3 INTRODUCCIÓN El suelo como un ente natural y dinámico es resultado de los numerosos factores y procesos formadores del suelo y por lo tanto representa diversidad y heterogeneidad en las diferentes zonas del país. En este sentido el manejo agrícola difiere de acuerdo a las propiedades físicas, químicas y biológicas que presenta el lugar siendo un problema en el aprovechamiento y mejoramiento de las condiciones del suelo. La realización de este estudio se llevo a cabo en las zonas aledañas al aeropuerto de Tunja en donde los suelo han sido sometidos a una mala utilización agrícola y factores climáticos que aceleran la meteorización y que han propiciado una considerable degradación de la capa arable. La finalidad de este trabajo académico, es la de caracterizar el suelo del lugar para hacer un uso adecuado de este recurso, evaluando sus propiedades físicas y químicas. En este contexto el Ingeniero Agrónomo debe adquirir gran destreza interpretativa y fundamentación técnica en el manejo de las ventajas y limitaciones relacionándolo con un plan de fertilización, conservación del suelo y practicas de labranza, para un cultivo de interés agrícola y así alcanzar los rendimientos esperados por el agricultor, por consiguiente, el plan de fertilización ha sido enfocado en el cultivo de trigo, que por su viabilidad se ha cultivado en suelos alfisoles de zonas aledañas al aeropuerto. 4 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Determinar y analizar las características físicas y químicas de un suelo Alfisol presente en el Aeropuerto de Tunja con el fin de establecer un plan de fertilización para el cultivo de trigo. ESPECÍFICOS. Poner en las técnicas de muestreo para el estudio de suelos con fin agronómico. Determinar las características físicas del suelo por medio de métodos de campo. Evaluar las características físicas y química de la capa arable del suelo por medio de métodos de laboratorio. Establecer la disponibilidad los diferentes nutrimentos que existen en la solución del suelo de estudio. Interpretar la información para hacer un diagnostico de fertilidad y una recomendación para el mejoramiento del suelo, para llevar a cabo el cultivo de trigo en la zona. 5 MARCO TEÓRICO. 1.1 Presencia de Alfisoles en la Zona Andina. En la zona de cordilleras, propiamente dichas, se presume que los Alfisoles son escasos se ubican en el paisaje de montaña de clima frió seco, solamente se ha reportado este orden en algunos flancos de la cordillera oriental, en los alrededores de la Sabana de Bogotá, de los valles de Ubaté, Chiquinquirá y del valle de Tunja a Sogamoso. En la ciudad de Tunja hay presencia de alfisoles en cercanías a la zona del aeropuerto. Ver figura 1. Figura 1. Zona del aeropuerto. 1.2 Vegetación: En zonas muy secas del altiplano cundiboyacense en las que se incluye la zona del aeropuerto se conservan con escasa vegetación natural y en ellos se encuentran algunos ovinos los cuales contribuyen cada día a escasear mas la poca vegetación que aun queda hasta convertir las tierras en áreas con todas las características de las zonas áridas.1 1.3 Agricultura: En la zona se realizan pequeñas explotaciones de poco interés económico, la gran mayoría de la agricultura es minifundista, 1 FLETCHER, Álvaro. Suelos del departamento de Boyacá. IGAG 6 La región principalmente se ha caracterizado por la producción de cereales de clima frió, como trigo y cebada, en otros sectores mas productivos de suelos mas fértiles se cultiva maíz, fríjol y haba especialmente en los municipios de Toca y Chivata donde al igual que en la zona del Aeropuerto predominan los alfisoles. El tamaño de los predios y la ubicación fisiográfica limita el uso de tractor, se usan elementos de arado tradicionales como el azadón, machete entre otros. Actualmente en las zonas aledañas al Aeropuerto no se llevan a cabo actividades agrícolas, las actividades económicas están regidas por la alfarería. 1.4 Clima: La región interandina tiene un régimen de humedad que varia de las condiciones sub-húmedas a secas con precipitaciones que en promedio oscilan entre los 800 y 1.300mm anuales. Es necesario es uso de riego suplementario debido a al déficit de humedad presente en los meses de Diciembre, Enero, Febrero, julio y Agosto.2 1.5 Características de los Alfisoles en Boyacá El Alfisol presenta un horizonte superficial de enriquecimiento secundario de arcillas, desarrollado en condiciones de acidez o alcalinidad sódica, asociado con un horizonte superficial claro, generalmente pobre en materia orgánica 1. Los Alfisoles están desarrollados a partir de arcillas grises, localizados generalmente en las áreas muy erosionadas. El perfil consta de un horizonte E de color pardo amarillento claro y textura moderadamente fina, descansa sobre un horizonte Bt delgado, de color pardo, con cutanes de color gris muy oscuro y textura fina, el cual reposa sobre un horizonte Bs de colores pardo amarillento, pardo grisáceo oscuro, gris parduzco claro, de textura media a moderadamente fina. Estos suelos son muy superficiales, limitados por un horizonte argílico cementado, bien a excesivamente drenados; fertilidad baja y reacción ligeramente acida a acida. Los factores y procesos más importantes en su evolución han sido el clima, el material parental, las perdidas, las traslocaciones y el abuso del hombre en las explotaciones pecuarias. 2 CASTRO, Hugo. Fundamentos para el conocimiento y manejo de suelos agrícolas. 