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MANUAL DE PRÁCTIC PRÁCTICAS AS DE EDAFOLOGÍA Primera versión versión digital Enero, 2022 “Este documento ha sido elaborado con fines académicos y se prohíbe su comercialización parcial o total.” Departamento A Departamento Académico cadémico de Suelos Universidad Universid ad N Nacional acional Agr Agraria aria La M Moli olina na Lima-Perú PRESENTACIÓN El Manual de Prácticas de Edafología primera versión digital 2022 es una versión revisada de por los elManuales Prácticas de Edafología elaborados con fines académicos destacadode staff de Docentes del Departamento Académico de Suelos de la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional Agraria La Molina. El manual se fundamenta en el Manual de Prácticas de Edafología elaborado por: - Ing. Rubén Bazán Tapia - Ing. José Estrada Ancajima - Ing. Carmen Felipe-Morales Basurto - Ing. Hugo Villachica León y en sus ediciones ampliadas que se publicaron a. en el año 1986 por: - Ing. Juan Guerrero Barrantes - Ing. Carlos Caballero Solís - Ing. Daniel Calagua Cheves - Ing. Federico Ramírez Domínguez b. en el año 2000 por: - Ing. Rubén Bazán Tapia - Ing. Sady García Bendezú - Ing. Julio Nazario Ríos - Biol. Consuelo Romero León - Ing. Manuel Valencia Ramos En esta oportunidad, los profesores encargados de la revisión virtual 2022 fueron: - Mg. Sc. Ruby Vega Ravello - Mg. Sc. Pedro Gutiérrez Vilchez - Mg. Sc. Carlos Mestanza Novoa - Ing. Sara Malpica Ninahuanca - Ing. Fernando Chung Montoya ÍNDICE Pag. ● CAPÍTULO 1: Factores de Formación de Suelos: Material Parental 1 ● CAPÍTULO 2: La Fisiografí Fisiografía a en el Estudio de Suelos 4 ● CAPÍTULO 3: Muestreo del Suelo en el Campo 9 ● CAPÍTULO 4: Textura del Suelo 14 ● CAPÍTULO 5: Densidad Aparente y Densidad Real del Suelo 21 ● CAPÍTULO 6: El Agua del Suelo 29 ● CAPÍTULO 7: Capacidad de Intercambi Intercambio o Catiónico 36 ● CAPÍTULO 8: pH del Suelo 44 ● CAPÍTULO 9: Salinidad del Suelo 49 ● CAPÍTULO 10: La Materia Orgánica del Suelo 54 ● CAPÍTULO 11: El Perfil del Suelo: Delimitación y Evaluación de Horizontes en el Campo Estudio de Monolitos 62 ● CAPÍTULO 12: Interpre Interpretación tación de Análisis de Suelos 70 1 Manual de prácticas de Edafolo gía CAPÍTULO 1 Factor Fa ctores es de Formación de Sue Suelos: los: Ma Material terial Parental INTRODUCCIÓN El material parental es extensamente reconocido como un importante factor de formación de suelos junto con el clima, la biota, el relieve y el tiempo (Wilson, 2019). Se define como material mineral u orgánico no consolidado y químicamente meteorizado a partir del cual se desarrolla el solum del suelo (Olson, 2005). En base a la composición mineralógica del material parental y a su grado de evolución, se puede categorizar su influencia y atribuir características en el suelo formado. LOGRO Al finalizar la práctica, los alumnos estarán en condiciones de reconocer las características del material madre y su composición mineralógica; así como su influencia en las propiedades del suelo como producto de su evolución. EL MATERIAL PARENTAL COMO FACTOR DE FORMACIÓN La evolución del suelo, su meteorización, está en función al grado de intensidad de los factores de formación. Cuadro 1. Descripción de los materiales parentales del suelo. Roca Madre Material Parental Suelo Residuales Ígneas Sedimentarias Metamórficas Transportados Aluvial (agua) Glaciar Eólico Coluvial Orgánico Fluvioglaciar Coluvio-Aluvial Jóvenes Maduros Evolucionados Soil Science Division Staff (2017) señala que el material parental es importante para identificar la composición del suelo, la textura y otros atributos como la mineralogía, la estratigrafía y el grado de clasificación y redondeo de partículas. Los minerales son cualquier solido inorgánico natural que posea una estructura interna ordenada y una composición química definida, mientras que las rocas son cualquier masa sólida de materia mineral, o parecida a mineral, que se presenta de forma natural como parte de nuestro planeta (Tarbuck y Lutgens, 2005). Las rocas en base a su origen se dividen en ígneas, sedimentarias y metamórficas.. Las rocas sedimentarias se forman a partir de los productos de la meteorizació metamórficas meteorización n de otras rocas, los sedimentos son transportados por un agente y sufren un proceso de diagénesis, cambios físicos, químicos y biológicos (Tarbuck y Lutgens, 2005). Las rocas metamórficas pasan por un proceso llamado metamorfismo donde los principales agentes son la temperatura, presión, fluidos infiltrados y deformación (Winter, 2021). Las rocas ígneas son las primeras en formarse en la corteza terrestre por enfriamiento, cristalización y solidificación del magma plutónico o lava volcánica (Haldar, 2020). Las rocas ígneas pueden clasificarse en base al tamaño de sus granos, el color o la mineralogía (Gill, 2021), la figura 1 resume la clasificación de las rocas en base a los parámetros mencionados. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 2 Figura 1. Clasificación de los minerales y rocas ígneos (Adaptado de Gill, 2021). MATERIALES Rocas Ígneas ▪ ▪ ▪ Rocas Sedimentaria Sedimentariass Metamórficas PROCEDIMIENTO Diferentes tipos de rocas serán diferenciados e identificados, detallando las características físicas más resaltantes de las muestras proporcionadas. Los materiales madre transportados (aluvial, coluvial, eólico, etc.) y su importancia en las propiedades propiedad es del suelo, serán discutidos. CUESTIONARIO 1. Elabore un mapa conceptual en el que se relacione los tipos de material madre con los diversos suelos formados. 2. Elabore un cuadro que contenga los materiales madre que predominan en los suelos de dos departamentos de la costa, dos de la sierra y dos de la selva, indicando los minerales que contienen y los elementos que puede aportar producto de su evolución. 3. Mencione algunas caracterí características sticas que permitan diferenciar a los materiales madre aluviales de los coluviales. REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Gill, R. (2021). Classification of Igneous Rocks. In Encyclopedia of Geology (pp. 16–32). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.12516-3 Haldar, S. K. (2020). Igneous rocks. In Introduction to Mineralogy and Petrology (pp. 159–186). Elsevier. https://doi.org https://doi.org/10.1016/B9 /10.1016/B978-0-12-820 78-0-12-820585-3.00 585-3.00005-3 005-3 Olson, K. R. (2005). Factors of soil formation: Parent Material. En Encyclopedia of Soils in the Environment (pp. 532–535). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B0-12-348530-4/00005-9 Soil Survey Division Staff. (2017). Landscapes, Geomorphology, and Site Description . En C. Ditzler, K. Cheffe, & H. Monger (Eds.), Soil survey manual: handbook 18. Government Printing Office. Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física (8th ed.). Pearson. Wilson, M. J. (2019). The importance of parent material in soil classification: A review in a historical context. CATENA, 182, 104131. https://doi.org/10.1016/j.cate https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.1 na.2019.104131 04131 Winter, J. D. (2021). Metamorphism, Metamorphic Rocks and Classification of Metamorphic Rocks. In Encyclopedia of Geology (pp. 345 –353). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.12542-4 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 3 Manual de prácticas de Edafología Reporte de Práctica Factores de Formación de Suelos: Material Madre Completar el siguiente cuadro según el desarroll o de la práctica TIPO DE ROCA LUGAR DE FORMACIÓN COLOR DE MINERALES REACCIÓN MINERALES QUE CONTIENE ELEMENTOS QUE PREDOMINAN NOMBRE Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 4 2 io d La Fisiografía Fisiogr afíaCAPÍTULO en el E Estud studio de eS Suelos uelos INTRODUCCIÓN La fisiografía es el estudio de las formas de la tierra, conocidas como paisajes. Villota (1997) explica que el análisis de fisiografía consiste en un método moderno para interpretar imágenes de la superficie de la tierra que se basa en la relación paisaje-suelo. Peña (1997) resalta cuatro aspectos a considerar: morfometría, morfografía, morfogénesis y morfocronolo morfocronología. gía. El paisaje es una amplia porción de terreno caracterizada por su expresión fisiográfica, corresponde a una repetición de tipos de relieve similares o a una asociación de tipos de relieve disímiles (Zinck et al., 2016). LOGRO Al finalizar la práctica, los alumnos comprenderán los conceptos de paisaje y su relación con los suelos. CATEGORIZACION JERARQUICA LA FISIOGRAFIA Las unidades fisiográficas se dividenEN en cuatro niveles descritos a continuación y se detallan en el cuadro 1. Gran Paisaje: Determinad Determinadoo por el relieve de la corteza terrestre. Paisaje: Caracterizado por la litología y origen del relieve. Sub Paisaje: Divisiones originadas por procesos erosionale erosionaless o deposicion deposicionales. ales. Elemento del Paisaje: Subdivisiones establecidas de acuerdo a criterios útiles para el estudio de suelos. suelos. Algunos de lo loss criterios más utilizados utilizados en este aaspecto specto son: la pendiente, el drenaje, la disección, la inundabilidad, etc. MATERIALES Leyenda Fisiográfica Diapositivas ▪ ▪ ▪ Proyector de Diapositivas Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 5 Manual de prácticas de Edafolo gía Cuadro 1. Leyenda fisiográfica. Paisaje Sub paisaje Elemento del paisaje Símbolo Gran Paisaje LLANURA Playón o banco de arena PLf Islas Is Complejos de orillares Or Llanura fluvial Terraza baja Inundable No inundable Tb1 Tb2 Terraza media Plana Ondulada Disectada Tmp Tmo Tmd Terraza alta Plana Ondulada Disectada Tap Tao Tad Llanura aluvial Valles estrechos Ve Llanura aluvial Lla Playa PLm Llanura Marina Llanura Lacustre Terraza alta marina “tablazo” TaM Llanura lacustre LlL Superficie lacustre SL Cono de derrubio Cdr Talud de derrubio Tdr Abanico de explayamient explayamiento o Aex Cono de deyección Cdy Piedemonte PM Campos de duna Cdn Loess Los Cuesta Cut Terraza estructural Te Mesa estructural Me Meseta estructural Mse Llanura Coluvial Llanura Coluvio - Aluvial Llanura Eólica Llanura Estructural Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 6 Manual de prácticas de Edafolo gía Llanura estructural Valle erosional Lle Vaer Gran Paisaje COLINOSO Colina baja Colina Denudacional Colina estructur estructural al Colina baja Ligeramente disectada Moderadamente disectada Fuertemente disectada Cb1 Cb2 Db3 Colina alta Ca Lomada Lom Ligeramente disectada Moderadamente disectada Fuertemente disectada Valle intercolinoso Cb1 Cb2 Cb3 Vai Gran Paisaje MONTAÑOSO Cima CiS Montaña de material Sedimentario Pendiente 15 - 25% Pendiente 25 - 50% Pendiente 50 - 75% Pendiente > 75% Ladera Cima Montaña de Material Volcánico CiV Pendiente 15 - 25% Pendiente 25 - 50% Pendiente 50 - 75% Pendiente > 75% Ladera Cima Montaña de material Metamórfico Ladera Depósitos Glaciares “Morrenas” Montaña Glaciar Superficie Fluvio Glaciar LS1 LS2 LS3 LS4 LV1 LV2 LV3 LV4 CiM Pendiente 15 - 25% Pendiente 25 - 50% Pendiente 50 - 75% LM1 LM2 LM3 Pendiente > 75% Pendiente 8 - 15% Pendiente 15 - 25% Pendiente 25 - 50% LM4 Mo1 Mo2 Mo3 Pendiente 0 - 4% Pendiente 4 - 15% Sfg1 Sfg2 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 7 Manual de prácticas de Edafolo gía Cima Ladera Pendiente 15 - 25% Pendiente 25 - 50% Pendiente 50 - 75% Pendiente > 75% Valle Glaciado Ladera Montaña Kárstica Pendiente 15 - 25% Pendiente 25 - 50% Pendiente 50 - 75% Pendiente > 75% Sumideros “dolinas” Valle estrecho CiG LG1 LG2 LG3 LG4 Vag LK1 LK2 LK3 LK4 Do Vaes Fuente: Adaptado de ONERN (1962-1992); Strabler y Strabler (1994); Villota (2005). PROCEDIMIENTO El desarrollo de la práctica se realizará mediante la proyección de diapositivas diapositivas de los principale principaless paisajes de las tres regiones naturales del país. Durante la exposición se relacionarán cada paisaje con el tipo de suelo presente y las posibles características o propiedades propiedades que presentan. CUESTIONARIO 1. Elabore un mapa conceptual en el que se relacione a los agentes modeladores, los factores de formación y la diversidad de sub paisajes con el predominante material madre que lo compone 2. Elija dos zona zonass de la costa, do doss zonas de la sierra y dos zonas de la selva (fotos, gráfico gráficos, s, etc.). En cada una de ellas identifique y explique las Unidades Fisiográfica Fisiográficass observadas; así como, a los agentes modeladores y los factores de formación que más inciden en su evolución. 3. Identifique y explique la lass Unidade Unidadess Fisiográficas que obse observa rva en la UNAL UNALM; M; así como como,, a los Agentes Modeladores y los Factores de Formación que más inciden en su evolución. REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Oficina Nacional de Evaluación de Recursos Naturales - ONERN. (1962-1992). Informes sobre estudios de suelo. Peña Monné, JL. (1997). Cartografía geomorfológica básica y aplicada. Logroño, España. 243 p. Strabler, A. N. y Strabler, A. H. (1994). Geografía Física. Omega. Villota, H. (1992). Una nueva aproximación a la clasificación fisiográfica del terreno . Ciencia y Actividad Física, 15(1): 83-117. Villota, H. (2005). Geomorfología aplicada a levantamientos edafológicos y zonificación física de tierras. Instituto Geografico Agustin Codazzi. Zinck, J., Metternicht, G., Bocco Verdinelli, G., y Del Valle, H. (2016). Geopedology: an integration of geomorphology and pedology for soil and landscape studies. Springer International 8-3-319-19159-1 159-1 Publishing. https://doi.org/10.1007/97 https://doi.org/10.1007/978-3-319-19 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 8 Manual de prácticas de Edafolo gía Report port deE Prá Prácti ctica La Fisiografía FisiogrRe afía ene el Estud studio iocad de eS Suelos uelos Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica REGIÓN COSTA SIERRA UNIDAD FISIOGRÁFICA AGENTE MODELADOR DE MAYOR INCIDENCIA FACTOR DE FORMACIÓN DE MAYOR INCIDENCIA SELVA Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 9 CAPÍTULO 3 Muestreo del Suelo en el Campo Campo INTRODUCCIÓN El suelo es un ente heterogéneo, por lo que se necesita delimitar unidades homogéneas para establecer sus características. El muestreo es una actividad que permite obtener una muestra representativa (imagen, reflejo) del área a muestrear que considera la variabilidad del terreno, el manejo y la elaboración de la muestra y la toma de fracciones para su evaluación analítica. El muestreo de suelo es la fase preliminar en todo proceso de análisis de suelo. Este último dependerá de la toma de la muestra y del conocimiento que se tenga sobre los cultivos a implantar y sobre los factores que directa o indirectamente intervienen en el normal crecimiento de las plantas. Es una práctica delicada y crítica que implica cierta metodología. Por más simple que parezca la importancia que encierra es enorme; ya que, los resultados obtenidos serán el reflejo de lo que ocurre en el suelo y ello estará en función de cómo fue tomada la muestra. Por ello, el resultado de un análisis, por más cuidado que se tenga en su rrealización, ealización, no tendrá ningún valor si es que ha sido realizado sobre una muestra que no es representat r epresentativa iva del área en estudio (Petersen y Calvin 2018). LOGRO Al finalizar la práctica, los alumnos estarán capacitados para realizar un adecuado muestreo del suelo en campo, tanto de muestras superficiales como del perfil del suelo, y realizar una adecuada preparación de las muestras de suelo obtenidas hasta su envío al laboratorio. Los casos más comunes de muestreo que se presentan en la práctica son: muestreo del perfil del suelo y muestreo superficial del suelo. CRITERIOS BÁSICOS PARA EL MUESTREO DEL SUELO 1. Reducir la variabilidad a. Horizontal: zonificando para delimitar áreas semejante semejantes, s, a través de o o b. 2. 