EDAFOLOGIA (LABORATORIO)

PRÁCTICAS PARA LA ASIGNATURA DE EDAFOLOGÍA

INTRODUCCIÓN En el ”Plan de estudios 2004” se indica que “el egresado de la Carrera de Ingeniería Agrícola por medio de su actividad propicia el mejoramiento de los sistemas de producción de alimentos; por lo que beneficia de manera directa a todos los sectores de la población”. Por lo anterior es fundamental que la enseñanza teórica y práctica que se desarrolla en la asignatura de Edafología, contribuya en la formación de un profesionista que reconozca al suelo como su principal fuente de trabajo, del cual podrá obtener beneficios directos e indirectos de acuerdo al uso que haga de él. Así que, antes de plantear el objetivo del laboratorio de Edafología conviene recordar el objetivo general de la asignatura el cual indica:

“Teniendo como base los fundamentos de la Ciencia del suelo capacitar a los alumnos para distinguir la diferencia entre los suelos que pueden ser objeto de utilización agrícola, de los que no lo son. El alumno reconocerá las propiedades y características de los suelos que son susceptibles susceptibles de sufrir modificación por parte del hombre, sin que se produzcan cambios inadecuados en éstos y visualizará el deterioro (físico, químico y biológico) que puede ocasionar al realizar un manejo inadecuado del recurso suelo”. El objetivo anterior plantea que el alumno debe distinguir la diferencia entre los suelos que pueden ser objeto de utilización agrícola de los que no lo son y debe reconocer las propiedades y características de los suelos que son susceptibles de sufrir modificaciones por parte del hombre de las propiedades que no lo son, por lo que para cumplirlo es necesario que durante el trabajo práctico desarrolle las siguientes actividades: a) Preparación teórica para realizar el muestreo de suelos para lo que se utilizará la lectura del material impreso “ Muestreo de suelos preparación de muestras y guía de campo “, 2002, Valencia. I. C. E. y Hernández B. A. UNAM, México, con lo que se llevará a cabo la resolución de cuestionarios por

parte de los alumnos, discusiones grupales y presentaciones de muestreos anteriores en power point por parte de los maestros (trabajo teórico realizado en las instalaciones del laboratorio). b) Muestreo de suelos, descripción de la zona de estudio, excavación del pozo de muestreo, descripción del pozo de muestreo, resolución de la guía de campo y toma de las muestras que se analizarán en el laboratorio (trabajo de campo).

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CELIA ELENA VALENCIA ISLAS

c) Preparación de muestras y determinación de las características físicas y

químicas de las muestras recolectadas durante el muestreo de suelos, (trabajo en laboratorio), de acuerdo al calendario (FPE-CA-FESC-DEX01). Utilizando el “Manual de Prácticas del laboratorio de Edafología”. d) Elaboración del informe final final de laboratorio laboratorio (trabajo (trabajo de gabinete). gabinete).

e) Discusión e interpretación de resultados. Por todo lo anterior se plantea el siguiente objetivo de la enseñanza experimental en la asignatura de Edafología:

OBJETIVO DEL LABORATORIO DE EDAFOLOGÍA El alumno utilizará distintas técnicas analíticas para llevar a cabo la caracterización física y química de las muestras de suelos que fueron obtenidas por medio de un muestreo planeado y hecho por él mismo, para que al realizar la interpretación de resultados de campo y laboratorio pueda concluir sobre las características generales de los suelos de la zona de estudio.

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c) Preparación de muestras y determinación de las características físicas y

químicas de las muestras recolectadas durante el muestreo de suelos, (trabajo en laboratorio), de acuerdo al calendario (FPE-CA-FESC-DEX01). Utilizando el “Manual de Prácticas del laboratorio de Edafología”. d) Elaboración del informe final final de laboratorio laboratorio (trabajo (trabajo de gabinete). gabinete).

e) Discusión e interpretación de resultados. Por todo lo anterior se plantea el siguiente objetivo de la enseñanza experimental en la asignatura de Edafología:

OBJETIVO DEL LABORATORIO DE EDAFOLOGÍA El alumno utilizará distintas técnicas analíticas para llevar a cabo la caracterización física y química de las muestras de suelos que fueron obtenidas por medio de un muestreo planeado y hecho por él mismo, para que al realizar la interpretación de resultados de campo y laboratorio pueda concluir sobre las características generales de los suelos de la zona de estudio.