1.998 Pág. 19 7 Formas Aluviales. Comprenden todas aquellas formas planas a inclinadas donde se ha acumulado o sedimentado materiales erosionados, provenientes de las montañas debido a agentes como el agua, el viento, los deshielos y la gravedad. Dentro de las formas se presentan abanicos, valles altos estrechos y planicie fluvio lacustre. Abanicos. Corresponde a áreas de relieve ligeramente inclinado a inclinado, compuestas por materiales aluviales o glaciares dejados por algunas quebradas al salir de las montañas hacia los valles o la planicie lacustre. Estos abanicos se han subdividido según el origen del material, en fluvio glaciares y aluviales. 1.6 Caracterización Taxonómica de suelos Alfisoles en Boyacá3. Por su morfología y características están relacionados con el dominio de horizontes óricos, úmbricos y en profundidad se presenta el horizonte argílico, el cual es iluvial con cantidades significativas de arcilla silicatada, revistiendo poros y agregados y una saturación de bases ( por suma de cationes) mayor de 35 %, Al nivel de suborden se clasifican como Ustalfs, por encontrarse en régimen edáfico de humedad ústico, y udalfs por encontrarse en un régimen de humedad údico; estos suelos por cumplir con todos los conceptos de suborden se clasifican a nivel de gran grupo en Haplustalfs y Hapludalfs. Los Haplustalfs que posees grietas con un ancho de 5mm y están dentro de los 125 cm. de profundidad, además presentan slickensides y estructura en formas de cuña. Se clasifican como Vertic, los suelos que tienen una capacidad de intercambio catiónico menor de 24 cmol/Kg, de arcilla ( por NH 4 OAc, 1N a pH 7), en el horizonte argílico se clasifican como Kanhaplic; los Haplustalfs que tienen un horizonte cálcico dentro de los primeros 100cm y además la temperatura del suelo en los primeros 50cm, superiores a 5ºC se clasifican dentro del grupo cálcidic y los suelos integrados al orden inceptisol se denominan inceptic haplustalfs; aquellos que cumplen con todos los conceptos de gran grupo se clasifican se clasifican en subgrupo Typic. 3 IGAC. Estudio general del suelo y zonificación de tierra del departamento de Boyacá 2005. 8 DESCRIPCION GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO. 1.7 UBICACIÓN GEOGRÁFICA: ************************************** Departamento: Boyacá. Municipio: Tunja Barrio: El dorado. Sector: El aeropuerto Área del Municipio: Los suelo alfisoles hacen parte de una extensión aproximada de 7.400 Ha y esta integrada por los municipios de Tunja, Chivata, Toca y Soracá en donde es enmarcada la presencia de estos suelos.4 Localización Geográfica: Coordenadas: 5 32’55” N 73 20’27” W Altura: 2754 m.s.n.m. DESCRIPCIÓN AGROECOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO Región natural: Región Andina. Parte central de la Cordillera Oriental. Subregión; Altiplano Cundiboyasence. Cuenca Hidrográfica: Cuenca del alto Río Chicamocha OJO VER AFLUENTES DEL RIO chicamocha********************** 1.8 GEOLOGÍA: Según los estudios realizados en el Departamento de Boyacá el basamento geológico pertenece a inmensas extensiones de formaciones del Cretaceo, el Terciario y el Cuaternario. En la zona de estudio se encuentran formaciones del terciario donde predominan materiales de origen sedimentario que por su composición química y granulométrica se encuentran divididos en varias formaciones. Es tas distintas formaciones no muestran una orientación definida 4 IGAC, 1979 9 pues parecen tanto en fajas casi paralelas como en formas de manchones con contornos irregulares. En la edad cuaternaria se formaron los depósitos aluviales formados en las partes planas de los valles que aun reciben aportes de los ríos.5 1.9 FISIOGRAFÍA: La zona de estudio es un altiplano. El paisaje esta determinado por anticlinales y colinas derivando coluvios. Ver figura 2. Figura 2. Fisiográfica del aeropuerto. 1.10 GEOMORFOLOGÍA: La altiplanicie de la cordillera oriental donde se encuentra la cuidad de Tunja presenta una diversidad de formas. De estas predominan los relieves quebrados y escarpados sobre áreas planas y las de poca pendiente. Los relieves quebrados y escarpados han sido formados principalmente por acción de los movimientos tectónicos y en parte por la disección causada por las corrientes de agua, sean continuas o transitorias. Los relieves planos e inclinados corresponden casi siempre a superficies de acumulación de materiales transportados por las aguas de escorrentía provenientes de lugares más altos muchas veces distantes de las áreas de depósitos. En la figura 3 podemos observar el proceso de erosión causado por esta escorrentía y en la figura 4 observamos las áreas de deposito. Figura 3. Formación geomorfológica de los suelos del aeropuerto 5 Figura 4. Efecto de la escorrentía Suelos del departamento de Boyacá y Diccionario Geográfico de Colombia. IGAG 10 La escasa vegetación formada de los suelos de materiales esquistosos, evidencia la sucesión de los efectos de aguas de escorrentía: de la erosión difusa pasa a la erosión concentrada; primero simples canalillos, después surcos más grandes, luego cárcavas. Ver anexo 4. Este tipo de erosión no neutralizada, se puede llegar a transformar en un paisaje desolador, como es el caso de los carcavamientos en el Aeropuerto de Tunja. La zona colinada del Aeropuerto presenta relieves fuertemente ondulados de 12 a 25 % de Pendiente. 1.11 ANALISIS CLIMATICO: La información climática obtenida corresponde a los promedios anuales y mensuales del 1995 hasta el 2006. 