3. 4. 5. Unidades fisiográficas o pai paisajes: sajes: valle valle,, lade ladera, ra, cima, pie ddee mon montaña, taña, co colina lina bbaja, aja, etc. Unidades prácticas: tipo de riego, especie, edad del cultivo cultivo,, manejo, uso de la tierra, color del suelo, textura del suelo, etc. Vertical: tom tomando ando las muest muestras ras a llaa misma profundida profundidadd en función aall objetivo objetivo.. si es un muestreo superficial, el objetivo es la fertilidad del suelo, por lo que la profundidad se establece en base a la profundidad de exploración de las raíces. Una hortaliza necesita menor profundidad (20, 30 ó 40 cm), un frutal o un árbol forestal necesita mayor profundidad o muestras a diferentes profundidades (0-30, 30-60 y 30-90 cm). También considerar que la expresión aérea de las plantas es la misma que la expresión radicular, por lo que hay que considerar abrir la calicata en puntos a proyección de la copa. Establecer el número de calicatas calicatas:: debe ser múltiplo de 10, mínimo 20 muestras por unidad de muestreo. Establecer la ubicación de calicatas por los métodos: a. Transecto b. Travesía c. Red rígida d. e. Red Libreflexible (azar, zig-zag, cruz, X) El muestreador decide el método en base a sus condiciones, debe buscar adaptar los métodos a su realidad, asegurándose siempre de cubrir todo el largo y ancho del área de muestreo, y de hacer los hoyos a la misma profundidad para reducir la variabilidad horizontal y vertical. Establecer la cantidad de muestra por calicata: 100 a 200 g. Evitar la contaminación e intera interacciones, cciones, nnoo tomar muestras ddee áreas no repres representativas entativas o no comunes (no canales, no áreas fertilizadas, no áreas estercoladas, no bordes, no zonas de malezas, etc.) Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 10 A. MUESTREO SUPE SUPERFICIAL RFICIAL DEL SUELO Se realiza con diversos fines, para diagnosticar la fertilidad actual, conocer la biología del suelo, evaluar contaminantes, etc. Consiste en la toma de muestras de la capa arable, 20-30 cm a partir de la superficie del suelo. MATERIALES Pala Barreno o tornillo de muestreo Bolsas plásticas Balde u otro recipient recipientee para el mezclado y homogeneización de la muestra ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Realizar un reconocimient reconocimientoo del terreno con el objeto de dividirl dividirlo o en áreas homogéneas, de tal manera que se delimite áreas lo más uniformes posible, debiendo muestrearse por separado. 2. La época adecuada para la toma de muestra está en función del objetivo de muestreo. Por ejemplo, si se desea diagnosticar la fertilidad de un campo para la siembra de un cultivo, el muestreo se puede realizar uno ó dos meses antes de la siembra o trasplante, o después del corte en el caso de pastos establecidos. 3. Los sue suelos los varía varíann tanto horizontalme horizontalmente nte com comoo vertica verticalmente, lmente, por tan tanto to al hacer eell muestre muestreo o es necesario que se incluya todo el rango de variabilidad, de tal manera que la heterogeneidad del suelo sea reducida al máximo y obtener al final un resultado promedio de los análisis. Para ello la muestra debe ser una MUESTRA COMPUESTA, la cual se encuentra formada por 20 a 30 sub-muestras o muestras individuales; tomadas de diferentes puntos de cada área delimitada al hacer el reconocimie reconocimiento nto del terreno. Al momento de iniciar el muestreo, debe limpiarse la superficie del terreno para evitar posibles contaminaciones. Las muestras individuales deben cumplir los siguientes requisitos: a) Cada muestra individ individual ual debe ser el mismo volumen que las demás demás y representar la misma sección transversal del volumen de que se toma la muestra. ● Si se utiliza una pala, es necesario primero hacer un hoyo en forma de “V” o rectangular. Luego se remueve de un lado una capa de suelo de 3 cm de grosor. Después se elimina la tierra de ambos lados del hoyo. Con la pala se toma una muestra del suelo en el centro del hoyo. b) Las muestras deben ser tomadas al azar con respecto al volumen de muestra del cual las toman, reduciéndose en general al cruzar transversalmente las direcciones de las operaciones del cultivo y los accidentes naturales tales como la pendiente. c) Hay que tomar un número suficiente de muestras individuales para que represente adecuadamente al volumen total del que se toma la muestra. d) El área de terreno escogida para el muestreo debe ser homogénea para el objetivo del análisis. Luego de haber tomado las respectivas muestras individuales de cada área o lote uniforme, se procederá a formar la muestra compuesta, correspondiente a cada una de ellas. Para ello, se mezclan adecuadamente las muestras en un cubo limpio para obtener una cantidad representativa, que puede ser de 1 kg. Esta cantidad se recoge en una bolsa limpia, a la cual se ● le coloca su respectiva para tarjeta de identificación, identificada al laboratorio su análisis respectivo. enviándole de esta manera la muestra Además de las indicaciones anotadas en la tarjeta, la muestra de suelo debe acompañarse de una hoja informativa con detalles tales como la profundidad de muestreo, ubicación del predio, lote, la rotación de cultivos, preparación del suelo, fertilización, cultivo y producción. Esta información es tan importante como la misma muestra para el análisis del suelo y la interpretación del mismo. Precauciones al tomar la muestra individua Precauciones individuall No debe mezclarse muestras de diferentes lotes No se deben tomar muestras de los siguientes lugares: ▪ ▪ Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 11 Al ppie ie de las ce cercas rcas o zanjas Lugares de acumulación de materiales vegetales o estiércol Lugares donde haya habido quemas recientes Zonas muy pantanosas o de acumulación de sales Al tomar muestras de un campo que ha sido recientement recientemente e fertili fertilizado, zado, tenga cuidado de no tomar muestras en donde los fertilizantes hayan sido colocados. ● ● ● ● ▪ B. MUESTREO DEL PERFIL DEL SUELO Utilizado para conocer los tipos de suelo de grandes áreas, su expresión está dada en el examen, delimitación delimitación y toma de muestras de los horizontes del perfil de suelo. Este perfil es observado de una excavación “calicata” realizada en el terreno con las siguientes dimensiones, 2 m. de largo, 1 m. de ancho y 2 m. de profundidad. Esta última puede reducirse por la presencia de agua, capas cementadas o alta proporción de grava. MATERIALES Mapa con ubicación y extensión del área Lampas Picos Wincha metálica Barreno o tornillo de muestreo Brújula Eclímetro Tabla de colores de Munsell Bolsas plásticas Tarjetas de descripción de perfiles ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. La base ddee este tipo de muestre muestreoo consiste eenn la correcta ubicación de las cali calicatas. catas. El perfil de suelo resultante, debe ser representativo del área que se está evaluando. 2. Existen diversos métodos para ubicar las calicatas calicatas;; la elección de uno u otro depende del grado de detalle del estudio de suelos a realizar. a. Transecto Transecto,, las calicatas se ubican siguiendo una línea recta que cruza el mayor número de paisajes. b. Travesía, Travesía , similar al transecto pero no se sigue una orientación rígida en la ubicación de las calicatas. c. Red rígida, rígida, las calicatas se ubican siguiendo un distanciamiento rígido. Se emplea en estudios muy detallados, su desventaja es que pueden realizarse observaciones en áreas no representativ representativas. as. d. Re Red d f lexible lexible,, similar al anterior pero las calicatas no tienen un distanciamiento rígido, sino que este es ajustable de acuerdo al criterio del responsable del muestreo. e. Rastreo de límites, límites , método que consiste en el seguimiento de los límites tentativos de suelo para su definición. f. Mue Muestreo streo l ibre ibre,, las calicatas se ubican de acuerdo a la experiencia del evaluador evaluador y a la ocurrencia de suelos en los diferentes paisajes. 3. Realizada llaa ubicación de las cal calicatas, icatas, se de deberá berá delim delimitar itar los horiz horizontes ontes del perfil del su suelo. elo. 4. El muestreo se realiza horizonte horizonte por horizon horizonte te empezan empezando do del ho horizonte rizonte inferior hacia el superior; esto evitará la contaminación de la muestra. La cantidad de muestra de suelo a extraer es de aproximadamente 1 kg. MANEJO MUEST MUESTRAS RAS DE SUELO EL LAB implica ORATORI ORATORIO O procedimientos para su El manejoDE de LA lasS muestras de suelo en el EN laboratorio aplicar desecación,, molienda, tamizado, mezcla, partición, pesado y conservación. desecación Desecación: Las muestras de suelo se suelen secar parcialmente al aire por 48 horas. El secado debe ser preferentemente realizado bajo sombra, en un ambiente adecuadamente ventilado. ventil ado. Al cabo de este tiempo el suelo constituye constituy e lo que se denomina suelo seco al aire. Molienda: Los agregados del suelo se someten a fractura moliendo ligeramente con un rodillo o una mano de mortero de caucho. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 12 Tamizado: Se pasa la muestra de suelo seco al aire a través de un tamiz de abertura de malla de 2 mm y se recoge lo que pasa por ella obteniéndose de esta manera lo que se denomina tierra fina seca al aire (TFSA). Al tomar las muestras en el campo se eliminan las piedras, la grava y otros fragmentos gruesos. Los tamices más utilizados son los de bronce y de acero inoxidable. En los trabajos de investigación investigación,, la aparición de cantidades significativa significativass de grava sobre el tamiz de 2 mm. (> a 2%) es una indicación de que la b ase tomada sobre “tierra fina” debe corregirse para los suelos destinados a usos agrícolas, refiriendo los análisis al volumen de la capa arable. El porcentaje de fragmentos gruesos debe ser estimado o determinado en campo al momento de muestreo. Mezcla: La muestra obtenida luego del tamizado se procede a mezclarla uniformemente en una bandeja plástica o en una superficie limpia, repitiendo el proceso hasta lograr la mayor uniformidad posible. La TFSA obtenida será empleada posteriormente para la determinación de las propiedades propiedad es físicas y químicas del suelo en estudio. CUESTIONARIO 1. ¿Qué signific significaa la expre expresión: sión: "El aanálisis nálisis no ppuede uede ser mejor que la muestra"? 2. ¿Qué criterios esta establecería blecería para reducir la variab variabilidad ilidad horizo horizontal ntal y delimita delimitarr las unidade unidadess de muestreo en: Una zona virgen UNALM Un campo de frutales Una zona urbana La selva Un campo de lechugas 3. ¿Todos los in instrumentos strumentos y eq equipos uipos de m muestreo uestreo se pu pueden eden utilizar eenn las diversas texturas de suelo? 4. Mencione las limitacio limitaciones nes del uso del tornillo o barreno y del tubo de muestreo. ● ● ● ● ● ● REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Cline, M. G. (1944). Principles of soil sampling. Soil Science, 58(4), 275–288. https://doi.org/10.1097/00010694-194410000-00003 Análisis químico de suelos Jackson, ed.). Omega. Petersen,M. R.(1976). G. y Calvin, L. D. (2018). Sampling(2nd . En A. Klute (Ed.), Methods of soil analysis: part 1 physical and mineralogical methods (2nd ed., pp. 33–51). Soil Science Society of https://doi.org/10.2136/sssab 0.2136/sssabookser5.1.2e ookser5.1.2ed.c2 d.c2 America. https://doi.org/1 Tan, K. (2008). Soil sampling, preparation, and analysis (2nd ed.). CRC Press. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía Report e de Prá Report Prácti ctica ca Muestreo del Suelo en el Campo Campo Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica NOMBRE DE LA UNIDAD DE MUESTREO (lugar de muestreo) CARACTERISTICAS CARACTERISTIC AS DE L A UNIDAD FISIOGRÁFICAS Y/O PRÁCTICA FISIOGRÁFICAS CROQUIS DEL TIPO DE MUESTREO REALIZADO 13 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 14 CAPÍTULO 4 Textur Te xtura a del Suelo INTRODUCCIÓN Desde un aspecto físico, el suelo es una mezcla de materiales sólidos (minerales y orgánicos), agua y aire. El material mineral está compuesto de partículas cuyo tamaño varía desde gravas hasta arcillas. Estas partículas minerales son llamadas “fracciones” o “separatas” del suelo. El Departamento Departamen to de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) reconoce tres grupos de separatas del suelo: arena, limo y arcilla. Las proporciones relativas de las separatas del suelo, determinan la CLASE TEXTURAL del suelo (Tan, 1996). Asimismo, las partículas de arena, limo y arcilla pueden ser subdivididas en fracciones de tamaño más fino. El USDA, considera lo siguiente: Fracción Arena muy gruesa Arena gruesa Arena media Arena fina Arena muy fina Limo grueso Limo fino Arcilla gruesa Arcilla fina Diámetro 1.00 - 2.00 mm 0.50 - 1.00 mm 0.25 - 0.50 mm 0.10 - 0.25 mm 0.05 - 0.1 mm 0.02 - 0.05 mm 0.002 - 0.02 mm 0.0002 - 0.002 mm < 0.0002 mm Determinar y conocer la textura de un suelo es muy importante, puesto que es la propiedad física fundamental del suelo. Esta propiedad suele ser constante en el suelo y no puede ser modificada en el corto plazo. La textura influye en muchas propiedades, como la densidad aparente, la porosidad, la aireación, etc. De acuerdo a las diferentes proporciones proporciones de fracciones de partículas en el suelo, estas pueden afectar las condiciones de drenaje, la capacidad de almacenamiento de agua, y la cantidad, distribución y tamaño de los poros. LOGRO Al finalizar la práctica, los alumnos estarán capacitados para determinar determinar la clase textural de una muestra de suelo en el laboratorio mediante el método del hidrómetro y el método del tacto. DETERMINACIÓN DE LA TEXTURA DE UN SUELO Existen diferentes métodos para determinar la textura de los suelos. Los más comunes en el laboratorio son el método de la pipeta o de Robinson y el del hidrómetro de Bouyoucos. Ambos están basados en el principio de la velocidad de caída de los cuerpos en un medio líquido, característica dependiente del tamaño de partícula y que se puede calcular mediante la fórmula de Stokes: V 2 gr 2 p l 9 Donde: V = Velocidad de caída de la partícula en cm seg -1. g = Aceleración de la gravedad en cm seg -2; para La Molina = 970 cm seg-2 r = Radio de la partícula en cm. h = Viscosidad del líquido en poises (g/(cm.s)) = 0.01005 a 20 ºC. dp = Densidad de partícula, en promedio = 2.65 g cm -3 dl = Densidad del líquido (agua) = 1.0 g cm -3 Otro método de separación de partículas de suelo es el tamizado, que consiste en pasar porciones de suelo a través de tamices de cobre de mallas de diferentes diámetros. Este método sin embargo solo permite separar aquellos fragmentos con un diámetro superior a 0.05 0. 05 mm (50 mm), es decir arenas. Los fragmentos más finos (limo y arcilla), por su diámetro, deben ser separados en suspensión acuosa por sedimentación, medio en el cual su caída se rige por la ley de Stokes. En la práctica solo se realizará el método del hidrómetro. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 15 MÉTODO DEL HIDRÓMETRO FUNDAMENTO Consiste en la medida de la densidad de la suspensión, la cual es función de la concentración y del tamaño de partículas presentes después de un tiempo de sedimentación. MATERIALES Muestra de suelo pasado por tamiz de 2 mm (TFSA) Probeta de sedimentació sedimentaciónn Hidrómetro ASTM-152 H. 0 - 60 g L-1 Termómetro (°C) Agitador eléctrico con vaso de dispersión. Agua destilada Solución de calgón (hexametafos (hexametafosfato fato de sodio al 10 %) Agitador de madera Alcohol isoamílico ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Pesar 50 g de una mue muestra stra de suelo y transferirlo al vaso de dispersión. dispersión. 2. Adicionar agua destilada hasta los 2/3 del volumen total, y luego añadir 10 ml de solución de hexametafosfato de sodio. 3. Dispersar du durante rante 15 minutos. 4. Transferi Transferirr la suspensión de suelo a la probeta, lavando el suelo remanente que queda dentro del vaso de dispersión con ayuda de una pizeta con agua destilada. 5. Enrasar con el hidrómetro dentro de la probeta hasta la marca de 1130 cm3. Si la mezcla genera mucha espuma, espuma, aplicar dos o tres gotas de alcohol isoamílico. 6. Retirar el hidrómetro. Mezclar la suspensión utilizando un agitador de madera, de tal modo que todo el sedimento desaparezca de la base de la probeta. Anotar la hora exacta cuando la agitación sea terminada. 7. Introducir inmediata y cuidadosamente el hidrómetro dentro de la suspensión, y leer exactamente a los 40 segundos después de detenida la agitación a la altura del menisco en la varilla del hidrómetro. Esta será la primera lectura realizada, la que determina la cantidad de arcilla más limo. 8. Medir la temperatu temperatura de la asuspensión y anotarla anotarla.. Se recomienda repe repetir tir el paso anterior hasta estar seguro de la ra lectura los 40 segundos. 9. Mantener en repo reposo so la probeta. Realiza Realizarr las mismas lecturas a los 2, 5, 15, 30, 60 y 120 minutos después de la primera lectura de la suspensión. Realizar paralelamente las mediciones de temperatura correspondien correspondientes. tes. El hidrómetro ha sido graduado para indicar los gramos de sólido suspendidos por litro de suspensión, a una temperatura dada (67 ºF ó 68 ºF); suponiendo una densidad de partícula de 2.65 g cm-3, y que el medio de la suspensión sea agua pura. La temperatura de calibración del hidrómetro está registrada en la escala interior del hidrómetro. La lectura a los 40 segundos es una medida de la cantidad de limo más arcilla en suspensión. La lectura a las 2 horas se supone como una medida de la cantidad de arcilla. En los cálculos se debe corregir la lectura que registra r egistra el hidrómetro, por efecto de diferencia de temperatura de calibración del hidrómetro y de la suspensión. El factor de corrección encontrado es de 0.2 g L -1 por cada grado Farenheit de diferencia entre la temperatura de calibración del hidrómetro y el de la suspensión suspensión.. Si la temperatura de la suspensión es mayor que la temperatura de calibración del hidrómetro, añadir el factor de corrección al valor registrado en las lecturas. Si la temperatura es menor que la temperatura de calibración del hidrómetro, restar el factor de corrección al valor registrado en las lecturas. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 16 Manual de prácticas de Edafolo gía Ejemplo de cálculo Ejemplo Datos:: Datos Peso de la muestra de suelo (TFSA) Temperatura de calibració calibraciónn del hidrómetro Lectura del hidrómetro a los 40 segundos. Temperatura de la suspensión a los 40 segundos Lectura del hidrómetro a las 2 horas Temperatura de la suspensión a las 2 horas Cálculos: Cálculos: 25.5 ºC = 78.0 ºF 17 ºC = 62.6 ºF Diferencias de temperaturas : : : : : : : 50 g. 68 ºF 25 g L-1 25.5 ºC 10 g L-1. 17 ºC 78 ºF - 68 ºF = 10 ºF 68 ºF - 62.6 ºF = 5.4 ºF Corrección por efecto de temperatura temperaturass : (10 ºF) x (0.2 g L-1) = 2.0 g L-1 (añadir) (5.4 ºF) x (0.2 g L-1) = 1.08 g L-1 (restar) Lectura corregida corregida aa las los 240horas segundos Lectura % de limo + arcilla % de arena % de arcilla % de limo Clase textural -1 + 2.0 g L-1 = 27 g L-1 25 gg LL-1 10 - 1.08 g L-1 = 8.92 g L-1 27 g L-1 x 100 g / 50 g = 54 100 - 54 = 46 8.92 g L-1 x 100 g / 50 g = 17.84 100 g - (46 g + 17.84 g) = 36.16 Franco :: : : : : : Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía TRIÁNGULO TEXTURAL 17 En el campo también se puede determinar la textura. MÉTODO DEL TACTO O DE CAMPO Para este método, la muestra de suelo es humedecida y luego frotada entre los dedos. La presencia de arcilla es caracterizada cuando el suelo se siente pegajoso y puede ser moldeada formando una especie de cinta. La arena se siente áspera y grumosa, mientras que la presencia de limo produce una sensación tersa y jabonosa. La precisión para este tipo de determinación depende de la destreza y experiencia. CUESTIONARIO 1. ¿Todas las clases texturales indican el mismo grado de desarrollo del suelo y potencial nutricional? 2. ¿Cuál es el oobjeto bjeto de usa usarr los dispersan dispersantes? tes? ¿Cómo actúan? ¿Qué otros dispersan dispersantes tes se usan? 3. ¿Qué consideraciones respecto a la muestra de suelo se debe tener en cuenta al determinar su textura? 4. Describ Describaa en qué consiste el Método del tamizado. ¿Cuáles son sus limitantes? ¿Qué tamaños de tamices y en¿Cree qué escalas losencontrarí encontramos? 5. Ateniéndonos a la leysedeusan Stokes usted que encontraría a diferente textura en Puno y en La Molina? ¿Por qué?. 6. ¿Cuál será el tiempo requerido en horas, minutos y segundos para que una columna de suspensión de suelo esté libre de las siguientes partículas? Partícula Diámetro (mm) Profundidad (cm) Temperatu Temperatura ra (ºC) Arcillaa Arcill 0.0018 5 22 Limo 0.0100 20 18 Arena muy fina 0.0500 15 20 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 18 7. ¿Cuál es la velocidad máxima (cm s-1) de caída en agua del limo definido por el sistema Atterberg? 8. Se tiene una probeta de 2.38 cm de radio, la cual contiene 500 ml de suspensión suelo-agua ¿En qué tiempo quedará libre esta suspensión de las partículas de limo (Sistema USDA)? Considere que el experimento fue realizado en La Molina a 25 ºC. 9. ¿Qué textura espera usted encontrar en? a) Un suelo de un valle aluvial de la Costa. b) Un suelo de la irrigación de Majes (Arequipa). c) Un suelo de un valle interandin interandino o (ejm: Mantaro, Urubamba). d) Un suelo desarrollado en la Selva (Ultisol). REFERENCIAS REFERENCI AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Narro, F. E. (1994). Física de Suelos con enfoque agrícola. Ed. Trillas. Tan, K. H. (1996). Determinatio Determinationn of Soil Texture. In: Soil Sampling, preparation and Analysis. (pp. 73- 85). Marcel Dekker. INC. Zavaleta, A. (1992). Edafología. El suelo en relación con la producción. CONCYTEC. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 19 Manual de prácticas de Edafolo gía Report e de Prá Report Prácti ctica ca Textur Te xtura a del Suelo Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica TIEMPO LECTURA DEL HIDRÓMETRO (g L -1) TEMPERATURA DE LA SUSPENSIÓN SUSPENSIÓN (ºC) LECTURA CORREGIDA (g L -1) ARENA (%) LIMO (%) ARCIL LA ARCILLA (%) 40 seg 2 min 5 min 15 min 30 min 60 min 120 min Graficar el diagrama de sedimentaci sedimentación ón de cada uno de los suelos evaluados (usar valores de lecturas corregidas de cada mesa) CLASE TEXTURAL Complete el cuadro con los rangos porcentuales de las partículas que contiene cada una de las 12 clases text urales ARENA LIMO ARCILLA ARCIL LA CLASE TEXTURAL (%) (%) (%) Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 20 Arcilla Arcilla limosa Arcilla arenosa Franco arcilloso Franco arcillo arenoso Franco arcillo limoso Franco Limo Franco limoso Franco arenoso Arena franca Arena Resolver el problema ¿Cuál es el diámetro de partícula que en 10 minutos ha descendido hasta una profundidad de 20 cm? El experimento se llevó a cabo en La Molina a una temperatura constante de 25 ºC. Expresar los resultados en mm, cm y m. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 21 CAPÍTULO 5 Densid De nsid ad Aparente y Densidad Re Real al del Suelo INTRODUCCIÓN Las propiedades propiedades físicas de los suelos son importantes para determinar el uso del suelo. El suelo es una mezcla de partículas minerales, material orgánico, aire y agua. Los dos primeros constituyen la parte sólida y los dos últimos se hallan en el espacio poroso. A diferencia de la textura y estructura que se refieren a la parte sólida, la densidad aparente y la real son propiedades propiedad es físicas que se relacionan con otras propiedade propiedadess físicas de los suelos tales como: la porosidad, compactación, aireación y distribución de los poros, etc. (Weil y Brady, 2017; Forsythe, 1985). LOGRO Al finalizar la práctica, el estudiante podrá determinar la densidad real y densidad aparente del suelo mediante procedimientos de laboratorio y también calcular el porcentaje de porosidad a partir de los datos de densidad aparente y real. LA DENSI DENSIDAD DAD DEL SUELO El suelo está compuesto de tres fases: sólida, líquida y gaseosa; estas fases poseen componentes que interaccionan y generan la dinámica del suelo, como son los sólidos (minerales y materia orgánica), el agua y el aire. Estos componentes los podemos expresar en unidades de masa (peso) y volumen: Masa Masa de suelo = Masa de sólidos + Masa del agua + Masa del aire* *La masa del aire se considera despreciable para fines de cálculo Masa de suelo = Masa de sólidos + Masa de agua Volumen Volumen de suelo = Volumen de sólidos + Volumen de agua + Volumen de aire La relación entre los componentes permite establecer indicadores de su condición y comportamiento, como puede ser la densidad Densidad aparente (d a). Se define como la relación que existe entre la masa (peso) de los sólidos y el volumen total delasuelo. Este volumen totalyincluye la parte y el espacio poroso. Esta densidad corresponde la densidad de campo, es afectada porsólida la estructura del suelo, el contenido de materia orgánica, la labranza, etc. Densidad real o densidad de partícula (d p). Es otra característica del suelo que también relaciona la masa (peso) del sólido de un volumen de suelo, pero en este caso se refiere, sólo, al volumen de la parte sólida. Esta densidad se determina en laboratorio, y se relaciona con la mineralogía del suelo y la densidad de sus componentes. Por lo general es invariable en el suelo. Como es una relación de masa a volumen ambos tipos de densidades se expresan en: g cm -3, kg dm-3 o TM m-3. Según el Sistema Internacional (SI) la unidad de medida es Mg m-3. Con la densidad del suelo se puede determinar: ● ● Peso de capa arable (Pca) Es la masa de suelo en la superficie influenci influenciada ada por las labores agrícolas, y se expresa en Megagramos o su equivalente en toneladas; para calcularla se necesita tres datos: 1. Área: superficie de suelo evaluada, que cuando no se indica se asume los cálculos a 1 ha (10000 m2). 2. Profundidad: espesor del suelo evaluado, que cuando no se indica se asume los cálculos a 0.2 m. 3. Densidad aparente: para la cual se puede proporcionar datos para determinar determinarla, la, puede ser indicada o asumida con la información de la clase textural. El área por la profundidad determinará un volumen de suelo. Pca = Área * Profundidad * Densidad aparente Pca = Volumen * Densidad aparente Porosidad total (P) Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 22 Es el espacio que corresponde a la fase sólida y la fase líquida, se puede expresar en porcentaje con respecto al volumen de suelo Porosidad total (%) = (1 - ( da / dp ) )*100 3 o en m Porosidad total (m3) = %P * Volumen de suelo (m3) ● Disponibili Disponibilidad dad de elementos nutritiv nutritivos os Es la cuantificación del nitrógeno a través de la determinación de la cantidad de materia orgánica, del fósforo disponible y del potasio disponible. Materia orgánica (Mg ha-1) = Pca * %Materia orgánica P disponible (kg ha-1) = Pca * mg P disponible kg-1 suelo K disponible (kg ha-1) = Pca * mg K disponible kg-1 suelo El fósforo disponible se expresa en kg P 2O5 ha-1 = kg P disponible ha-1 * 2.29 El potasio disponible se expresa en kg K 2O ha-1 = kg K disponible ha-1* 1.2 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE A. MÉTODO DEL CILINDRO Se basa en la medición de la masa (peso) de una muestra de suelo extraída en el campo utilizando un cilindro de volumen conocido. MATERIALES Lampa Cilindros metálicos Latas de aluminio Espátula o cuchillo Martillo o comba Balanza de platillo Estufa Vernier ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Con la ayuda del vernier, proceder a medir la altura y el diámetro interno de lo loss cilindros metálicos para calcular su volumen. 