, huellas de máquinas, tocones quemados u otras situaciones especiales no representativas del área. 6 PRACTICA No.1 Muestreo de suelos OBJETIVO. 1.- Realizar un recorrido de campo para definir y ubicar los sitios de muestreo. 2.- Manejar correctamente las muestras de suelo en campo y laboratorio. INTRODUCCION. El resultado de un análisis por mas preciso que se realice incluyendo equipo costoso, de nada nos sirve, si la muestra no es representativa de material que queremos analizar. El muestreo de suelos se lleva a cabo con el fin de diagnosticar y decidir el manejo en la labranza, en la erosión, en el riego y drenaje y en la composición íntima de los suelos, es decir las clases de los elementos químicos MARCO TEORICO. Principios para el Muestreo de Suelos El muestreo de suelos, al igual que el de otros objetos, depende de la variabilidad de éste (variabilidad de la población) y no de la extensión de la superficie por si sola (tamaño de la población). Sin embargo, la magnitud de la variabilidad está directamente relacionada con la extensión del terreno, pues a mayor superficie se abarcan más unidades diferentes de suelos. Para lograr un adecuado muestreo de los suelos, se deben tener presentes los principios básicos que lo orientan: variabilidad, homogeneidad, representatividad y selectividad. Un diagnóstico adecuado de la fertilidad de un suelo y las recomendaciones de manejo que de él se desprendan, requieren de la integración de los siguientes aspectos: Ä Caracterización del paisaje. Se requiere de una detallada descripción del paisaje correspondiente al área de muestreo. Esto es importante para relacionar las características ambientales con los resultados analíticos y de allí orientar medidas de manejo del suelo. Ä Descripción del perfil de suelo. Se debe realizar esta descripción para cada unidad de suelo diferenciada en el muestreo. Debe tenerse presente que la fertilidad del suelo está determinada por un conjunto de factores que abarcan todo el perfil de suelo. Ä Toma de muestras suficientes, en cantidad y calidad. Tanto la calidad como la cantidad de muestras son fundamentales para obtener datos analíticos de características y propiedades químicas y físicas del suelo, que sirvan de apoyo al diagnóstico. Ä Objetivos del análisis. Se realizan análisis químico-nutritivos del suelo para evaluar el régimen de elementos nutritivos. Los análisis físicos del suelo permiten evaluar otros factores de la fertilidad 7 del suelo como los regímenes de aire y agua. Los datos de laboratorio y otra información adicional permiten orientar medidas de manejo del suelo y/o silviculturales. DETERMINACIONES Entre los análisis químicos son comunes las determinaciones de elementos nutritivos en sus formas soluble, disponible, intercambiable y de reserva. También se determina la capacidad de intercambio catiónico, elementos químicos nocivos o tóxicos, grado de acidez, materia orgánica, etc. Entre los análisis físicos se determina comúnmente la densidad aparente, la distribución de poros, la textura, etc. CRITERIOS PARA EL MUESTREO DE SUELOS SECTORIZACIÓN. Es la división de la superficie del terreno para lograr un muestreo representativo. Ella permite separar suelos que presentan características diferentes, que no deben estar en una sola muestra, y así lograr unidades de terreno que son homogéneas para el muestreo. Luego se muestrea en cada sector definido. Los principales criterios para sectorizar, en orden secuencial, son los siguientes: SERIE DE SUELO. Terreno ocupado por un tipo de suelo que es homogéneo en su origen y evolución. Las unidades diferenciadas están definidas en fotomosaicos y ortofotos CIREN, en cartografía de series y asociaciones de suelos y en otros documentos. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de una sola serie de suelo y que no está mezclando suelo de series distintas. USO HISTÓRICO DEL SUELO: Separación en sectores de distinto grado de alteración por usos anteriores. El uso anterior que ha tenido un suelo provoca cambios en su fertilidad, por ejemplo, cultivo de papas, cultivo de trigo, pradera con ganadería, plantación de pino, bosque nativo, etc. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector donde ha habido un determinado uso anterior del suelo. USO ACTUAL DEL SUELO. Separación en sectores de distinto grado de alteración por el uso actual. El uso actual que tiene un suelo puede ser muy diferente al que tenía históricamente. Ello puede provocar cambios en su fertilidad. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector donde hay actualmente un solo determinado uso del suelo. 8 TOPOGRAFÍA. Subdivisión del terreno por cambios marcados en el relieve. Por ejemplo, cumbre, ladera alta, ladera media, ladera baja, piedemonte, plano bajo, hondonada, terraza, plano de meseta, etc. Un determinado uso del suelo en un terreno con diferentes características topográficas causa, normalmente, variaciones significativas en su fertilidad asociadas a tales cambios topográficos. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector que se encuentra en una sola unidad topográfica. OTROS. Sectorización por otros factores de variación del terreno como, por ejemplo, exposición del terreno, tipo de preparación del suelo (con o sin quema), otras técnicas de manejo del suelo u otras situaciones particulares. Asegúrese que su muestra de suelo proviene de un sector que presenta una sola característica particular. MUESTREO DE SUELOS PARA EL ANÁLISIS FÍSICO. OBJETIVOS DEL ANÁLISIS. Normalmente se realizan análisis físicos para evaluar los regímenes de agua y de aire, el espacio arraigable y algunos aspectos relacionados con el régimen de elementos nutritivos. Es un complemento para la evaluación de los análisis químico-nutritivos. De ellos se derivan -en conjunto con otra información- medidas de manejo del suelo y silvicultural. DETERMINACIONES. Entre estos tipos de análisis son comunes las determinaciones de densidad aparente, volumen total de poros, distribución de poros (gruesos, medios, finos, capacidad de agua aprovechable, etc.), textura, tamaño y estabilidad de los agregados, etc. TIPO DE MUESTRA. Para la determinación de la textura, lo normal es la obtención de muestras de suelo disturbado, es decir, sin conservar la estructura natural del suelo. Se procede de manera similar a la descrita para las muestras de análisis químico-nutritivo, pero separando muestras según los horizontes del perfil de suelo. Para la determinación de porosidad, densidad aparente y agregados, se toman muestras de suelo inalterado, es decir, conservando la estructura natural del suelo. Estas muestras se obtienen, normalmente, con cilindros de una capacidad de 100 - 300 cm. 3. 9 DISTRIBUCIÓN DE LAS MUESTRAS: Se debe sectorizar como se indicó anteriormente en el muestreo para análisis químico del suelo. Sin embargo, en este caso puede ser particularmente útil o necesario muestrear también áreas especiales por su alteración, como vías de maderero, canchas de acopio, lugares transitados por máquinas o animales, etc. PROFUNDIDAD DE LAS MUESTRAS: La profundidad de las muestras depende del objetivo. Normalmente se extraen muestras en varias profundidades del suelo. En general, son recomendables las siguientes profundidades como mínimo: - Superficial, aproximadamente de 0-20 cm. - Zona intermedia del perfil de suelo, aproximadamente de 20-50 cm. - Zona profunda del perfil, aproximadamente >50 cm. También es común tomar muestras aproximadamente en la parte media de cada tercio del perfil de suelo. Si en el perfil de suelo se detecta o se sospecha de la presencia de algún horizonte con limitaciones físicas, como por ejemplo un pie de arado, también se toman muestras en tal horizonte. Idealmente se muestrea cada horizonte del perfil de suelo. Número de muestras: Para obtener valores promedio y un conocimiento de la variabilidad de una unidad de suelo, se deben tomar por lo menos 3 cilindros (rango normal de 3-6) en cada estrato de profundidad deseado. Para el análisis de textura generalmente es suficiente con una muestra por horizonte. MUESTREO DE SUELOS PARA EL ANÁLISIS QUÍMICO NUTRITIVO. TIPO DE MUESTRA: Para el análisis químico del suelo, lo normal es la obtención de muestras de suelo disturbado, es decir, sin conservar la estructura natural del suelo. PROFUNDIDAD DE LAS MUESTRAS. MUESTRA ESTÁNDAR: Extraer muestras del suelo superficial, de una profundidad de aproximadamente 20 cm. (0 - 20 cm.). Ello es válido si en esa estrata se encuentra un sólo horizonte, o bien si existe una transición gradual desde el horizonte superior al siguiente. Si la diferencia es muy grande entre los horizontes que se encuentran en la estrata de 20 cm. de profundidad, conviene tomar muestras separadas por horizonte. En casos como este se toma la primera muestra que abarca el primer horizonte (menos de 20 cm. de profundidad) y luego se toma una segunda muestra continuando hacia 10