6 Clima: Frío. Régimen de Humedad: Seco Altura: 1754 m.s.n.m Temperatura ambiente promedio: 13ºC Precipitación: 650.46mm. Evaporación: 1246.25mm. Humedad Relativa: 78.7%. Brillo Solar: 2011.08 Velocidad del viento: 1.1m/s 6 Información obtenida de la Estación Climatológica (IDEAM) de la cuidad de Tunja, ubicada en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 11 1.11.1 BALANCE HIDRICO: En esta zona de estudio se presentan condiciones climáticas excepcionales que inciden en la formación del suelo y la vegetación del lugar. Según el método de Turc se determinó que en el área de Tunja se presenta una evaporación de 1246.25mm y una precipitación anual 650.46mm, y su relación mensual (de 11años) en un balance hídrico (ver figura 5), nos indica que las épocas de siembra se deben realizar en los meses de marzo, abril, octubre y noviembre y las épocas de cosecha se deben realizar en Enero, Junio, Julio y Diciembre. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 PRECIPITACION EVAPOTRANSPIRACION EN FE ER BR O ER M O AR ZO AB R I M L AY O JU NI O JU AG LIO SE O PT S IE TO M O BR C E T NO U VI BR E E DI MB CI R EM E BR E mm BALANCE HIDRICO Figura 5. Balance hídrico. 1.12 DESCRIPCION DEL USO DE LA TIERRA. Debido a su alta infertilidad y erosión, en la zona se emplea la reforestación y formación de bosque. 12 Figura 4. Plan de reforestación ICA. 1.12.1 Vegetación: La especie arbórea más representativa en la zona es el Pino resinoso. Las especies arbustivas y herbáceas encontradas fueron: Hayuelo (Dodonaea Viscosa), retamo (spartium; unceum), camiseta (Baccharis mucronata), jarilla, paja, chicoria (elephantapus mollis). El kikuyo (Pennisetum clandestimun) esta presente en la zona del aeropuerto es la principal fuente de alimento de la ganadería de este sector. 1.12.2 Agricultura: En la zona se realizan pequeñas explotaciones de poco interés económico, la gran mayoría de la agricultura es minifundista, La región principalmente se ha caracterizado por la producción de cereales de clima frío, como trigo y cebada, en otros sectores mas productivos de suelos mas fértiles se cultiva maíz, fríjol y haba especialmente en los municipios de Toca y Chivata donde al igual que en la zona del Aeropuerto predominan los alfisoles. El tamaño de los predios y la ubicación fisiográfica limita el uso de tractor, se usan elementos de arado tradicionales como el azadón, machete entre otros. Actualmente en las zonas aledañas al Aeropuerto no se llevan a cabo actividades agrícolas, las actividades económicas están regidas por la alfarería. 1.12.3 CULTIVO DE TRIGO7. BOTÁNICA. El trigo pertenece a la familia de las gramíneas (Poaceae), siendo las variedades más cultivadas Triticum durum y T. compactum. El trigo harinero hexaploide llamado T. aestivum es el cereal panificable más cultivado en el mundo. REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS. 7 www.infoagro.com. 13 Temperatura. La temperatura ideal para el crecimiento y desarrollo del cultivo de trigo está entre 10 y 24 ºC, pero lo más importante es la cantidad de días que transcurren para alcanzar una cantidad de temperatura denominada integral térmica, que resulta de la acumulación de grados días. Humedad. Se ha demostrado en años secos que un trigo puede desarrollarse bien con 300 ó 400mm de lluvia. Suelo. El trigo requiere suelos profundos, para el buen desarrollo del sistema radicular. Al ser poco permeables los suelos arcillosos conservan demasiada humedad durante los inviernos lluviosos. El suelo arenoso requiere, en cambio, abundante lluvia, dada su escasa capacidad de retención. En general se recomienda que las tierras de secano dispongan de un buen drenaje. pH. El trigo prospera mal en tierras ácidas; las prefiere neutras o algo alcalinas. También los microorganismos beneficiosos del suelo prefieren los suelos neutros o alcalinos. CICLO VEGETATIVO. En el ciclo vegetativo del trigo se distinguen tres períodos: Período vegetativo, que comprende desde la siembra hasta el comienzo del encañado. Período de reproducción, desde el encañado hasta la terminación del espigado. Periodo de maduración, que comprende desde el final del espigado hasta el momento de la recolección. -Germinación. El periodo de germinación y arraigo del trigo es muy importante para la futura cosecha de grano. El grano de trigo necesita para germinar humedad, temperatura adecuada y aire a su alrededor. 14 La temperatura óptima de germinación es de 20-25ºC, pero puede germinar desde los 3-4ºC hasta los 30-32ºC. El aire es necesario para activar los procesos de oxidación, por tanto la capa superficial del terreno debe estar mullida; la humedad del trigo no debe sobrepasar el 11%, cuando se sobrepasa este porcentaje de humedad la conservación del grano se hace difícil. -Ahijamiento. El tallo del trigo es una caña (con nudos y entrenudos), cada nudo tiene una yema que origina una hoja. Cuando los entrenudos se alargan al crecer (encañado), se observa que cada hoja nace a distinta altura en nudos sucesivos. El alargamiento de los entrenudos ocurre en su parte baja, pero este crecimiento no se produce hasta más tarde, en la fase de encañado. Pero durante un largo periodo, las zonas de los tallos que están en contacto con la tierra, crecen de otro modo dando lugar a raíces adventicias hacia abajo y nuevos tallos secundarios hacia arriba llamados "hijos"; se dice entonces que el trigo "ahija" o "amacolla", denominándose "padre" a la planta principal que salió del grano, "hijos" a las secundarias y siguientes y "macolla" al conjunto de todas ellas. El segundo nudo del trigo siempre se encuentra a uno o dos centímetros bajo el suelo, independientemente de la profundidad de siembra, este nudo se denomina "nudo de ahijamiento", pues en él es donde se forman los "hijos" anteriormente citados. No existe un límite de ahijamiento definido, ya que una sola planta puede tener incluso 400 hijos, pero normalmente las plantas bien ahijadas tendrán hasta 20 hijos. Encañado. Tiene lugar una vez que comienzan a elevarse las temperaturas, los nudos pierden la facultad de emitir hijos y comienzan a alargarse los entrenudos del tallo. El encañado consiste, por tanto, en el crecimiento del tallo por alargamiento de los entrenudos. La caña sigue alargándose durante el espigado y hasta el final de la madurez, alcanzando longitudes diferentes según las variedades. La altura del tallo no tiene relación con la producción de grano, pero sí con la de paja, que es mayor en variedades más altas. La caña no queda al descubierto todavía en esta fase, pues no sale de entre las hojas hasta el espigado. En esta fase queda rodeada por la vaina. El grosor de la caña varía según las variedades, siendo frecuente que las cañas gruesas se den en variedades de poco ahijamiento. Las variedades de caña gruesa no siempre son más resistentes al encamado. Cuando la espiga empieza a apuntar entre las hojas comienza la fase de "espigado". En este momento comienzan a ser peligrosas las heladas tardías 15 de primavera. Los estambres se secan, se caen y el ovario fecundado va creciendo, convirtiéndose en un grano de trigo verde, hinchado y lleno de un líquido lechoso, a partir de este momento comienza la madurez del trigo. Espigado. El periodo de "espigado" es el de máxima actividad fisiológica, con una transpiración y una extracción de humedad y alimentos del suelo que llegan al máximo. Los azúcares de las hojas inferiores van emigrando a los granos de trigo que se forman mientras las hojas se van secando. La cantidad de agua necesaria para transportar a los granos de trigo las sustancias de reserva, hace que las raíces desequen la tierra con facilidad, por ello el riego en esta fase resulta muy importante. Maduración. El periodo de maduración comienza en la "madurez láctea" cuando las hojas inferiores ya están secas, pero las tres superiores y el resto de la planta está verde, seguidamente tiene lugar la "maduración pastosa", en la que sólo se mantiene verdes los nudos y el resto de la planta toma su color típico de trigo seco, tomando el grano su color definitivo. A los tres o cuatro días del estado pastoso llega el cereal a su "madurez completa". Por último se alcanza la "madurez de muerte", en el que toda la paja está dura y quebradiza; así como el grano, saltando muy fácilmente de las glumillas y raquis. La lentitud de "la muerte" del trigo es el principal factor para su buena granazón, por ello es imprescindible que las temperaturas sean suaves, pues si sobrevienen vientos secos o calor excesivo el grano de trigo se "asura", es decir, madura precipitadamente y no se acumulan en la semilla las sustancias de reserva que se necesitan para un adecuado grosor del grano. PARTICULARIDADES DEL CULTIVO. Preparación del terreno. El trigo requiere un terreno asentado, mullido, limpio de malas hierbas y bien desmenuzado. La naturaleza de las labores, el modo de ejecutarlas y la época oportuna para su realización, varía con el cultivo que precedió al trigo, con la naturaleza del suelo y con el clima. Siembra. -Época de siembra. Se establece de acuerdo al balance hídrico determinado para la ciudad de Tunja. Ver ……………………………………. -Densidad de siembra. Se emplea una densidad de 300-400 semillas/m2 (de 100 a 130 kilos semillas/ha), con un mínimo de 80% de poder germinativo. 16 -Siembra mecanizada. Este método de siembra presenta diversas ventajas sobre la siembra a voleo o a chorrillo. Ahorro de semilla entre el 30-50%. Uniformidad en la distribución de los surcos. Establecimiento de la profundidad de siembra según las necesidades. Permite el laboreo entre líneas. La siembra mecanizada requiere las siguientes condiciones: Parcelas de extensión suficiente. Terrenos de escasa pendiente. Buena preparación del terreno. Requerimientos nutricionales para el cultivo de trigo. Cultivo: trigo Rendimiento (Ton/ha): 6 Absorción de nutrientes (Kg/ha): N: 170 P2O5: 75 K2O: 175 Ca: 23 Mg: 18 S: 30 - Riego. En zonas secas y épocas cálidas se recomienda dar primero un riego copioso y seguidamente realizar una labor de arado. Pues a continuación se realizará la siembra. Con el encañado comienza un periodo de intensa asimilación de agua y de sustancias nutritivas, por tanto es preciso que la tierra contenga bastante humedad en esta fase. Durante el espigado es necesario aplicar otro riego. La planta está en plena actividad de asimilación y el agua es consumida rápidamente en esta fase. El último riego debe realizarse a los pocos días del anterior, en plena madurez láctea de las espigas o muy al principio de la madurez pastosa, ya que las plantas siguen consumiendo mucha agua, empleada principalmente en trasladar el almidón y demás reservas alimenticias desde las hojas al grano. * Riego por aspersión. Es recomendable su uso en terrenos muy desnivelados empleando aspersores de medio o pequeño alcance y de gota fina, en lugar de los de gran alcance. 