2. Realizar una calicata de 40 cm de profundid profundidad, ad, y tomar muestras en sus estratos de 0 a 20 cm y de 20 a 40 cm. 3. Introduci Introducirr los cilindros en el suelo ayudados con un pedazo de madera que debe colocarse en la parte superior del cilindro, golpeando sobre ellos con el martillo o comba hasta el ras del perfil (evitar disturbar o compactar la muestra). Los filos externos del cilindro deben ser biselados o cortantes para que facilite su ingreso. 4. Extraer los cilindros con las muestra muestrass de suelo contenid contenidas as en ellos. Con ayuda de un cuch cuchillo illo afilado o espátula cortar en capas delgadas el suelo sobrante de los extremos hasta llegar al nivel de los bordes del cilindro. 5. Tomar complementariamente pequeñas porciones de suelo en cada profundidad y determinar su textura al tacto. 6. Transferir las muestras de suelo contenidas en los cilindros a las latas de aluminio, previamente pesadas. 7. Secar las muestras a 105 °C en una estufa. 8. Luego de 24 horas, como mínimo, extraer las latas de la estufa y pesar el contenido. 9. Registrar los datos en el cua cuadro dro respectivo y calcular la densidad densidad aparen aparente. te. B. MÉTODO DEL TERRÓN REVESTIDO EN PARAFINA Se basa en la relación de peso/volumen de un terrón de suelo, que es pesado en aire y luego pesado cuando está sumergido en agua previo recubrimiento con una fina capa de parafina. Esta pérdida de peso aparente es igual al volumen del terrón + volumen de la parafina. MATERIALES Terrones de suelo Balanza de torsión Parafina ▪ ▪ ▪ Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 23 Manual de prácticas de Edafolo gía ▪ ▪ ▪ Probeta graduada Vaso de precipitac precipitación ión de 100 cm3 Hilo PROCEDIMIENTO 1. Colectar terron terrones es de tamaño mediano (aproximadamente 2 a 4 cm de diámetro) en el campo. 2. Secar los terrones en la estufa a 105 °C por 24 horas. 3. Pesar lo loss terrone terroness secos. 4. Amarrar un terrón con un hilo y sumergirlo en parafina ligeramente viscosa (temperatura aproximada 70 °C), de manera que se forme una película impermeable alrededor del terrón. 5. Pesar el terrón más la parafina. La diferencia de peso peso del terrón con parafina y el seco a la estufa, es igual al peso de la parafina. 6. Utilizando el extremo libre de dell hilo, suspender el terrón en el extremo de la bal balanza anza de torsión. Introducir el terrón dentro de un vaso que contiene agua y determinar el peso del terrón sumergido. 7. Calcular el volumen del terrón más la parafina, el cual corresponde al peso y volumen de agua desplazada y que a su vez es igual a la pérdida aparente de peso. -3 8. Calcular Calcular el parafina sabiendo que a 18de°C densidad es 0,89 gdel cmterrón . 9. el volumen volumen de dellaterrón restando el volumen la su parafina al volumen más parafina. 10. Calcular la densidad aparente: masa de terrón seco a la estufa/volum estufa/volumen en total del terrón. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL MÉTODO DEL PICNÓMETRO Este método consiste en determinar la densidad real midiendo el volumen de fluido desplazado por una masa conocida de suelo en un frasco volumétrico o picnómetro (fiola). Para determinar el volumen de agua desplazada se aplica el principio de Arquímedes. La cuantificación del volumen volumen del suelo se realizará a través de la pérdida de peso sufrida por el suelo sumergido en agua. MATERIALES 3 fiolas de 200 cm3 Balanza de platillo Un suelo con agregados Un suelo problema Un suelo arenoso ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Identificar los picnóm picnómetros etros (fiolas) para cada tipo de de suelo. 2. Pesar 20 g para cada muestra de suelo (P1). 3. Llenar las fiolas con agua de destilada stilada hasta la marca de enrasado enrasado y pesar (el exterior de la fiola debe estar completamente seco) (P2). 4. Vaciar el agua de las fiolas dejando aproximadamente ¼ de su volumen con el líquido. 5. Depositar los 20 g de suelo a las fiolas y con la ayuda de una bagueta de vidrio agitar suavemente para expulsar completamente el aire que se encuentra atrapado en el suelo. 6. Luego llenar la fiola con agua destilada hasta la marca de enrasado y pesar (P3). 7. Hallar el peso del agua desplazada: P2 - (P3 - P1) 8. La densidad del agua se considera que es 1 g cm-3, el peso del agua desplazada es igual al volumen de agua desplazada. Este último representa el volumen de sólidos. 9. Determinar la densidad real: masa de suelo/volum suelo/volumen en de sólidos. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE Y DENSIDAD REAL A. MÉTODO DE LA PROBETA Se basa en la medición de la masa (peso) de una muestra de suelo seco a estufa, y la medición de su volumen con ayuda de una probeta. MATERIALES Suelo seco a estufa ▪ Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía ▪ ▪ ▪ 24 Balanza Probetas Pizetas PROCEDIMIENTO 1. Pesar 50 g de suelo seco a estufa de textura arenosa y 50 g de suelo seco a estufa de textura arcillosa. 2. Depositar los suelos dentro de las probetas de 50 cm3 y medir los volúmenes del suelo contenidos en la probeta. 3. Retirar los suelos ddee las probeta probetass y verter 50 cm3 de agua. 4. Introducir los suelos en la lass probetas y agitar para eliminar eliminar el aire. 5. Medir el volumen final de las mezclas en las probetas. CUESTIONARIO 1. Señale algunas propiedades físicas del suelo que afectan a la densidad aparente. 2. ¿Qué está sucediendo cuando la textura de un suelo no se altera, pero su densidad aparente incrementa o disminuye? 3. 4. 5. ¿Qué propiedades suelo se venenafectadas con la compactación? ¿Bajo qué prácticas agrícolas generamosdelcompactación los suelos? ¿Qué otros métodos de medición de la densidad aparente se pueden aplicar en campo? Un cilindro hu hueco eco por aambos mbos extremo extremos, s, cuyo diám diámetro etro es de 7 cm y su aaltura ltura de 2 ppulgadas, ulgadas, nos sirvió para extraer una muestra de suelo sin disturbar, la que pesó 300 g conteniendo 15% de humedad gravimétrica. Por otro método se determinó que la densidad real era de 2.5 g cm-3. Calcule todas las otras propieda propiedades des físicas que le sea posible. 6. Se tomó una muestra de suelo húmedo que pesó 55.2 g (15% de humedad gravimétrica), cuyo volumen medido en una probeta fue de 40 cm3. Luego se agregaron 50 cm3 de agua destilada y el volumen de la mezcla con este suelo húmedo fue de 76.4 cm 3. Hallar: a) Densidad aparente y densidad real. b) % de porosidad. c) % de espacio aéreo para las condiciones del suelo húmedo. d) Inferir la textura de ese suelo. 7. Un terrón secado a estufa de 23.4 g de peso se cubrió con una película de parafina; luego al volverlo a pesar, éste pesaba 25.9 g (densidad de la parafina = 0.9 g cm -3). ¿Cuál debería ser el peso de este terrón cubierto de parafina al sumergirlo en agua, si se sabe que su densidad aparente es de 1.45 g cm -3? 8. Para el problema anterior: ¿Cuál debería ser la densidad aparente del terrón para que virtualmente flote? Se entiende cubierto de parafina. 9. Se tienen dos suelos de textura y composición mineralógic mineralógicaa semejante. ¿Cree usted que podrían presentar diferentes porcentajes de porosidad? ¿Por qué? 10. 100 g de suelo húmedo contienen 20 g de agua (lo que representa el 100% de los espacios porosos). Si la densidad aparente de este suelo es de 1.5 g cm -3, determinar: a) Volumen total de la muestra de suelo (cm3). b) Volumen de los sólidos (%). c) Densidad real (g cm-3). d) Volumen de agua (%). e) Porosidad (%). f) Inferir la clase textural. REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Forsythe, W. (1985). Física de suelos: Manual de laboratorio (Segunda reimpresión). IICA. Narro F. E. (1994). Física de Suelos con enfoque agrícola. Ed. Trillas. México. Weil, R. y Brady, N. (2017). The nature and properties of soils. Pearson, 15 ed. Zavaleta, A. (1992). Edafología. El Suelo en Relación con la Producción . CONCYTEC. Lima, Perú. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 25 Manual de prácticas de Edafología Reporte de Práctica Densidad Aparente y Densidad Real del Suelo Determinación de la Densidad Aparente Método del Cilindro Completar el siguiente cuadro según el desarroll o de la práctica PROFUNDIDAD DE MUESTREO VOLUMEN DEL CILINDRO PESO DE LA LATA PESO DE LA LATA + PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA DENSIDAD APARENTE POROS (cm) (cm 3) (g) (g) (g) (g cm -3) (%) TEXTURA AL TACT O Método de l a Parafina Completar los siguientes cuadros s egún el desarrollo de la práctica Volumen determinado con balanza de torsión PESO SECO DEL A TERRÓN ESTUFA PESO DEL TERRÓN CON PARAFINA PESO DE LA PARAFINA (1) (2) (g) (g) VOLUMEN DE LA PARAFINA (dparafina=0.89 g/cc) PESO TERRÓN CONDEL PARAFINA SUMERGIDO EN AGUA (2-1) (3) (4) (g) (cm 3) (g) Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina VOLUMEN DEL TERRÓN CON PARAFINA (Peso y Volumen del agua desplazada) (2-4) (cm 3) VOLUMEN DEL TERRÓN DENSIDAD APARENTE POROS (g cm -3) (%) (2-4-3) (cm 3) 26 Manual de prácticas de Edafología Volumen determinado con probeta PESO DEL TERRÓN SECO A ESTUFA PESO DEL TERRÓN CON PARAFINA (g) (g) PESO DE LA PARAFINA VOLUMEN DE LA PARAFINA (dparafina=0.89 g/cc) VOLUMEN DEL AGUA DESPLAZADA EN LA PROBETA VOLUMEN DEL TERRÓN (1) (2) (2-1) (cm 3) (cm 3) (g) DENSIDAD APARENTE POROS (cm3) (g cm -3) (%) VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS DENSIDAD REAL (cm3) (g cm-3) Determinación de l a Densidad Real Método delelPicnómetro Completar siguiente cuadro según el desarroll o de la práctica PESO DEL SUELO MUESTRAS PESO DE LA PESO DE LA FIOLA + AGUA FIOLA + AGUA + SUELO PESO DEL AGUA DESPLAZADA (g) (g) (g) (g) P1 P2 P3 P2-(P3-P1) Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 27 Manual de prácticas de Edafología Determinación de la Densidad Ap arente y Densidad Real Método de la Probeta Completar el siguiente cuadro según el desarroll o de la práctica TEXTURA PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA (g) VOLUMEN VOLUMEN DEL DEL AGUA SUELO UTILIZADA SECO A ESTUFA (cm 3) (cm 3) VOLUMEN TEÓRICO DE LA MEZCLA VOLUMEN DE LA MEZCLA OBTENIDA EN LA PROBETA (cm 3) (cm 3) DIFERENCIA DENSIDAD DENSIDAD DENSIDAD DENSIDAD ESPACIO POROSIDAD DE APARENT POROSIDAD APARENTE REAL REAL AÉREO TEÓRICA VOLÚMENES E TEÓRICA TEÓRICA Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina (cm 3) (g cm -3) (g cm -3) (%) (%) (g cm -3) (g cm -3) (%) Manual de prácticas de Edafolo gía 28 Resolver los siguientes probl ema Resolver emass Se tiene un cubo de suelo de medidas 10 * 10 * 10 cm, con una masa total de 1500 g, de los cuales 250 g son agua. Si la densidad del agua es 1 g cm -3 y el volumen ocupado por el aire es 278 cm3 calcule: a) Densidad aparente (g cm-3). b) Densidad real (g cm-3). c) Volumen de sólidos (%). d) % de porosidad. e) % de espacio aéreo. Hallar el peso de la capa arable de 1 hectárea (ha) y el porcentaje de poros (%) de los siguientes suelos (profundidad = 20 cm): a. Arcilloso b. Franco c. Arena franca Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 29 Manual de prácticas de Edafolo gía CAPÍTULO 6 El Agua del Suelo INTRODUCCIÓN El agua del suelo, a pesar de su abundancia en la naturaleza, no es una sustancia corriente; existen grandes diferencias entre muchas de sus propiedades y las de compuestos que son similares en estructura química. Esta agua es de vital importancia para el crecimiento de las plantas, no sólo porque éstas necesitan de ellas para realizar sus procesos fisiológicos, sino porque también el agua contiene nutrientes en solución (Taiz et al., 2015). El agua presente en el suelo determina un contenido de humedad en el suelo. Esta humedad es dinámica ya que se mueve constantemente de un lugar a otro en respuesta a las fuerzas de movimiento del agua creadas por la percolación, evaporación, irrigación, la lluvia, la temperatura y el uso de las plantas o cultivos. Estas plantas deben gastar energía para extraer el agua del suelo; eso se debe a que el agua en el suelo está sometida a fuerzas que la retienen en los microporos capilares. La planta deberá gastar más energía cuanto más aprisionada está el agua en el suelo. La medida de la fuerza con la que el agua es retenida por el suelo suele llamarse potencial hídrico del agua, que es la suma de las fuerzas que la retienen o impulsan en el suelo (Weil y Brady, 2017). Las fuerzas que retienen el agua en el suelo dependen de la textura (contenido de arcilla) y de la materia orgánica; las cuales permiten que el suelo pueda retener un volumen de agua disponible para las plantas (Forsythe, 1985). Conociendo el porcentaje de humedad de un suelo, se puede determinar la cantidad de agua que existe en el suelo en un momento determinado. Este dato es importante para calcular la lámina de riego o volumen de agua necesario para realizar un riego oportuno, si es que el agua presente en el suelo es muy poca, o en caso contrario, no realizar el riego. Así, se puede calcula calcularr la frecuencia de riego en un campo o predio de interés. A continuación, se muestran los procedimientos para calcular el porcentaje de humedad y otros experimentos que nos explican cómo el agua se mueve dentro del suelo. LOGRO Al finalizar la práctica, el estudiante estará capacitado para aplicar el método gravimétrico para determinar el contenido de humedad en muestras de suelo, los coeficientes hídricos del suelo (capacidad de campo y punto de marchitez) a partir de la humedad equivalente (H.E.) y comparar el movimiento del agua a través de tubos capilares conteniendo suelo de textura arenosa y franca. CUANTIFICACIÓN DE LA HUMEDAD EN EL SUELO Para cuantificar la humedad en el suelo se debe determinar la cantidad del componente agua de la fase líquida. El contenido de humedad se puede cuantificar en unidades de masa (peso) y volumen, y también se puede expresar en porcentaje. Peso Volumen Humedad Gravimétr Gravimétrica ica Humedad Volumétrica A. DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJ PORCENTAJE E DE HUMEDAD: MÉTODO GRAVIMÉTRICO La humedad del suelo se puede expresar gravimétricamente con base en la masa, o volumétricamente, con base al volumen, La humedad gravimétrica es la forma más básica de expresar la humedad del suelo y se entiende por ella la masa de agua contenida por unidad de masa de sólidos del suelo. Frecuentemente, se expresa como un porcentaje. % é ( ) = (( ℎú) − ( ) ) ( ) ∗ 100 En donde: M = Masa. é é (/ℎ (/ℎ)) = ∗ % El suelo seco se obtiene luego de introducir el suelo húmedo a la estufa durante 24 horas, como mínimo, a 105°C. La humedad gravimétrica puede expresarse expresar se en forma de humedad volumétrica, utilizando la siguiente fórmula: Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 30 Manual de prácticas de Edafolo gía % é ( ) = ∗ 100 Sin embargo, la relación entre la humedad volumé volumétrica trica y la humedad gravimétrica es la siguiente: = da dH2O ∗ = Dens Densidad idad aparente g cm-3 = Densidad del agua g cm-3 é é (/) (/) = ∗ MATERIALES Lampa Cilindros metálicos Latas de aluminio Martillo o comba Balanza con aproximación de 0.1 g ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Con la ayuda del vernier, proced proceder er a medir la altu altura ra y el diámetro inte interno rno de los cilindros metálicos para calcular su volumen. 