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I. IMPORTANCIA DE DE LOS ANÁLISIS ANÁLISIS EN LOS ESTUDIOS DE SUELOS La selección de los distintos análisis físicos, químicos, fisicoquímicos, microbiológicos y bioquímicos que se pueden hacer a un suelo , dependen del tipo de estudio. Las determinaciones físicas y químicas sirven para caracterizar o identificar algún problema y saber si requiere del acondicionamiento mecánico o de la adición de algún nutrimento al suelo. Cada estudio requiere, de acuerdo a sus objetivos, que sólo se realicen aquellas determinaciones analíticas que sirvan para caracterizar, identificar y resolver el problema existente. De acuerdo a la finalidad de los análisis se sugiere la siguiente división y en la que se indican sólo las determinaciones analíticas básicas que deben realizarse para evitar desperdiciar recursos:

1) Evaluar la Fertilidad Se requiere determinar: textura, densidad aparente, densidad real, porciento de espacio poroso, pH, capacidad de intercambio catiónico, porciento de materia orgánica.; macroelementos (nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio) y microelementos (de acuerdo a las necesidades del cultivo), que están disponibles o no para las plantas. Estos parámetros informan de las propiedades físicas y químicas que condicionan la temperatura y la distribución del agua y el aire en el suelo y sirven para conocer la disponibilidad de los nutrimentos para las plantas.

2) Determinar el Nivel de Salinidad y/o y/o Sodicidad Se requiere determinar: conductividad eléctrica, bases intercambiables, PSI, pH así como la composición iónica del extracto de saturación (tipo de cationes y aniones que pueden afectar las características del suelo). Se recomienda determinar también algunos elementos de fertilidad, de acuerdo a las necesidades particulares, además de otras características del suelo, como boro, alcalinidad, carbonato de sodio residual, porciento de carbonato y yeso, entre otras.

3) Evaluar la Contaminación Se requiere realizar la cuantificación de metales pesados, detergentes, residuos de plaguicidas y otros contaminantes, y en general materiales no biodegradables que se acumulan en los suelos y pueden ser tóxicos. Además se necesita información de los microorganismos patógenos que se encuentren

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en niveles que puedan provocar enfermedades.

4) Caracterización Microbiológica y Bioquímica del suelo Estos análisis sirven para identificar a los microorganismos existentes en los suelos, y que son responsables de los principales procesos biológicos que se realizan en ellos, como por ejemplo los ciclos biogeoquímicos del nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, etc. También pueden caracterizarse por medio del fraccionamiento de materia orgánica diferentes grupos y especies químicas que por procesos biológicos se encuentran en el suelo.

5) Clasificación del suelo Se requiere de la descripción detallada del perfil del suelo en el campo y su delimitación en horizontes, complementada por determinaciones analíticas como: textura, color, densidad aparente, densidad real, porciento de espacio poroso, pH, capacidad de intercambio catiónico, porciento de materia orgánica, bases intercambiables, conductividad eléctrica, PSI, cuantificación de macro y micro elementos, entre otras.

2. UTILIDAD DE LOS ANÁLISIS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE SUELOS El analizar una serie de muestras de suelos de una zona puede servir para: a)

Determinar las condiciones generales del suelo.

b)

Localizar áreas con deficiencias nutrimentales.

c)

Confirmar o descartar síntomas de deficiencias en un cultivo.

d)

Sugerir prácticas de manejo y recuperación.

e)

Calcular dosis de fertilización, fertilización, abonado y/o aplicación de mejoradores químicos.

f)

Verificar el nivel residual de los nutrimentos aplicados por fertilización o abonado. Comprobar la eficacia de los mejoradores químicos aplicados en un suelo con problemas.

g)

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h)

Detectar sinergismo, nutrimentos.

interacción

i)

Identificar problemas de contaminación.

o

antagonismo

entre


j)

Confirmar o descartar clasificación de suelos.

diferencias

entre horizontes

para

Las ventajas que representa realizar análisis de suelos son, entre otras: k)

Sugerir prácticas de manejo, fertilización o abonado tomando en cuenta las condiciones particulares del suelo.

l)

Optimizar los recursos en cada estudio al adicionar únicamente los elementos faltantes para no gastar en nutrimentos que están en dosis adecuadas.

m)

Evitar desbalance nutrimental y disminución en la producción.