17 VARIEDADES. Debido a la diversidad de usos del trigo existe una gran diversidad de variedades, actualmente se comercializan variedades de paja corta y de alto rendimiento, así como variedades de verano e invierno, pero la resistencia al frío de esta última debe mejorarse. Los trigos de invierno suelen cultivarse en las zonas templadas, y los de verano predominan en zonas con inviernos fríos (altas latitudes) o con inviernos demasiado suaves (bajas latitudes). En general puede distinguirse tres variedades en función de su ciclo: Variedades de otoño o de ciclo largo. Variedades de primavera o de ciclo corto. Variedades alternativas. RENDIMIENTO. El rendimiento del cultivo del trigo ha aumentado de manera exponencial a nivel mundial en los últimos años debido a la mejora genética de las variedades y a la mejora de las técnicas de manejo del cultivo. El rendimiento se basa en tres parámetros fundamentales como son: número de plantas por unidad de superficie, número de granos por planta y peso del grano, y cuyo producto daría como resultado el rendimiento final del cultivo. El número de plantas por unidad de superficie se regula mediante la densidad de siembra; siendo los otros dos parámetros regulables por la mejora genética, especialmente el número de granos por planta, éste no se ha obtenido aumentando el número de ahijamientos, sino a que las espigas de las nuevas variedades contienen más granos que las antiguas. El aumento de biomasa de las nuevas variedades de trigo a dado lugar a un aumento en el rendimiento de paja. El índice más utilizado para medir la eficacia de la planta para transformar la biomasa en grano es el índice de cosecha, que es la relación porcentual entre el peso del grano y el peso total de la planta. Este índice ha tenido un papel fundamental en la mejora de los rendimientos en trigo harinero 1.13 INFRAESTRUCTURA Encontramos como principal construcción la pista del aeropuerto de la ciudad, cerca cruza una vía de acceso al municipio de Oicatá y al centro de la cuidad de Tunja; a sus alrededores, el uso del suelo es empleado para la fabricación 18 de ladrillo (alfarería). Las construcciones rurales de vivienda son muy pocas, debido a que en este zona la producción agrícola es nula. En esta área se presenta un paisaje semidesértico con erosiones muy marcadas por la escorrentía, la intervención humana a causado la escasez vegetal y la desaparición de especies nativas. MARCO CONCEPTUAL PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO: Textura: propiedad física del suelo que indica la proporción porcentual en el que se encuentran las partículas de aren, limo y arcilla en el suelo. Las partículas minerales superiores a 2 milímetros de diámetro no son consideradas en la textura. Estructura: es el grado de agregación que presentan las partículas del suelo (arena, limo y arcilla) para originar diferentes formas (gránulos, bloques, prismas, láminas). De una manera más sencilla estructura es la manera como se unen las partículas del suelo para formar terrones. Densidad: es una resultante de la relación masa a volumen. En el suelo, esta propiedad se determina bajo las formas de densidad real y densidad aparente. Densidad real: se refiere al peso de las partículas sólidas de los suelos y por lo tanto, puede definirse como la relación entre el peso de las partículas sólidas y secas, dividido por el volumen de agua desalojado por ellas y se expresa en gramos por centímetro cúbico (g/cm3). Densidad aparente: es la relación existente entre el peso de un volumen dado de suelo seco incluyendo su arreglo estructural (sin disturbar) y el volumen de agua desalojado por el mismo. Se le denomina peso-volumen o densidad de campo. Color: es la característica morfológica más visible y manifiesta del suelo. Las posibles causas del color del suelo son: materia orgánica, presencia de óxidos de hierro (colores rojos o pardo rojizos). Otras causas de colores grises o gleisados se presentan en horizontes que permanecen saturados con agua, los suelos con drenaje pobre casi siempre presentan moteados o manchas de color gris. Drenaje: es la rapidez con que los suelos se secan después de un aguacero. Hay drenaje interno y externo. Drenaje interno: es la rapidez con que el agua se mueve dentro del suelo o internamente en el perfil, lo cual va a depender del contenido de arcilla. 19 Drenaje externo: es la rapidez con que el agua se escurre por la superficie del terreno. Escorrentía: es cuando en un aguacero el agua no penetra en el suelo, o lo hace muy lentamente y corre sobre la superficie hasta llegar a un arroyo o río. Nivel freático: aparición de agua permanente cerca de la superficie del suelo. PORPIEDADES QUIMICAS: Acides del suelo: condición que refleja la concentración de iones hidrogeno en la solución del suelo, a mayor concentración de iones hidrogeno y aluminio es mayor la acidez. Acides intercambiable: es la acides debida a los iones aluminio e hidrogeno intercambiables desplazables con una sal neutra (KCl 1N). Esta acides es el parámetro cuya interpretación nos permita tomar desiciones en cuanto al uso del encalamiento. Alcalinidad del suelo: condición que refleja la acumulación excesiva de bases (calcio, magnesio, potasio, sodio) en el suelo. Los suelos alcalinos presentan pH superiores a 7,4. Capacidad de intercambio catiónico CIC: es la capacidad del suelo para retener e intercambiar cationes y dependerá del número de cargas