2. Realizar una calicata de 4400 cm de prof profundidad, undidad, y tomar muestra muestrass en sus estratos de 0 a 20 cm y de 20 a 40 cm. 3. Introducir los cilindros en el suelo ayudados con un pedazo de madera que debe colocars colocarse e en la parte superior del cilindro, golpeando sobre ellos con el martillo o comba hasta el ras del perfil (evitar disturbar o compactar la muestra). Los filos externos del cilindro deben ser biselados o cortantes para que facilite su ingreso. 4. Extraer los cilind cilindros ros con las mu muestras estras de suelo contenida contenidass en ellos. Con ayuda de uunn cuchillo afilado o espátula cortar en capas delgadas el suelo sobrante de los extremos hasta llegar al nivel de los bordes del cilindro. 5. Tomar complementariamente pequeñas porciones de suelo en cada profundidad y determinar su textura al tacto. 6. Transferir las muestras de suelo con contenidas tenidas en los cilindros a las latas de aluminio, previamente pesadas. 7. Colocar los recipientes de aluminio con el suelo en la estufa a 105°C durante 24 a 48 horas dependiendo de la textura del suelo, hasta alcanzar peso constante. Luego de este tiempo retirarlas y dejar enfriar. 8. Registrar el peso del suelo se seco co cuando se observa que este no dismin disminuye uye o se man mantiene tiene constante. 9. Con los datos obtenidos, peso húmedo y peso seco, determinar el porcentaje de humedad del suelo, según la fórmula anteriormente. 10. Comparar los resultados conindicada los valores del triángulo textural modificado para estimación estimación de la capacidad de campo. B. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD EQUIVALENTE (H.E.) FUNDAMENTO Existen variados métodos de medición indirecta que nos pueden proporcionar el valor de contenido de humedad de un suelo en sus diferentes puntos de coeficientes hídricos. La Humedad Equivalente (H.E.) es el porcentaje de humedad que queda en una muestra de suelo después de que ésta ha sido sometida a una fuerza centrífuga mil veces mayor a la fuerza de gravedad durante un tiempo de 30 minutos a 2400 rpm. Se halla en base a la fórmula de humedad gravimétrica. Con el valor de Humedad Equivalente se puede determinar el % de humedad a Capacidad de Campo (CC) y en Punto de Marchitez (PM). Para determinar la CC se hace uso de la fórmula: (%) (franco, %) = 0franco .86 .865 ∗arcillosa, . . 2.62 .6 2 (aplicable en suelos de textura franco limo arenoso, arcilloso) Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 31 (%) (%) = 0.77 .774 ∗ . . 4.41 .41 (aplicable en suelos de textura franco arenoso y arenoso) Para determinar el Punto de Marchitez (PM): (% (%)) = Adicionalmente se puede determinar: .. 1.84 ℎ ℎ = (%) − (%) MATERIALES Cajas estándar de centrifugació centrifugaciónn y papel filtro Centrífuga Cajitas de aluminio con sus respectivas tapas Balanza de aproximació aproximación n (0.1 g) Muestras de suelo ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Pesar 30 g. ddee suelo y colo colocarlos carlos dentro ddee las cajas está estándar ndar de cen centrifugación. trifugación. 2. Dejar saturar las muestras con agua por un tiempo de 24 horas. 3. Centrifugar las muestras por 30 minutos a 2400 rpm. 4. Retirar las muestra muestrass centrifugadas centrifugadas y colocar una pporción orción de sue suelo lo en las cajitas ddee aluminio, las cuales han sido previamente pesadas e identificadas. 5. Pesar las latas de aluminio conteniendo la muestra de suelo. 6. Colocar las cajas de aaluminio luminio con eell suelo a la estufa a 105 °C por 24 horas, com comoo mínimo. Luego de este tiempo retirarlas a un desecador y dejar enfriar. 7. Comparar Pesar y anotar sus datos.con los valores del Triángulo Textural modificado para estimación 8. los resultados de la capacidad de campo. C. VISUALIZACIÓN DEL MOVIMIENTO DEL AGUA POR EL PROCESO DE CAPILARIDAD FUNDAMENTO La capilaridad puede demostrarse ubicando uno de los extremos de un tubo capilar de vidrio en agua. El agua se eleva en el tubo y esta elevación es mayor a medida que el diámetro del tubo sea menor. Las moléculas de agua son atraídas a los lados del tubo moviéndose hacia arriba en respuesta de esta atracción. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas individu individuales ales de agua que no están en contacto directo con las paredes del tubo capilar producen que éstas sean también “jaladas” hacia arriba. Este movimiento del agua continúa hasta que el peso del agua en el tubo balancea las fuerzas adhesivas y cohesivas. Lo mismo ocurre en el suelo. MATERIALES ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Muestras suelo clases texturales. Tubos de de vidrio de de unadiferentes pulgada de diámetro. Agua. Gasa. Cubetas. PROCEDIMIENTO 1. Introducir las mue muestras stras de suelos de diferentes diferentes clases clases texturales en tubo tuboss de vidrio de una pulgada de diámetro y colocar en la base de cada tubo un trozo de gasa para evitar que el suelo se pierda. 2. Sumergir la base de los tubos en una cubeta de agua, manteniendo constante el volumen de ésta. 3. Observar la altura de ascensión del agua por efecto de capilaridad. Anotar la altura final. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía CLASIFICACIÓN FISICA-BIOLOGICA FISICA-BIOLOGICA DEL SUELO ultramicroporos MICROPOROS MACROPOROS TRIÁNGULO TRIÁNGU LO TEXTURAL MODIFIC MODIFICADO ADO PARA ESTI ESTIMACIÓN MACIÓN DE LA CAPACIDAD DE CAMPO (% HUMEDAD VOLUMÉTRICA) Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 32 33 Manual de prácticas de Edafolo gía CUESTIONARIO 1. ¿Qué factores afectan los valores de las constantes de humedad en el suelo? 2. Una mue muestra stra que al secarse a la estufa elim eliminó inó 6 cm3 de agua se determinó que contenía 15% de humedad gravimétrica. ¿Cuál era su peso original en húmedo? 3. ¿Qué cantidad de agua debe agregarse a 100 g de suelo para saturar completamente el suelo, si su densidad aparente es de 1.3 g cm -3 y su densidad real de 2.6 g cm-3? 4. Haga un esqu esquema ema o gráfico ddel el agua del su suelo elo indican indicando: do: formas, coeficie coeficientes ntes hídricos, tensión de retención en atmósferas, clasificación biológica, clasificación física, apariencia del suelo, etc. 5. Complete el cuadro anexo, exo, en Hd ba base se curvas rvas características humedad. ad. Hd v an v al gráfico Hd v referente a cu ESPACIO de humed SUELO SATURACIÓN (%) CC (%) PM (%) POROSIDAD (%) AÉREO (%) AGUA ÚTIL (%) A (Aren (A ren os o) B (Arcilloso) 6. A partir de la siguiente tabla de datos ¿Cuál de los tres suelos está más próximo a la saturación? ¿Por qué? TEXTURA Arena franca Franco Franco arcilloso DENSIDAD APA RENTE (g cm -3) 1.6 1.4 1.2 PESO PES O DEL DEL SUELO SUELO H MEDO MEDO (g) 148.5 154.3 161.7 PESO DEL SUELO SECO (g) 120 120 120 POROSIDAD (%) REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Forsythe, W. (1985). Física de suelos: Manual de laboratorio (Segunda reimpresión). IICA. Biblioteca de la Agricultura LEXUS. Idea Books, S.A. España. Lorente, (1997).Física Narro, E.J.(1994). de Suelos con enfoque agrícola . Ed. Trillas. México. Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I.M. y Murphy, A. (2015) Plant Physiology and Development. 6th Edition, Sinauer Associates, Sunderland, CT. Weil, R. y Brady, N. (2017). The nature and properties of soils. Pearson, 15 ed. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafología 34 Hd v (%) Reporte de Práctica El Agua del Suelo Determinación del porcentaje de humedad: Método Gravimétrico Completar el siguiente cuadro según el desarroll o de la práctica PROFUNDIDAD DE MUESTREO VOLUMEN DE CILINDRO PESO DE LA LATA PESO DE LA LATA + PESO DEL SUELO HÚMEDO PESO DEL SUELO HÚMEDO PESO DE LA LATA + PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA Hd g DENSIDAD APARENTE Hd v POROS (cm) (cm 3) (g) (g) (g) (g) (g) (%) (g cm -3) (%) (%) TEXTURA AL TACTO Determinación de la Humedad Equivalente (HE) Completar el siguiente cuadro según el desarroll o de la práctica MESA PESO DE LA LATA PESO DE LA LATA + PESO DEL SUELO CENTRIFUGADO PESO DEL SUELO CENTRIFUGADO PESO DE LA LATA + PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA H.E. CC PM AGUA APROVECHABLE (g) (g) (g) (g) (g) (%) (%) (%) (%) TEXTURA AL TACTO Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 35 Comparación del movimiento del agua por el proceso de capilaridad Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica TEXTURA TIPO DE POROS QUE PREDOMINA COMPORTAMIENTO DEL ASCENSO DEL AGUA Resolver Re solver el siguiente problema El muestreo del suelo de un campo deportivo de 120 m * 50 m arroja los siguientes resultados: Peso del suelo al momento de muestreo: 125 g. Peso del suelo seco al aire: 107 g. Peso del suelo húmedo a CC: 135 g. Peso del suelo a tensión de 15 atm: 117 g. Profundidad considerada: 20 cm. Densidad aparente: 1.25 g cm-3. Densidad real: 2.50 g cm-3. Humedad higroscópic higroscópicaa (en peso): 7%. Encontrar después de un riego de 250 m 3: a) Agua libre o gravitacional en m3. b) Agua útil o aprovechab aprovechable le en litros. 3 c) Agua no útil en m . d) Agua higroscópica en m3. e) Agua capilar en litros. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 36 CAPÍTULO 7 Capacidad Ca pacidad de Intercambio Catióni Catiónico co INTRODUCCIÓN Los componentes sólidos del suelo, inorgánicos (arcillas) y orgánicos (materia orgánica) poseen cargas negativas en su superficie, las cuales le permiten absorber iones cargados positivamente (cationes) de la fase líquida del suelo. Este proceso es reversible y la fase sólida puede liberar al mismo tiempo otros iones hasta establecer un equilibrio entre la fase sólida y la fase líquida (Weil y Brady, 2017). La propiedad del suelo de poder intercambiar iones en la interfase sólido-líquido tiene grandes repercusiones en el comportamiento del suelo porque controla la disponibilidad de nutrientes para las plantas como: K +, Ca+2, Mg+2, etc., interviene en los proce procesos sos de floculación-disp floculación-dispersión ersión de las arcillas y por consiguiente en el desarrollo de la estructura y en la estabilidad de los agregados, y determina el rol del suelo como depurador natural al permitir la retención de elementos contaminantes incorporados al suelo (Fassbender y Bornemisza, 1987). La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es definida como la suma total de los cationes intercambiables que un suelo pueda adsorber. La CIC de un suelo variará de horizonte a horizonte y en cada del unotipo de ellos tipo dedecoloide orgánico: coloide inorgánico: arcillas 2:1 y dependerá 1:1), de la del cantidad coloide(coloide y del pH. La CIChumus, es expresada en términos de moles de carga positiva absorbida por unidad de masa. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (SI) es centimoles de carga positiva por kilogramo de suelo (cmol(+) kg1 de suelo); sin embargo, en la actualidad todavía se utiliza la expresión miliequivalentes por 100 g de suelo (me 100 g-1 suelo) (Weil y Brady, 2017). LOGRO Al finalizar la práctica, el estudiante estará capacitado para determinar, por un método adecuado, la capacidad de intercambio catiónico del suelo problema y compararlo con un suelo de características conocidas. LA CUANTIF CUANTIFICACIÓN ICACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTE INTERCAMBIO RCAMBIO CATIÓNICO Existen diferentes métodos para determinar la CIC, todos ellos tienen el mismo fundamento: primero se satura el suelo con un catión, a fin de desplazar aquellos presentes en el suelo, luego se mide la cantidad adsorbida de este catión. En algunos casos no es necesario desplazar este catión, se le mide en la misma fasedepende sólida saturada. La elección del catión saturante del tipo de suelo a analizar: así para suelos no calcáreos se utiliza la solución de acetato de amonio, 1N de pH 7.0. Para suelos calcáreos se utiliza el sodio como catión saturante, en forma de sal de acetato de sodio 1N, de pH 8.2, puesto que el acetato de amonio reacciona con los carbonatos liberando el calcio. Para suelos ácidos se utiliza el catión potasio, en forma de sal de cloruro de potasio 1N. Las soluciones saturantes más empleadas en cada tipo de suelo se presentan en el cuadro 1. El intercambio de los cationes es estequiométrico, es decir que para el desplazamiento de un catión del suelo es necesaria la adición de otro con la misma carga. 