Los resultados obtenidos mediante el análisis de muestras tomadas durante un muestreo de suelos podrán utilizarse eficientemente para tener un conocimiento del mismo sólo sí: a) Todo el trabajo que implica implica el estudio de suelos es el adecuado y se evitan lo más posible, las fuentes de error. b) La recolección y el manejo de las muestras obtenidas durante el muestreo de suelos se hace de acuerdo a los objetivos del estudio. c) Los métodos que se utilizan utilizan para efectuar las determinaciones analíticas en el laboratorio están debidamente calibrados y validados. d) Se solicitan todas las determinaciones analíticas que son indispensables para clasificar al suelo o para detectar las causas de los problemas planteados por el agricultor. Tomando en consideración antes de efectuar el muestreo, elegir el laboratorio especializado al que se enviarán las muestras de suelos, ya que esto permitirá manejar racionalmente los recursos económicos con los que se cuenta y el seguimiento y la continua evaluación del suelo en periodos posteriores.

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PRÁCTICA NO. 1 PREPARACIÓN DE MUESTRAS DE SUELO. OBJETIVO Realizar la preparación de las muestras de suelo obtenidas durante la actividad de muestreo de suelos, siguiendo una serie de procedimientos como son: secado, mezclado, molido, tamizado para su posterior análisis y almacenamiento.

IMPORTANCIA Desde el punto de vista analítico, las muestras de suelos no deben analizarse sin antes seguir un manejo adecuado de preparación, debido a que estos materiales son muy heterogéneos en su composición química, así como en el tamaño de las partículas, los residuos orgánicos que los integran y el contenido de humedad que poseen cuando son recolectadas. Sin esta preparación los resultados obtenidos de los análisis no serán representativos.

MATERIAL Y EQUIPO 1 Tamiz con malla de 2 mm. de abertura 1 Balanza granataria 1 Mazo de madera Etiquetas Papel resistente libre de tinta (cartulina, cartoncillo, manila, estraza, etc.) Tela (opcional) Bolsas o frascos de plástico Charolas de plástico Para la preparación de las muestras de suelos, el orden en que se realiza cada uno de los diversos procedimientos de secado, molido, tamizado y mezclado, depende fundamentalmente del estado de humedad, compactación y agregación de la muestra.

1. SECADO En condiciones naturales los suelos poseen niveles muy diferentes de humedad y antes de proceder al análisis, las muestras deben secarse para evitar los cambios que se producen en el estado químico de los iones y en la materia orgánica del suelo, cuando las muestras se almacenan húmedas. Sólo en circunstancias especiales, se analizan suelos sin secar.

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Los resultados de la mayoría de los análisis de suelos para dar recomendaciones sobre dosis de fertilización o mejoradores se expresan teniendo como base el peso del suelo seco al aire a temperatura ambiente. Los resultados analíticos que se obtienen para investigaciones de gran precisión, se expresan preferentemente teniendo como base el peso del suelo seco a la estufa (105oC). No se recomienda secar al horno la muestra ni tampoco directamente a los rayos solares ya que esto puede ocasionar cambios en los niveles de algunos nutrimentos como:

Figura 1. Secado de las muestras. a) Aumento o disminución en la concentración de nitrógeno amoniacal y potasio intercambiable. b) Aumento en la concentración de sulfato, nitrógeno mineralizable y del manganeso extraíble en suelos no inundados. c) Posibles cambios en la fracción fósforo extraíble. d) Aumento del pH. e) Disminución en la concentración de nitritos. El lugar en el que se realiza el secado debe estar libre de contaminaciones. No es conveniente hacerlo en corrales, o lugares en los que se almacenan fertilizantes o abonos. Si se van a determinar microelementos, la muestra debe manejarse con cuidados especiales, por ejemplo, para analizar zinc debe evitarse el contacto con superficies galvanizadas o con tinta. En general, para minimizar cambios físicos y químicos en las muestras, el proceso de secado al aire debe hacerse siguiendo cuidadosamente las indicaciones antes mencionadas.

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1.1 PROCEDIMIENTO 1.-

Las muestras se extienden sobre papel libre de tinta o tela, en una superficie de preferencia plana, o en una bandeja de plástico, aluminio u otro tipo material, forrada con papel.

2.-

Se rompen manualmente los agregados grandes para acelerar el secado.

Figura 2. Ruptura manual de agregados 3.-

Se eliminan manualmente de la muestra las gravas y pequeñas piedras, al igual que la materia orgánica macroscópica (raíces, hojarasca, etc.). Si estos materiales son muy abundantes deben cuantificarse, al término de la fase de secado.