negativas existentes en la superficie de la arcilla y de la materia orgánica. Conductividad eléctrica: es la medida de la concentración de sales solubles en el suelo, expresado por unidades americanas en milimohos (mmhos/cm.) y por unidades internacionales en decisiemens por metro (ds/m). ELEMENTOS NUTRIENTES EN LAS PLANTAS: Elementos mayores: están constituidos el nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), son lo elementos llamados primarios ya que los utiliza la planta en mayores cantidades. Nitrógeno (N): promueve el rápido crecimiento en la planta, aumenta el contenido de proteínas en los productos de las cosechas alimenticias. Como deficiencia se presenta el amarillamiento y caída de las hojas más viejas, tallos cortos y delgados, macoyamiento pobre en cereales como trigo, cebada, avena y arroz etc. Fósforo (P): estimula el desarrollo de las raíces y el crecimiento aéreo de la planta, acelera la maduración, responsable de la utilización del azúcar y el almidón. Como deficiencia se presenta coloración roja y púrpura en las hojas 20 mas viejas de la planta, las raíces detienen su crecimiento y poseen pocas ramificaciones. Potasio (K): le imparte a la planta vigor y resistencia a las enfermedades, ayuda a la producción de proteínas y mejora la calidad de cosecha. Como deficiencia se presenta secamiento y quemazón de puntas y bordes de las hojas, la vena central de la hoja permanece verde. Elementos secundarios: están constituidos por el calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S). Son llamados secundarios ya que los necesita la planta en cantidades moderadas. Calcio (Ca): su función es aumentar la absorción de nitrógeno en forma de nitrato (NO3), neutraliza el efecto del aluminio toxico en los suelos ácidos, como deficiencia se observa deformación severa de hojas jóvenes con las puntas enroscadas hacia abajo, las puntas o los brotes de crecimiento a menudo muere. Magnesio (Mg): necesario en la formación de azucares y elemento esencial de la clorofila, actúa como transportador de fósforo en la planta, regula la absorción de otros elementos como P, K, Ca. La deficiencia presenta la caída de las hojas sin marchitamiento como en el caso del manzano, clorosis intervenla de las hojas. Elementos menores: compuestos por el boro (B), cobre (Cu), zinc (Zn), manganeso (Mn), hierro (Fe), molibdeno (Mo), cloro (Cl), sodio (Na), cobalto (Co) y vanadio (V). Boro (B): importante en el desarrollo de meristemos de crecimiento, floración y fructificación, su deficiencia presenta muerte de yemas o meristemos, ramificaciones múltiples y terminales con apariencia de rosetas. Manganeso (Mn): ayuda a la síntesis de clorofila, aumenta el aprovechamiento de calcio, magnesio y fósforo. Como deficiencia presenta colores verde pálido, manchas resinosas en hojas de los cítricos. Hierro (Fe): relacionado con la producción de clorofila, actúa en la activación de sistemas enzimáticos involucrados en la fijación biológica del nitrógeno. Sus síntomas visuales de deficiencia son la clorosis férrica que es el amarillamiento de los foliolos más jóvenes de la planta. Cinc (Zn): es necesario para la producción normal de clorofila y actúa como activador de enzimas. Sus síntomas visuales de deficiencia aparecen primero en las hojas jóvenes pocas semanas después de su germinación conocida como ápice blanco. Donde el tejido nuevo presenta un color blanco o amarillo claro. 21 Cobre (Cu): es activador de varias enzimas involucradas en reacciones de fotosíntesis y formación de proteínas cúpricas. Es importante en la actividad enzimática de la fenolasa, responsable de la floración y maduración de frutos. Sus síntomas visuales de deficiencia es la muerte de la yema terminal o de los sitios de crecimiento. Molibdeno (Mo): es necesario para la asimilación y fijación de nitrógeno por las leguminosas, debido a que es activador de la enzima nitrato – reductasa. Una deficiencia de molibdeno puede causar deficiencia de nitrógeno en leguminosas. Cloro (Cl): aunque es esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas, poco se sabe del papel que desempeña en la nutrición de las plantas. Contribuye al potencial de turgencia de las hojas, al transporte de iones como el potasio, calcio y magnesio. Disminuye la infección de enfermedades en las hojas y granos de los cereales. Los síntomas de deficiencia no son comunes, pero en cultivos como la palma de aceite y coco se presenta una alta incidencia de enfermedades en las hojas, otros síntomas incluyen señales de estrés de humedad durante el medio día, rajamiento y sangrado de el tallo. ABONOS Y FERTILIZANTES: Materia orgánica: todo tipo de desecho o residuos de origen animal o vegetal sobre la superficie del suelo. Abono orgánico: todo subproducto de origen animal o vegetal que puede ser utilizado para mejorar la fertilidad y condición física de un suelo. Perfil de suelos: conjunto de horizontes o capas superpuestas diferenciadas en color, producto de la evolución genética del suelo a partir de la roca o materia de origen. Fertilizante: compuesto de carácter orgánico, inorgánico o sintético que suministra a las plantas uno o más de los elementos nutrientes esenciales para su normal crecimiento. Fertilizante simple: es aquel que contiene uno solo de los elementos mayores. Fertilizante compuesto: es aquel que contiene dos o más elementos mayores. Partes por millón (ppm): se llama ppm a las unidades en un millón de unidades, por