1 me de Ca2+ <> 1 me de Al3+ <> 1 me de K+ 25 me de Ca2+ <> 25 me de Al3+ <> 25 me K+ Con el valor de la capacidad intercambio catiónico se puede hallar: 1. Capacidad de intercamb intercambio io catiónico efectiva + + + + + + = 2. Porcentaje de saturación debases = + 3. Porcentaje de acidez cambiable = + + + ∗ 100 3 ∗ 100 = 100 − 4. Porcentaje de saturación de calcio cambiable Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía + = ∗ 100 5. Porcentaje de saturación de magnesio cambiable = + ∗ 100 6. Porcentaje de saturación de potasio cambiable = 7. Porcentaje de sodio intercambiab intercambiable le = 8. Relación 9. Relación 10. Relación 11. Relación + + ∗ 100 ∗ 100 37 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 38 Manual de prácticas de Edafología Cuadro 1. Soluciones más empleadas en la determinación de la CIC del suelo SOLUCIÓN CH3COONH4 CH3COONa BaCl 2 pH Determinación Suelo ácido (pH 6.0) Suelo ácido-neutro (pH 6.0-7.5) Suelo calcáreo Suelo orgánico Suelo salino 7 Destilación Kjeldahl No 8.2 Espectrofotometría No 8 Precipitación de SO4-2 Si Si No Si Si No No No No Si No No Si Si Si No Si Si Si No Si Si Si Si No Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina LiCl CH3COOLi 7 8.2 Fotometría de llama Fotometría de llama Si No KCl 7 Espectrofotometría Si Manual de prácticas de Edafolo gía 39 A. MÉTODO DE DEL LA ACETATO CETATO DE AMONIO La saturación de la muestra se realiza con acetato de amonio 1N pH 7.0. En este método el suelo es lavado con un exceso de solución de acetato de amonio con el objeto de remover los cationes cambiabless y saturar el suelo con amonio. El exceso de amonio, presente en los poros del suelo, cambiable es lavado con alcohol. El amonio adsorbido en el complejo arcillo-húmico es destilado en presencia de una base fuerte (NaOH) concentrada concentrada,, capturado en un ácido (HCl) y posteriorment posteriormente e titulado por retrovaloración y calculado en términos de miliequivalentes por 100 g de suelo o centimoles por kg de suelo. Este método de destilación es conocido como método de Kjeldahl. MATERIALES Acetato de amonio 1N, pH 7.0. Alcohol etílico. Ácido clorhídrico 0.1 N. Hidróxido de sodio 0.1 N. Vasos de 200 mL. Pipeta graduada de 25 cm3. Buretas de 25 cm3. Embudos de tallo largo. Papel filtro. Balanza. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Pesar exactame exactamente nte 5 g. de suelo suelo y colocarlo colocarloss sobre un em embudo budo con papel filtro lig ligeramente eramente humedecido. 2. Lavar con acetato de amonio 1N pH 7.0 el suelo, agregando pequeñas porciones cantidades hasta completar 100 cm3. Recibir el filtrado y guardarlo para determinar los cationes cambiables. 3. Lavar el suelo con 25 cm3 de alcohol etílico para eliminar el exceso de amonio. Comprobar la total eliminación adicionando adicionando a este filtrado una gota del reactivo de Nessler. 4. El papel filtro con el suelo después de haber eliminado el exceso de amonio se coloca en un balón de destilación. 5. Se realiza lla a destilación destilación recibien recibiendo do el am amoniaco oniaco en un exceso de HCl 0.1 N. 6. Terminada la destilación, titul titular ar el exceso de H HCl Cl 0.1 N con NaOH 0.1 N ante la prese presencia ncia del indicador rojo de metilo. Ejemplo Eje mplo de cálculo: Datos: Peso de suelo: 5g. Vol. HCl 0.1 N: 20 cm3. Gasto NaOH 0.1 N: 10 cm 3. El NaOH 0.1 N titula el HCl 0.1 N que no ha reaccionado con el NH 4+ desprendido en la destilación. Por diferencia se obtiene la cantidad de amonio presente en la muestra de suelo. Se han utilizado 20 cm3 de HCl 0.1 N y 10 cm 3 de NaOH 0.1 N Diferencia de 20 – 10 = 10 cm3 de HCl que han reaccionado con el NH 4+ Para averiguar la cantidad de miliequivalentes (me) de amonio presente en la muestra de suelo, se multiplica el volumen, 10 cm 3, por la normalidad 0.1 N. El resultado son los miliequivalentes de amonio en la muestra. Luego: me NH4+ = 10 cm3 * 0.1 N me NH4+ = 1 Estos meq son en 5 g de suelo. Se debe relacionar a 100 g de suelo. 1 me NH4+ – 5 g de suelos X – 100 g de suelo = 1∗ X = 20 me de NH4+ 100 g-1 suelo canti dad de NH4+ es igual a la cantidad El resultado indica 20 me de NH4+ en 100 g de suelo. Esta cantidad de cationes de que el suelo puede adsorber y, por lo tanto, también indica su capacidad de intercambio cationes. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 40 Manual de prácticas de Edafolo gía B. MÉTODO DEL VERSENATO En este método se emplea como catión de saturación al calcio del cloruro de calcio (CaCl), y al cloruro de potasio como la solución salina de desplazamiento. El calcio desplazado, que representa a la medida de la capacidad de intercambio catiónico, será determinado por el Método Complexométrico Complexomé trico de la Titulación con EDTA. MATERIALES Erlenmeyers ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Cloruro de calcio potasio1N. 2N. Oxalato de amonio o ácido oxálico. Hidróxido de sodio 4N. Indicador purpurato de amonio. Probeta. Vasos de 100 cm3. Vasos de 200 cm3. Buretas de 25 cm3. Pipeta Embudo de tallo largo. Papel filtro. Pizeta. Balanza. PROCEDIMIENTO 1. Pesar exactamente 5 g de suelo y colocarlo en un erlenmeyer. 2. Adicional 20 cm3 de cloruro de calcio (CaCl2) 1N. 3. Agitar la mezcla contenida contenida en el erlenmeyer durante 5 minuto minutos. s. 4. Instalar el embudo para filtrar. 5. Filtrar el contenido del erlenmeyer hacia el vaso de 100 cm3, y desechar el filtrado. 6. Agregar 20 cm3 de agua destilada al erlenmeyer y agitar por unos minutos para retirar el suelo que aún queda. 7. Verter la solu solución ción sobre el embud embudoo para su filtrado y descartar el filtrado. 8. Repetir el paso 6 y 7 por lo menos dos veces más. 9. Recoger el úúltimo ltimo lavado y agregarle uunas nas gotas ddee ácido oxá oxálico lico u oxalat oxalatoo de amoni amonio. o. Si se forma una solución de color blanco lechoso, continuar con el lavado hasta que la reacción no forme una solución lechosa. Asegurarse la ausencia del color lechoso antes de realizar el siguiente paso. 10. Tomar el papel de filtro conteniendo el suelo y colocarlo dentro de un erlenmeyer limpio. 11. Agregar 20 cm3 de la solución de cloruro de potasio (KCl) 2N. Agitar y mezclar completamente con el suelo y el papel filtro durante 5 minutos. 12. Instalar nuevos embud embudos os para filtrar. 13. Filtrar el contenido hacia vasos de 100 cm 3. 14. Transferir 5 cm3 de la solución filtrada a un erlenmeyer. 15. Determinar la concentración de calcio en la solución filtrada siguiendo el Método del Versenato (EDTA). 1. Agregar 1 cm3 de hidróxido de sodio (NaOH) 4N a los 5 cm 3 de solución transferida al erlenmeyer. 2. Agregar cierta cantidad de agua destilada para incrementar el volumen de la mezcla (aproximadamente 1/3 del volumen del recipiente). 3. Añadir una pequeña cantidad del indicador purpurato de amonio. 4. Titular con versenato 0.0 0.022 N hasta qque ue el colo colorr de la solu solución ción se torne rojo-rosa a violeta o lila. 5. Anotar el gasto de versenato. Ejemplo Eje mplo de cálculo: “a” = cm3 de gasto de versenato 1 me versenato = 1 me de calcio (Ca 2+) 3 3 “a” cm versenato X normalidad del versenato (0.02) = me versenato o calcio / 5 cm solución Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 41 Manual de prácticas de Edafolo gía 0.02a me Ca2+ – 5 cm3 X – 20 cm3 X = 0.08a me Ca2+ 0.02a me Ca2+ – 5 cm3 X – 20 cm3 X = 0.08a me Ca2+ 0.08a me Ca2+ – X – 5 g suelo 100 g suelo X = 1.6a me Ca2+ 100 g-1 suelo X = 1.6a me 100 g -1 suelo CIC del suelo = 1.6 me 100 g-1 suelo. CUESTIONARIO 1. Explique brevemente las fuen fuentes tes de carga elé eléctrica ctrica en el suelo suelo.. 2. ¿Cómo se generan las cargas en el coloide orgánico? 3. ¿Qué relación guarda la textura del suelo con la capacidad de intercambio catiónico? 4. ¿Qué es susti sustitución tución isomó isomórfica rfica y cómo in influye fluye en la capacidad de intercam intercambio bio catiónic catiónicoo del suelo? 5. Defina y explique la carga dependiente del pH. 6. ¿En qué suelos ocurre el intercambio aniónico? ¿Bajo qué condiciones? 7. Una muestra de 50 g de suelo se satura con 0.15 g de Ca2+. ¿Cuál es la CIC del suelo? 8. Se tienen dos suelos de textura semejante, uno proveniente de costa y el otro de selva ¿Esperaría Ud. que presentaran CIC diferente? ¿Por qué? 9. Complete el siguiente cuadro: COLOIDE Caolinita Montmorillonita Vermiculita Ilita Clorita Humus (M.O.) ESTRUCTURA ESTRUC TURA CRISTALINA LUGAR DONDE SE GENERA GENERA LA SUSTITUCIÓN SUSTIT UCIÓN ISOMÓRF ISOMÓRFICA ICA cm cmol(+) ol(+) kg -1 COLOIDE 1:1 100 - 150 10 - 40 10. En el análisis de un suelo del valle de Pativilca se obtiene una CIC de 13.8 me 100 g -1 suelo ocupados por: Ca = 12.0, Mg = 1.3, K = 0.24 y Na = 0.2 me 100 g-1, respectivamente. Exprese estos cationes cambiables en kg ha -1 del elemento. Pca = 2000 Mg REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Fassbender, H y Bornemisza, E. (1987) Química de Suelos con énfasis en suelos de América Latina. Servicio Editorial IICA. San José - Costa Rica. Jackson, M. L. (1970). Análisis químico químico de suelos suelos. Omega S.A. Barcelona - España. Porta, C.J; M. López-Acevedo; C. Roquero (1994). Edafología para la Agricultura y el Medio Ambiente. Ediciones Mundi Prensa. Madrid -España. Weil, R. y Brady, N. (2017). The nature and properties of soils. Pearson, 15 ed. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafología 42 Reporte de Práctica Capacidad de Intercambio Catiónico Método del acetato de amonio Muestra: 5 g de suelo LECTU LECTURA RA POR POR ABSOR ABSORCI CI N AT MI MICA CA EN EN 10 100 0 cm3 DE ACETATO DE AMONIO TITULACIÓN MESA GASTO DE NaOH 0.1N Ca2+ HCl 0.1N UTILIZADO Mg 2+ K+ Na+ Al 3+ mg L -1 cm 3 1 15.2 20.0 9.7 2.28 5.46 2.07 29.25 2 12.96 20.0 14.6 2.76 6.63 2.3 30.6 3 17.04 20.0 12.5 2.4 5.07 1.61 12.6 4 15.44 20.0 81.3 3.6 4.29 1.955 - 5 6 11.6 18.415 20.0 20.0 131 16 17.4 2.1 11.31 7.02 2.53 9.89 - En base a la información pro porcionada determine los siguientes parámetros: CIC total Ca2+ CIC efectiva Mg 2+ K+ Na+ -1 me 100 g suelo % SB % AC % SCa2+ % SMg 2+ % SK+ % SNa+ Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 43 Manual de prácticas de Edafología Ca2+/Mg 2+ Ca2+/K + Mg 2+/K + + + K /Na Asum As umir ir y deter mi nar: TEXTURA TEXTU RA kg Ca2+ ha -1 -3 da (g cm ) kg Mg2+ ha -1 pH kg K + ha-1 TIPO DE ARCILL A QUE PREDOMINA kg Na+ ha-1 PROFUNDIDAD (cm) Método del versenato Muestra: 5g de suelo GASTO VERSENATO 0.02N 3 (cm ) Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (me 100 g -1 suelo) Al 3+ Manual de prácticas de Edafolo gía 44 CAPÍTULO 8 pH del suelo INTRODUCCIÓN La reacción del suelo es la característica fisiológica de la solución suelo. Es consecuencia de las reacciones bioquímicas, lo que permite inferir diversas características del medio porque está relacionada a las propiedades químicas y biológicas. Es una propiedad variable del suelo, que mide el grado de acidez o alcalinidad cuantificado a través de la actividad de los iones hidrógeno llamada pH (Fassbender y Bornemisza, 1987). Weil y Brady que esta propiedad es reflejo de los procesos de formación que ocurren en el (2017) suelo emencionan influye notoriamente: - La disponibilida disponibilidadd de nutrientes para las plantas. A pH alcalino es mayor disponibili disponibilidad dad de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg y S) y del molibdeno; mientras que, a pH ácido es mayor disponibilidad disponibilidad de micronutrientes (Fe, Mn, Zn, Cu y B), menos del molibdeno (Mo). - El crecimiento de las raíces - El co contenido ntenido de la materia orgánica. A ppH H alcalino alcalino hay mayor actividad microbiana microbiana,, mayo mayorr descomposición de materia orgánica y menor contenido de materia orgánica en el suelo por rápida descomposición; por otro lado; a pH ácido se tiene menor actividad microbiana, menor descomposición de materia orgánica y acumulación de materia orgánica en el suelo por lenta descomposición. - En potencial redox, a pH alcalino predomina los elementos de forma oxidada; y a pH ácido, los elementos de forma reducida. - Otras prop propiedades iedades químicas, y en la toxicida toxicidadd de elementos como Al, Mn, H y Fe El grado de acidez o alcalinidad del suelo, expresado en términos del pH, es una determinación fácil de hacer; por ello, se consideran en la presente práctica los métodos que se disponen para la determinación del pH y los factores que pueden influir en esta. LOGRO Al finalizar la práctica, el estudiante estará capacitado para aplicar los métodos más usados en la determinación del pH en laboratorio y campo, realizar la determinación del pH en una muestra de suelo, comparar el efecto de diferentes solventes y diluciones en la medición del pH y evaluar el efecto en el pH del suelo de las diferentes fuentes encalantes. pH DEL SUELO El pH del suelo está determinado por la concentración de iones hidrógeno (H +) que se encuentra en una solución acuosa del suelo. Matemáticamente, el pH se define como el logaritmo negativo de la concentración del ión H+. Esta concentración está directamente relacionada con algunas propiedades del suelo, como el contenido de materia orgánica, los cationes cambiables y el contenido y tipo de sales presentes. Los métodos más empleados en la determinación del pH son: MÉTODO COLORIMÉTRICO O DE LOS INDICADORES Se basa en la propiedad de ciertos compuestos orgánicos, por lo general ácidos o bases débiles, de cambiar de color cuando la concentración concentrac ión de iones H+ (pH) aumenta o disminuye. Las mezclas de tales indicadores proveen cambios de color significativos sobre un amplio rango de pH (3 a 8). Unas gotas de las soluciones indicadoras se ponen en contacto con el suelo, usualmente en un plato de porcelana blanca. Después de unos minutos, el color del indicador es comparado con una carta de colores que indica el pH aproximado. En otra variante, se impregnan cintas de papel poroso con los indicadores. Cuando se pone en contacto con una mezcla de agua y suelo, el papel absorbe el agua y el cambio de color indica el pH. Los métodos colorimétricos son aproximados hasta cerca de 0.2 unidades de pH. MÉTODO ELECTROMÉTRICO O POTENCIOMÉ POTENCIOMÉTRICO TRICO El método más exacto para determinar el pH del suelo es con un potenciómetro. En este método se ponen en contacto dos electrodos, llamados de vidrio o hidrógeno y el otro conocido como de calomel o de referencia, con la mezcla suelo-agua que simula a la solución suelo. La diferencia entre las actividades del ion H + en la mezcla, origina una diferencia de potencial electrométrico que se relaciona al pH de la solución suelo. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 45 Manual de prácticas de Edafolo gía Tradicionalmente, la medida de pH se ha hecho en una suspensión de suelo en agua, usualmente en relación 1:1 ó 1:2; sin embargo, pueden utilizarse diluciones mayores, observándose en estos casos la tendencia a una elevación en el pH determinado conforme aumenta la dilución. Además de agua, pueden hacerse suspensiones similares de suelo utilizando soluciones diluidas de sales neutras no tamponadas, como KCl o CaCl2. La adición de estas soluciones produce el denominado "efecto salino" observándose una disminución en el pH con respecto al encontrado con el agua. La medición del pH en agua nos da la acidez activa y las soluciones salinas nos dan la acidez reemplazable por sales o intercambiables. Si se representa la acidez por protones y el complejo de cambio por HX, una parte de los protones se encuentran disociados: HX --------------> H+ + XLa aplicación de KCl permite el intercambio total: HX + K+ --------------> KX + H+ En general la determinación del pH en KCl da una lectura 0.5 a 1 unidades menor que el pH en agua. Otros factores que pueden afectar la medida del pH del suelo son: la concentración de CO 2 en la mezcla suelo-agua, el tiempo de reacción, la presencia de ácidos orgánicos, sales hidrolizables y los fenómeno fenómenoss de oxido-reducció oxido-reducción, n, etc. RECUPERACIÓN DE SUELOS ÁCIDOS Los suelos ácidos se pueden recuperar a través: ● Siembras con cultivos tolerantes ● Encalado Es la incorporación de materiales encalantes, la aplicación de una cantidad de enmienda básica para producir una elevación en el pH. Materiales encalan encalantes tes Carbonato de calcio (CaCO3) Dolomita (CaMg(CO3)2) Cal viva u óxido de calcio (CaO) Cal apagada o hidróxido de calcio (Ca(OH) 2) Escorias industriales Las bases cambiables, como el Ca 2+, contenidas en el material encalante reemplazaran neutralizando la acción de los iones Al 3+ e H+, que generan la acidez. El reemplazo se produce en unidades equivalentes, p.e. 1 me de Ca2+ reemplaza a 1 me de Al3+ ó H+ 13 me de Ca2+ reemplaza a 13 me de Al 3+ ó H+ ● ● ● ● ● ● ● A. DETERMINACIÓN DEL pH DEL SUELO POR EL MÉTODO ELECTROMÉTRICO: EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS DE DILUCIÓN Y SALINIDAD MATERIALES Muestra de suelo (TFSA). Vasos plásticos de 100 cm3 (4). Baguetas de vidrio (4). Pizeta con agua destilada. Solución de KCl 1N. Agua destilada. Potenciómetro. Pipetas de 10 cm3. Probeta graduada de 50 cm3. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Agrupar los vasos en grupos de 2. 2. Preparar dos suspensio suspensiones nes suelo:agua de destilada, stilada, en las siguientes diluci diluciones: ones: 1:2.5 y 1:5 de la siguiente manera: Dilución 1:2.5 : Pesar 20 g de suelo y 50 cm3 de agua. 3 : repetirPesar 10 g de suelo y o50lacm de agua. En Dilución los vasos1:5 restantes, las diluciones usand usando solución de KCl. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 46 Manual de prácticas de Edafolo gía 3. Agitar con las baguetas las mezclas suelo: solvente durante 2 ó 3 minutos para homogeneizar. Repetir la operación cada 5 minutos hasta un tiempo de 20 minutos. 4. Calibrar el potenciómetro usando soluciones soluciones buffer de pH 4, 7 y 10. 5. Realizar las lecturas de pH en cada vaso. Anotar las lecturas obtenidas. B. EVAL EVALUACIÓN UACIÓN DEL EFECTO SOBRE EL pH DEL SUELO DE LOS DIFERENTES MATERIALES ENCALANTES A DIFERENTES CONCENTRACIONES MATERIALES 9 muestras de suelo ácido (TFSA). Vasos plásticos de 100 cm3 (9). Baguetas de vidrio (9). Pizeta con agua destilada. Agua destilada. Balanza analítica. Carbonato de calcio. Yeso. Cloruro de calcio. Hidróxido de calcio. Probeta graduada de 50 cm3 Potenciómetro. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Pesar 40 g de suelo ácido y colocarlos dentro de un vaso de plástico. Repetir en las nueve muestras. 2. Realizar los cálculos que determinen la cantidad de cada material encalante que se necesita aplicar a las muestras de 40 g de suelo para neutralizar 1 y 2 me de Al 3+; es decir: 1 me de carbonato de calcio 2 me de carbonato de calcio 1 me de yeso 2 me de yeso 1 me de cloruro de calcio 2 me de cloruro de calcio 1 me de hidróxido de calcio 2 me de hidróxido de calcio 3. Pesar en la balanza analítica la cantidad calculada de los materiales encalantes. 4. Aplicar los materiales encalantes a cada una de las muestras de suelo ácido. 5. Mezclar homogéneamente el suelo y el material encalante. 6. Aplicar agua hasta que el suelo esté a capacidad de campo. 7. Incubar la mezcla por una semana. 8. Preparar una solución 1:1 con agua destilada. 9. Agitar con las bague baguetas tas las mezclas suelo durante durante 2 ó 3 minutos para homo homogeneizar. geneizar. Repe Repetir tir 5 minutos hasta un tiempo de 20buffer minutos. 10.la operación Calibrar cada el potenciómetr potenciómetro o usando soluciones de pH 4, 7 y 10. 11. Realizar las lecturas de pH en cada vaso. Anotar las lecturas obtenida obtenidas. s. CUESTIONARIO 1. ¿Por qué no existen suelos con pH = 0 y pH = 14? ¿Qué pHs extremos encontramos en la naturaleza y bajo qué condiciones se presentan? 2. Explique esquemáticamente por qué el pH medido en agua es mayor que el pH medido en KCl 1N. 3. ¿A qué se debe el poder tampón de los suelos? ¿Cómo funciona? ¿Qué factores lo afectan? ¿Cuál será su importancia técnica y económica? 4. La medició mediciónn del pH de una m muestra uestra de su suelo elo fue ddee 7.5, 7.2, 6.7 y 6.4; ééstos stos correspond corresponderían erían a los siguientes casos: pH medido en agua destilada, dilución 1:1 .................... pH medido en agua destilada, dilución 1:2.5 .................... pH medido en KCl 1N, dilución 1:1 .................... medido enlista KClde 1N,cultivos dilución 1:2.5 . con su................... 5. pH Elabore una más importantes rango óptimo de pH. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina 47 Manual de prácticas de Edafolo gía 6. Con sus conocimient conocimientos os básicos de Edafología asigne un pH a los suelos de: ● Irrigación de Majes ● Valle de Urubamba ● Concepción (Jauja) ● La Molina ● Alto Larán (Chincha) ● Satipo ● Chanchamayo ● Puno REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Fassbender, Fassbende r, H. y Bornemisza, E. (1987). Química de Suelos con énfasis en suelos de América Latina. Servicio Editorial IICA. San José - Costa Rica. Jackson, M.L. (1970). Análisis Químico Químico del Suelo. Suelo. Editorial Omega. Omega. Barcelona - España. Reynoso, A., Hurtado, J., García, J. (1993). Análisis de Suelos, Tejidos Vegetales, Aguas y Fertilizantes. INIA Lima - Perú. Weil, R. y Brady, N. (2017). The nature and properties of soils. Pearson, 15 ed. U.S.D.A. (1991). Investigación de Suelos. Ed. Trillas. Ciudad de México - México. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 48 Report Re port e de Prá Prácti ctica ca pH del Suelo Determinación del pH del su elo por el método electrométrico: Evaluación de los efe Determinación efectos ctos de dilución y salinidad Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica SOLVENTE AGUA DESTILADA DILUCIÓN 1 : 2.5 KCl 1N 1:5 1 : 2.5 1:5 LECTURA DE pH Evaluación del efecto s obre el pH del de los d iferentes materiales encalantes a diferentes concentraciones Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica TESTIGO TESTIGO me DE ACIDEZ A CIDEZ CAMBIABLE NEUTRALIZADOS 0 CARBONATO DE CALCIO 1 2 CLORURO DE CALCIO YESO 1 2 1 2 HIDRÓXIDO DE CALCIO 1 2 me LECTURA DE pH Resolver el siguiente problema Un suelo ácido tiene una acidez potencial de 5 me 100 g -1 de suelo, y se desea neutralizar el 60% de sus protones cambiables con CaCO 3 de 80% de pureza. ¿Qué cantidad de CaCO 3 se debe aplicar al suelo si la profundidad de la capa arable es de 15 cm y su densidad aparente de 1.1 g cm3? Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 49 CAPÍTULO 9 Salin Sa linidad idad del Suelo INTRODUCCIÓN La salinidad del suelo es un problema que afecta extensas áreas en regiones áridas y semiáridas de nuestro país. La salinidad del suelo se refiere a la concentración de sales solubles que se presentan en el suelo. Las sales están constituidas por iones que en muchos casos son nutrientes para las plantas; sin embargo, altas concentraciones de sales en el suelo limitan seriamente el desarrollo de las plantas, reducen agua2017). y pueden, en algunos casos, crear condiciones físicas desfavorables enlaeldisponibilidad suelo (Weil y del Brady. LOGRO Al finalizar la práctica, el estudiante estará capacitado para efectuar la determinación de la conductividad eléctrica de una muestra de suelo salino, observar el efecto del volumen de agua aplicado, en el lavado de suelos salinos y comparar la conductividad eléctrica de soluciones, en varios niveles de concentración, de diferentes sales solubles. LAS SALES Las sales solubles generan problemas cuando se encuentran en altas concentraciones. Su presencia produce efectos en: Suelo ● Pérdida de la estruct estructura ura del suelo; por ende, altera la porosidad del suelo ● Afecta el movimiento del agua: ○ Reduce la permeabilidad del suelo ○ Disminuye la ve velocidad locidad de in infiltración filtración del ag agua ua a través de dell perfil Por ello se ha establecido la clasificación de los suelos en base a su contenido de sales y sodio (Gráfico 1). Planta ● Reduce el potencial productivo ○ Estrés hídrico: la planta reduce su absorción de agua por el incremento de la presión osmótica en el suelo; por ende, se reduce la absorción de nutrientes, entonces se afecta a su crecimiento y desarrollo. ● Desbalance de nutrientes que altera el proceso metabólico ○ Toxicidad ○ Deficiencia DETERMINACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA FUNDAMENTO La cantidad total de sales presente en el suelo puede expresarse en porcentaje en peso, forma usada hace muchos años. Actualmente se prefiere estimar la concentración de sales por métodos basados en la capacidad de la solución suelo para conducir electricidad. Las medidas de conductividad eléctrica (C.E.) de la solución suelo extraída de una muestra saturada de suelo dan un índice de los niveles de salinidad. Esta lectura es hecha mediante un aparato conocido como conductivímetro o salómetro. La determinación de C.E. también puede hacerse en suspensiones suelo:agua de diferentes relaciones, como en 1:1 ó 1:2 ó 1:5, etc., pero los resultados obtenidos en este caso, deben ser convertidos de esta dilución a la del extracto de saturación. Por lo general, dentro de un rango de diluciones amplio, la conductividad eléctrica de las soluciones es inversamente proporcional a la dilución aplicada. La C.E. en el extracto de saturación del suelo es el doble que aquella en relación 1:1. MATERIALES Muestra de suelo salino. Vasos de plástico de 100 cm3. Baguetas de vidrio. Embudos de vidrio con papel de filtro. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Pizeta con agua destilada. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 50 ▪ ▪ ▪ Probeta graduada de 50 cm3. Conductivímetro Balanza. PROCEDIMIENTO 1. Pesar 20 g de suelo, y colocarlos dentro de un vaso de plástico. 2. Adicionar 20 cm3 de agua destilada para obtener una solución 1:1, agitar la mezcla con una bagueta de vidrio por 5 minutos. 3. Vaciar la mezcla suelo-agua al embudo que tenga papel de filtro previamente humedecido y recolectar el filtrado en vasos limpios. 4. En la solución filtrada leer la conductividad eléctrica usando el conductivímetro según las instrucciones del profesor. Figura 1. Características de los suelos salinos, sódicos y salino-sódicos Fuente: Weil y Brady (2017). DETERMINACIÓN DETERMINACIÓ N DEL EFECTO DEL VOLUMEN DE AGUA A APLICADA PLICADA EN EL L LAVADO AVADO DE SALES FUNDAMENTO La corrección de los suelos salinos requiere del lavado del exceso de sales. La cantidad de sales removida del suelo depende del volumen total de agua aplicado. El siguiente experimento representa el efecto de la aplicación de un volumen de agua en la conductividad eléctrica de un suelo. MATERIALES Los mismos que en el experimento anterior. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 51 PROCEDIMIENTO 1. Utilizar 3 muestras de suelo salino ddee 20 g y colocarlas en los embudos embudos con papel de filtro previamente humedecido con agua destilada. 2. Lavar los suelos agregando al primer embudo 30 cm3 de agua destilada, al segundo 60 cm 3 y al tercero 90 cm3. Esto debe realizarse usando la probeta graduada y aplicando las cantidades aproximadamente de 20 en 20 cm3. 3. Luego que haya drenado el agua de exceso descartar los filt filtrados, rados, cerrar las llaves de paso 3 y agregar 20 cm de agua destilada y dejar reposar por 5 minutos. 4. Transcurrido ese tiemp tiempo, o, abrir las llaves de paso, recolectar los filtrados en vasos de plá plástico stico limpios. 5. Determinar la conductiv conductividad idad eléctrica de las solucion soluciones es filtradas usando el conductivímetro conductivímetro y anotar los resultados obtenidos en el cuadro. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DE DIFERENTES SALES FUNDAMENTO El tipo de sales tiene gran importancia en la caracterización de los suelos salinos. Cada sal específica presenta características de disolución y efecto en la C.E. variables, además de efectos tóxicos diferentes. Las sales de determinados cationes como el calcio y el magnesio, suelen ser más tóxicas para las plantas pues producen un mayor incremento en la C.E. de la solución suelo. Dentro de las sales de sodio, el sulfato presenta mayores efectos nocivos que el cloruro. El siguiente experimento experimento trata de evaluar el efecto de cada sal en la C.E. de la solución. MATERIALES Fertilizantes Vasos plásticos. Baguetas Balanza Conductivímetro ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Preparar sol soluciones uciones de dife diferentes rentes con concentraciones centraciones con las muestras fertilizantes. 2. Medir la conductivida conductividadd elé eléctrica ctrica de las so soluciones luciones preparada preparadas. s. CUESTIONARIO 1. Explique brevemente el origen de la salinidad en el suelo. 2. ¿Cuáles son las sales más frecuen frecuentes tes en lo loss suelos aafectados fectados po porr salinidad? 3. Coloque los valores correspondientes en el siguiente cuadro: PARÁMETRO pH C.E. (dS m -1) PSI (%) SA SALI LINO NO TIPO DE SUELO S DICO DICO SA SALI LINO NO - S DICO ICO 4. Esquematice la distribución de cationes cambiable cambiabless en la solució soluciónn interna y llaa composición de la solución suelo (tipo de aniones y cationes) en un suelo salino y uno sódico. 5. ¿Qué prácticas son recomendadas para la corrección de un suelo salino y uno sódico? 6. Un agua de riego contiene 500 ppm de sal. Si se aplica una lámina de riego de 25 cm, ¿Cuál será la cantidad de sal añadida a una hectárea de suelo? Asumiendo que no haya buen drenaje y solo evapotranspiración. 7. Un sue suelo lo fran franco co aren arenoso oso (d (d.a .a = 1.5 g cm-3) presenta una CIC de 20 me 100 g -1 suelo y 6 me de sodio cambiable. La conductividad eléctrica de la solución suelo en capacidad de campo (20% de humedad gravimétrica) es 6 dS m -1. Caracterice dicho suelo en función a su salinidad. 