ejemplo kilogramos en un millón de kilogramos. Cal agrícola: es un producto formado principalmente por 70 % mínimo de carbonato de calcio (CaCo3). En la forma neutral se encuentra como piedra caliza o piedra de cal. 22 Cal viva: es la misma piedra caliza o carbonato de calcio, calcinada o quemada en hornos. Esta cal también recibe el nombre de oxido de calcio (CaO) y se encuentra en el comercio en forma de terrones mas o menos grandes. Para aplicarla al suelo se debe pulverizar. Inmediatamente después de su aplicación absorbe agua y forma gránulos que se endurecen por la formación en superficie de carbonato de calcio (CaCO3). En este estado puede permanecer en el suelo por largo tiempo su aplicación se recomienda solamente cuando se puede asegurar una mezcla completa en el suelo pues existe el peligro de quemar la semilla. Cal apagada: es la misma cal viva después de haberla apagado con agua; también recibe el nombre de hidróxido da calcio Ca (OH)2 y de cal hidratada es menos fuerte que la cal viva. Como oxido de calcio (CaO) es difícil de manipular, se recomienda el uso de cal hidratada. Cal dolomítica: es una mezcla de carbonatos de calcio y de magnesio. Generalmente contiene de 40 a 55% de carbonato de calcio y de 10 a 35% de carbonato de magnesio MgCO3. El uso de esta tiene importancia en suelos ácidos deficientes en calcio y magnesio. Escorias Thomas o abono Paz del Río: es un producto de la industria de acero, que posee un contenido moderado de fósforo (10% P2O5) de baja solubilidad de agua, y de 48% de oxido de calcio (CaO). Además contiene pequeñas cantidades de magnesio (1.2%), potasio (0.04% K2O), azufre (0.2%), hierro (9%) y sílice (5.5%). Se aplica al suelo por su contenido de fósforo y porque su poder de neutralización es adecuado para ser recomendado para suelos ácidos deficientes en fósforo como en los llanos orientales y la zona andina. Determinación de bases METODOS La cámara de absorción atómica registra los resultados en miliequivalentes en 100 gramos de suelo. La saturación de bases se debe calcular de acuerdo a la CIC así: % de saturación de bases= (total meq/100 gramos de Ca +++ Mg+++ K++ Na+)/CIC suelo x 100 Y la CIC del suelo es: CIC = ∑ H+, Al+++, Ca++, Mg++, K+ y Na+ (meq/ 100 g suelo) 23 DETERMINACION DE MATERIA ORGANICA EN LABORATORIO POR EL METODO DE WALKLEY BLACK. METODO DE WALKLEY BLACK Según el color del suelo se pesa de 0.2 a 2 g de suelo tamizado y seco al aire (0.2 para suelo de apariencia orgánica y 0.5 a 2 g para suelo de apariencia mineral). Para este suelo se sugirió pesar 0.3 g, de acuerdo a su color. El suelo pesado se coloco en un erlenmeyer de 300ml. Se agrego 5ml de dicromato de potasio 1 N y 10ml de Acido Sulfúrico concentrado. Se agito durante 1 min. Y se dejo en reposo durante 40 min. Se adicionaron 50ml de Agua destilada y 5ml de Acido fosforito (H3 PO4 ). Si la aplicación de la solución de dicromato de potasio + el acido sulfúrico al suelo hubiera presentado un color verde, hubiera sido necesario pesar una nueva cantidad de suelo, de lo contrario los resultados no serian acertados. La titulación del blanco y a la muestra se llevo a cabo en un titulador automático. Cuando la determinación se realiza en este equipo no es necesaria la aplicación de difelamina (indicador de titulación) porque la cantidad titulada con sulfato ferroso se indica directamente en la pantalla del titulador y este se detiene para realizar cálculos sistemáticos para la determinación de MO. Si la titulación hubiese sido realizada manualmente, hubiera sido necesario agregar Acido fosfórico a la solución de blanco + suelo y por observación se determinaba la coloración final (verde brillante) de la titulación. Para determinar % CO se mide la cantidad de Acido Fosfórico suministrado y se realizan de los siguientes cálculos: Carbono orgánico oxidable = ((B-M) * N * 0.003 *1.3 *100)/PM Comprobación Normalidad de la solución Ferrosa N = (V+1)/B Donde: PM = Peso de la muestra seca al aire B = Volumen de sulfato ferroso empleado en el blanco M = Volumen de sulfato ferroso empleado en la muestra N = Normalidad del sulfato ferroso V = Volumen de dicromato empleado en el análisis. El factor 0.003 corresponde al peso en gramos de un miliequivalente de carbono. 24 1.3 = 100/77; factor de eficiencia de oxidación del carbono orgánico. El titulador automático nos permite suministrar los datos del peso de la muestra, constante de mineralización y automáticamente realiza los cálculos pertinentes y expide los resultados de las determinaciones primero % Carbono orgánico y luego multiplica por el factor de van- Bemmlen (1.724) para determinar % MO. DETERMINACION DE FOSFORO EN LABORATORIO POR EL METODO DE BRAY II. METODO: BRAY II. Se pesa una muestra de 2.85 g de suelo y se trasfiere a un vaso de extracción de 50ml. Añadir 20ml de la solución extractora, tapar rápidamente y agitar durante 40 segundos. Filtrar la solución en papel de filtro de Whatman Nº 42 o su equivalente en un vaso de 50ml. A un alícuota de 2ml de extracto de suelo agregar 18ml de la solución de trabajo. Este procedimiento se sigue con las soluciones patrón de P, de manera que las concentraciones de P varían entre 0.05 y 1 ppm. Se introduce la solución en un pequeño recipiente dentro del espectrofotómetro, Fig. 4. Después de 20 minutos leer la transmitencia usando una longitud de onda de 600nm. DETERMINACION DE ELEMENTOS MENORES POR EL METODODO DE EXTRACCION DTPA. METODO: Extracción