8. ¿Cuál será la cantidad de yeso (CaSO 4.2H2O) de 90% de pureza necesario para reducir el PSI del suelo anterior a 10% en 2 hectáreas del suelo anterior? (Prof = 20 cm). REFERENCI REFE RENCIAS AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 52 Keren, R; J.F. Kreit; L. Shainberg (198 (1980). 0). Influence of Size of Gypsum particles on the Hydraulic Conductivity of Soils. Soil Science Vol. Vol. 130 No. 3. 113-117. Porta, J; M. López-Acevedo; C. Roquero (1994). Edafología para la Agricultura y el Medio Ambiente. Editorial Mundi-Prensa. Madrid - España. Richards, L.A. (1954). Suelos Salinos y Sódicos. Manual de Agricultura Nº 60 del U.S.D.A. U.S.D.A. (1991). Investigación en Suelos. Editorial Trillas. México. Weil, R. y Brady, N. (2017). The nature and properties of soils. Pearson, 15 ed. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 53 Report e de Prá Report Prácti ctica ca Salin Sa linidad idad del Suelo Determinación De terminación de la cond uctividad elé eléctrica ctrica Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (dS m -1) MUESTRA Determin Dete rminación ación del efecto del volu volumen men de agua a aplic plic ada e en n el lavado de sales Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica CE (dS m -1) DEL SUELO LAVA DO CON 90 cm3 60 cm3 30 cm3 Conductividad eléctrica de diferente diferentess sales Completarr el sigui ente cua Completa cuadro dro s egún el desa desarrollo rrollo de la práctica CE (dS m -1) FERTILIZANTE 5% 15% UREA CLORURO DE POTASIO Resolver el kg siguiente problema Calcular los ha-1 de calcio, sodio, cloruros y bicarbonatos solubles, sabiendo sabiendo que se trata de un suelo franco arenoso con 15% de humedad gravimétrica y 15 cm de profundidad. El análisis de sales solubles en el suelo presenta los siguientes resultado resultados: s: CE (dS m-1) = 7.67 Cationes solubles Ca2+ = 8.52 me L-1 Mg2+ = 4.58 me L-1 K+ = 7.2 me L-1 Na+ = 56.49 me L-1 Aniones solubles Cl- = 61.0 me L-1 SO42- = 14.58 me L-1 CO32- = 0.0 me L-1 HCO3- = 2.0 me L-1 Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 54 CAPÍTULO 10 La Materia Materia Orgánic Orgánica a del Suelo INTRODUCCIÓN La materia orgánica está constituida por los compuestos de origen biológico que se encuentran en el suelo. Por otro lado, el humus está compuesto de restos post-mortem de vegetales y animales que, depositados en el suelo, son constantemente sometidos a procesos de descomposición, descompos ición, transformación y resíntesis. Estos materiales son incorporadas al suelo por los seres vivos, combinándose con las más finas partículas de arcilla, después de haber sido transformada en humus por los del suelo constituir el físicas, complejo coloide-y biológico, el cual desempeña un organismos rol muy importante en para las propiedades químicas biológicas del suelo (Weil y Brady, 2017). LOGRO Al finalizar la práctica, el estudiante estará capacitado para diferenciar la velocidad de descomposición de los restos orgánicos, a través de sus características físicas, calificar el contenido de la materia orgánica del suelo y determinar el contenido de materia orgánica y carbono orgánico, a través de su oxidación a altas temperaturas. También podrá observar el efecto de la materia orgánica sobre la densidad aparente del suelo, el efecto de la materia orgánica sobre la retención del agua del suelo y reconocer las etapas y sus características del proceso de descomposición de la materia orgánica. A. RECONOCIMIENT RECONOCIMIENTO O DEL GRADO DE D DESCOMPOSIC ESCOMPOSICIÓN IÓN D DE E LOS RESTOS ORGÁNICOS FUNDAMENTO La materia orgánica se encuentra constituida por compuestos de diferente grado de complejidad, varían de acuerdo al tipo de la materia orgánica, pueden ser de origen vegetal (especie, edad, órgano, etc.) o animal (estiércoles). El tamaño y las características químicas de estos compuestos variables o diferenciales de la materia orgánica determinan la velocidad de descomposición en función a su vulnerabilidad al ataque. Los materiales orgánicos más vulnerables a la descomposición son aquellos que recién inician este proceso de oxidación, porque son de partículas groseras y contienen una amplia gama de estructuras químicas, lo que hace apetecibles para los organismos y permite que el proceso sea rápido. MATERIALES Muestras de materias orgánicas Muestras de suelo ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Observar las características más saltan saltantes tes (color, olor) y el tamaño de las partículas que componen a las materias orgánicas evaluadas. Asimismo, el color y tamaño de partícula de las muestras de suelo. 2. Establecer una escala de la velocidad de descomposición o de degradación de las materias orgánicas en función a la evaluación de sus características físicas. 3. Establecer una escala del contenido de materia orgánica en los suelos evaluados. B. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA FUNDAMENTO La degradación de la materia orgánica es una propiedad de todos los heterótrofos y se usa comúnmente para indicar el nivel de actividad microbial. Cuando se degrada la materia orgánica del suelo refleja la disponibilidad biológica del carbono del suelo; mientras que, en la descomposición de sustratos orgánicos recién agregados al suelo, la liberación de anhídrido carbónico, es una estimación de la biodegradabilidad de los mismos. MATERIALES ▪ 4 muestras de materias orgánicas Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 55 2 muestras de suelo 6 crisoles 1 balanza con aproximación a 0.01 g 1 mufla ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Pesar el crisol vacío (K). 2. Pesar 5 g de materia orgánica seca. 3. Colocar la muestra de materia oorgánica rgánica o suelo pe pesado sado den dentro tro del criso crisoll (M). Repetir el proceso para cada muestra de materia orgánica y para cada suelo. 4. Colocar los crisole crisoless con las muestras ddee materias orgá orgánicas nicas y suelos de dentro ntro de la mufla a 450 °C por 12 horas. 5. Pesar los crisoles conteniendo conteniendo las ceniza cenizass de las mue muestras stras (A). 6. Determinar el contenido de Materia Orgánica. () = − () (%) = ∗ 100 5 7. Determinar el contenido de Carbono Orgánico. () = (( ) ∗ 1.724 (% (%)) = ((%) %) ∗ 1. 1.72 724 4 C. MÁXIMA CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE HUMEDAD EN MATERIAS ORGÁNICAS DE DIFERENTE GRADO DE DESCOMPOSICIÓN FUNDAMENTO La materia orgánica es un componente esencial y determinante en un suelo agrícola. El producto resultante de la actividad macro y microbiológica constituye la fracción biodinámica más importante del suelo conocida como HUMUS, y junto con la arcilla forman la parte activa de todos los suelos agrícolas que mejora la fertilidad física, química y biológica, que puede verse reflejada en una mayor retención de humedad de los mismos. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ MATERIALES Muestras de materias orgánicas Muestras de suelo Recipientes de infiltración Balanza Probeta Agua Estufa PROCEDIMIENTO 1. Colocar pa papel pel de filtro en la base de los recipientes de infilt infiltración. ración. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Agregar muestra stra de materia orgánica orgánica o suelo. Re Repetir petir el procedimien procedimiento to para todas la lass muestras.la mue Saturar las muestras muestras con aagua gua por 24 hhoras. oras. Dejar filtrar las mu muestras estras hhasta asta qu quee de deje je de gotear. Pesar la lass latas de alu aluminio minio con su suss tapa tapass (P1) Tomar una pporción orción de la mu muestra estra de materia orgánica o su suelo elo filtrado, y colocarlo ddentro entro de la lata de aluminio. Repetir el procedimiento para todas las muestras. Pesar las latas con tapa conteniendo cada una de las muestras (P2) Secar las muestras en la estufa a 70°C ppor or 24 horas. Pesar las muestras muestras secas a estufa (P3) Determinar la M MCR. CR. = ((2 − 1) − (3 − 1)) ∗ 100 (3 − 1) D. INFLUENCIA DE LA MATERIA ORGÁNICA SOBRE LA DENSIDAD APARENTE DEL SUELO Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 56 FUNDAMENTO Dependiendo del contenido mineralógico del suelo, estructura, grado de compactación y contenido de materia orgánica, un suelo va a tener un peso diferente por unidad de volumen. MATERIALES Muestra de un suelo problema y otro de textura arenosa. Muestra de un material orgánico. Probetas de 100 cm3. Balanza. ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Pesar las siguientes 4 muestra muestrass y colo colocarlas carlas en cada pprobeta: robeta: - 50 g de suelo problema. - 50 g de suelo arenoso. - 45 g de suelo problema más 5 g de residuos orgánicos. - 45 g de suelo arenoso más 5 g de residuos orgánicos. 2. Mezclar completamente los residuos orgánicos con el suelo. 3. Asentar suavemente cada probeta sobre algún material suave y medir el volumen total 4. Calcular la de densidad nsidad aparente y ano anotar tar los resultados. E. INFLUENCIA DE LA MATERIA ORGÁNICA SOBRE LA RETENCIÓN DE AGUA DEL SUELO FUNDAMENTO Otra de las propiedades físicas del suelo que se ven modificadas por la adición de materia orgánica es la capacidad de retención de agua. La materia orgánica, a través de su contenido de radicales grupos ionizables puede adsorber cantidad de agua. de El agua. incremento de los agregadosy estables y de la porosidad, aumentagran asimismo la retención El siguiente experimento compara este efecto en dos tipos de suelo. MATERIALES Las mismas mezclas de suelo y m materia ateria orgánica del experimento anterior. Embudos de vidrio con papel filtro. Probeta de 50 ml. Vasos de plástico de 100ml. Pizeta con agua destilada. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ PROCEDIMIENTO 1. Colocar las 4 m mezclas ezclas de sue suelo lo y materia oorgánica rgánica de las probetas aanteriores nteriores en se sendos ndos embudos con papel filtro. 2. Con las llaves de paso cerradas adicionar 50 cm3 de agua destilada a cada embudo, empleando la probeta. Dejar humedecer por 5 minutos. 3. Transcurrido se tiempo abrir llaves de paso paso, , recolectar en vasos de pplástico lástico limpios, medireese el volumen totallas de llave aguas filtrada con la ayudaeldefiltrado la probeta y determinar el volumen de agua retenida. 4. Calcular el pporcentaje orcentaje de agua reten retenida ida (como humedad volumétrica o gravimétrica) y anotar los resultados. F. RECONOCIMIENT RECONOCIMIENTO O DE LAS ETAPA ETAPAS S DEL PROCESO DE DESCOMPOSICIÓN DESCOMPOSICIÓN FUNDAMENTO El compost es un abono orgánico resultante de la transformación de una mezcla de diferentes compuestos orgánicos orgánicos de origen vegetal (agrícola o forestal) y animal, que han sufrido la acción de bacterias, hongos y otros organismos específicos bajo condiciones controladas, asemejando el proceso de humificación de los restos orgánicos en el suelo. MATERIALES Pilas de compost ▪ PROCEDIMIENTO Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 57 Esta práctica se realizará en el Taller de Conservación de Suelos y Agricultura Sustentable, a través de la observación de la evolución del proceso de descomposición de las pilas de compost. CUESTIONARIO 1. Mencione algunas propiedades del suelo que son afectadas por la materia orgánica. 2. Explique en qué consiste el proceso de humificació humificación n de la materia orgánica. 3. ¿Qué es mineralizació mineralizaciónn y qqué ué factore factoress influyen en su velocidad? 4. Complete el siguiente cuadro: REGIÓN COEFICIENTE DE MINERALIZA MINERALIZACIÓN CIÓN Costa Sierra (Valle interandino) interandino) Sierra (Puna) Selva alta Selva baja 5. La capa arable (20 cm) de un suelo franco de Jauja (3400 m.s.n.m.) presenta 2.4% de materia orgánica. ¿Qué cantidad de nitrógeno mineral es disponible por hectárea anualmente? REFERENCIAS REFERENCI AS BIBL BIBLIOG IOGRÁFICAS RÁFICAS Alexander, M. (1961). Introduction to soil microbiology. John Wiley and Sons. New York and London. Sylvia, D. (1999). Principles and Applications of Soil Microbiology. Prentice Hall. USA. Weil, R. y Brady, N. (2017). The nature and properties of soils. Pearson, 15 ed. Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafología 58 Reporte de Práctica La Materia Orgánica del Suelo Reconocimiento del grado de descomposición de los restos orgánicos Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica MUESTRAS DE MATERIAS ORGÁNICAS (ordenar de menor a mayor velocidad de degradación) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS OBSERVADAS MUESTRAS DE SUELO (ordenar de menor a mayor contenido de materia orgánica del suelo) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS OBSERVADAS Departamento Académico Universidad Nacional AgrariadeLaSuelos Molina 59 Manual de prácticas de Edafología Determinación del contenido de materia orgánica Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica PESO DEL CRISOL PESO DEL PESO DEL PESO DE LA CRISOL + MUESTRAS CRISOL CENIZAS+ MATERIA ORGÁNICA (g) (g) (g) (g) K M A M-A MUESTRAS PESO DEL CARBONO ORGÁNICO (MO = C X 1.724) (g) CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA (%) CONTENIDO DE CARBONO ORGÁNICO (MO = C X 1.724) (%) Departamento Académico de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 60 Máxima Máxim a Ca Capacidad pacidad de Retención de humedad en materias org orgánicas ánicas de di diferente ferente grado de descomposición Completarr el sigui ente cua Completa cuadro dro s egún el desa desarrollo rrollo de la práctica PESO DE LA LATA DE ALUMINIO AL UMINIO MUESTRAS PESO DE LA LATA PESO DE DE LA LATA DE ALUMINIO + PESO DE ALUMINIO + PESO DE LA MUESTRA DE LA MUESTRA FILTRADA SECA (g) (g) (g) P1 P2 P3 MCR (%) Influencia de la materia orgánica sobre la densidad aparente del suelo Completarr el sigui ente cua Completa cuadro dro s egún el desa desarrollo rrollo de la práctica MUESTRAS PESO DE LA MUESTRA VOLUMEN DE LA MUESTRA DENSIDAD DENSIDAD POROSIDAD POROSIDAD (g) (g) (g cm -3) (%) Influencia de la materia orgánica sobre la retención del agua del suelo Completarr el sigui ente cua Completa cuadro dro s egún el desa desarrollo rrollo de la práctica MUESTRAS AGUA ADICIONADA ADICIONAD A AGUA COLECTADA COLECTA DA AGUA RETENIDA AGUA RETENIDA (cm 3) (cm 3) (cm 3) (%) Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 61 Reconocimi Re conocimi ento de las etapa etapass del pro ceso de descomposición Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica ETAPAS CARACTERÍSTICAS Departamento Depa rtamento Académi co de Suelos Universidad Nacional Agraria La Molina Manual de prácticas de Edafolo gía 62