DTPA. PROCEDIMIENTO. En frascos de extracción se puso 20gr de suelo seco al aire, se agrego 40ml de solución extractora DTPA, se tapo y se agito por 2 horas en agitador reciproco y se filtro. Se determino el Fe, Cu, Mn y Zn. Por absorción atómica, ajustando el aparato a los parámetros de operación sugeridos. DETERMINACION DE BORO Y AZUFRE. EXTRACCION DE BORO. 25 METODO: Agua caliente. REACTIVOS. Azometina – H (se prepara el mismo día). Solución buffer. PROCEDIMIENTO. Se agregaron 25gr de suelo seco en un erlenmeyer, se adiciono 50ml de agua destilada y 0,5ml de solución BaCl2 al 10%, se calentó la muestra con un condensador de reflujo hasta el primer signo de ebullición por 5 minutos. Pesar de nuevo el conjunto y restablecer su peso inicial con agua destilada, se filtro la muestra y se agrego 2ml de solución buffer y 2ml de azometina-H, se dejo desarrollar el color por 40 minutos. Por ultimo se llevó al espectrofotómetro a una radiación de 440nm y se determino la lectura en ppm. EXTRACCION DE ASUFRE. METODO: Fosfato monocalcico. Ca (H2PO4)2 H2O REACTIVOS. solución extractora de Fosfato monocalcico. solución inicial acida de S. Reactivo turbidimétrico. PROCEDIMIENTO. Se pesaron 10gr de suelo y se colocaron en un frasco para extracción, se agrego 25ml de solución extractora, se agito durante 10 minutos y se filtro. A esta solución se le agrego 10ml de solución inicial acida de S, se agito y se le adiciono 4ml de reactivo turbidimétrico, se dejo en reposo durante 20 minutos; suavemente se agito y se leyó el porcentaje de tramitancia a 420nm en el colorímetro. DETERMINACION DE TEXTURA. Métodos de campo: La textura puede determinarse en campo en forma manual amasando el suelo húmedo entre los dedos índice y pulgar, se le denomina determinación de textura al tacto. Este método es muy práctico y es generalmente confiable en la medida que se adquiere práctica para percibir la sensación al tacto que 26 provocan la arena, el limo y la arcilla, cuando se amasa el suelo húmedo entre los dedos. Métodos de laboratorio: La distribución de las partículas del suelo por tamaño se puede establecer en el laboratorio a través de un análisis mecánico. La técnica mas usada para la separación de partículas se basa en la relación entre su tamaño y la velocidad con que caen a través de una columna de agua. Empleando estos principios, se mezcal un peso dado de suelo con agua en un cilindro de sedimentación especial. Durante un cierto periodo se asentarán las partículas de arena en el fondo, dejando solamente arcillas y limos en suspensión. Después de un periodo mas largo, se asienta también el limo y permanece la arcilla en suspensión. Las medidas fundamentales consisten entonces en determinar la cantidad de material que se ha sedimentado y el que permanece en suspensión durante cada tiempo. Estos cálculos se obtienen midiendo la densidad de la mezcla de suelo y agua con un hidrómetro especial. Este método es el más común y se denomina bouyoucos o método del hidrómetro. Este permite calcular el porcentaje de arena, limo y arcilla, los cuales deben buscarse en un triangulo de textura para definir la clase textural del suelo analizado. Determinación de densidad aparente: Método del terrón: Seleccionar un pequeño terrón de suelo que mantenga la condición original de la estructura del suelo de campo. Extraer su humedad sometiéndolo a la estufa a 105 ºC durante 48 horas, hasta obtener un peso constante en seco. Pesar el terrón del suelo una vez haya perdido su humedad en la estufa. Amarrar el terrón con un hilo y cubrirlo con una capa delgada de parafina, introduciéndolo rápidamente en un vaso con parafina a una temperatura de 70ºC. Determinar en una probeta graduada el volumen de agua desplazado por el peso del terrón parafinado y por ultimo hacer los cálculos con base en la siguiente formula: D. aparente peso del terrónde suelo seco a la estufa (gr) Volumen de agua desplazadopor el terrónparafinado Método del cilindro del volumen conocido: Enterrar un cilindro o tuvo de PVC en el suelo húmedo hasta que su extremo superior sobrepase suficientemente la superficie del suelo, extraer el cilindro con la muestra de suelo en su interior liberándolo sin presión. Extraer el suelo del cilindro y llevarlo a un horno o estufa hasta secarlo completamente, hallar el peso seco del suelo una vez sacado de la estufa, averiguar el volumen del cilindro y determinar la densidad aparente mediante la siguiente formula: 27 D. aparente Peso seco del suelo (gr) Volumen del cilindro(cm3) 28 29 30 31 ANEXOS 1. Fisiografía MES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE PRECIPITACION 25.35 22.36 56.5 73.01 83.04 59.12 47.11 32.9 54.52 77.63 70.5 37.65 32 EVAPOTRANSPIRACION 92.01 94.38 89.35 80.17 80.75 74.29 76.78 82.93 83.11 83.82 79.47 85.1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ppt AG O SE ST PT O IE M BR E O C TU BR NO E VI EM BR DI E CI EM BR E JU LI O JU NI O AY O M IL evtp AB R EN ER O FE BR ER O M AR ZO mm BALANCE HIDRICO CASTRO Hugo, Fundamentos para el conocimiento y manejo de suelos agrícolas. 1998 Pág. 16,119, 121, 122, 124. CASTRO Hugo, Fases del estudio de suelos que deben desarrollarse a nivel de finca. INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTIN CODAZZI. Suelos del departamento de Boyacá. Pág. 19-22. 1984. INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTIN CODAZZI. Estudio de suelos de los alrededores de Tunja, su recuperación y su conservación. 1979 33