4.-

Las muestras deben voltearse cuando menos 2 veces al día para facilitar la pérdida de humedad.

5.-

Se cambia el papel o tela sobre el que se puso la muestra cada vez que sea necesario. A veces es conveniente utilizar un ventilador para circular indirectamente el aire sobre las muestras y así acelerar el proceso. Ya seca la muestra al aire se procede a molerla y tamizarla.

2. MOLIDO El molido consiste exclusivamente en la fractura de agregados hasta que la muestra de suelo pasa a través del tamiz cuyo tamaño de malla estará de acuerdo a los objetivos de los análisis que van a realizarse.

2.1 PROCEDIMIENTO 1.-

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Para el molido las muestras se colocan en una charola de plástico o sobre un papel grueso y resistente.


2.-

Los agregados se rompen golpeándolos ligeramente con un mazo o un rodillo de madera. (Figura 4)

3.-

Debe evitarse moler excesivamente la muestra porque pueden fragmentarse los materiales orgánicos y minerales gruesos lo que alterará los resultados analíticos.

Figura 3. Molido de la muestra Nota.- No es conveniente utilizar un mortero de porcelana porque puede aumentarse el contenido de calcio en la muestra.

3. TAMIZADO Sólo tienen verdadero interés agronómico las partículas con un diámetro de 2 mm o menores, en cuya superficie se verifican casi la totalidad de los procesos físicos y químicos del suelo, por ello las muestras deben pasarse antes de analizarlas, a través de un tamiz con malla de 2 mm de diámetro. Para la determinación de materia orgánica se recomienda, pasar la muestra por un tamiz de 0.5 mm de abertura. Si durante el muestreo se tomó una cantidad excesiva de muestra, no es correcto tamizar sólo una parte del total y despreciar el resto, porque se producen errores en los cálculos y en la interpretación de los resultados analíticos.

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Figura 4. Tamizado Antes de tamizar las muestras de suelo se observa sí existen fragmentos gruesos orgánicos (residuos de hojas, raíces, etc.) o minerales (piedras, guijarros, gravas u otros) en más del 1% del total, sí esto ocurre se separan, se pesan y se calcula su porcentaje con base en la cantidad total de la muestra secada al aire. Cuando la cantidad es menor al 1% se desechan. Los fragmentos gruesos con diámetro superior a 2 mm se examinan con una lupa para detectar la presencia de concreciones y no deben fracturarse.

3.1 PROCEDIMIENTO

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1.-

Colocar el tamiz sobre una charola de plástico, una cartulina o en un papel libre de tinta.

2.-

Pasar la muestra a través del tamiz frotando con los dedos o con un tapón de goma para facilitar este procedimiento.

3.-

Sobre otro papel grueso o charola romper los agregados de suelo que no pasaron por el tamiz, y volver a pasar la muestra a través del tamiz como ya se indicó.

4.-

Se continúa así, hasta que al final sólo deben permanecer en el tamiz los fragmentos rocosos o los residuos grandes de materia orgánica, los cuales si aun son abundantes, se cuantifican por separado.


4. ETIQUETADO La muestra ya seca, tamizada y mezclada se coloca en bolsas limpias de plástico, botes de cartón o frascos de vidrio y se etiquetan. Las etiquetas escritas con plumón o tinta soluble en agua no deben colocarse en contacto directo con la muestra, para evitar que se borren. Cuadro No. 1 Ficha de registro de muestras de suelo. MUESTRA DE SUELO NO. INFORMACIÓN GENERAL OBJETIVOS DEL MUESTREO LOCALIDAD EN LA QUE SE HIZO EL MUESTREO. UBICACIÓN DEL POZO DENTRO DEL SITIO DE MUESTREO. FECHA DE MUESTREO NÚMERO DEL POZO AL QUE PERTENECE LA MUESTRA PROFUNDIDAD DE LA MUESTRA LOCALIDAD EN LA QUE SE HIZO EL MUESTREO. NÚMERO DE EQUIPO DE TRABAJO O NOMBRE DEL RESPONSABLE MUESTRA INDIVIDUAL O COMPUESTA.

Las etiquetas se deben escribir de preferencia con lápiz y para que se puedan identificar posteriormente las muestras, las etiquetas se ponen de manera visible con todos los datos generales que se muestran en los cuadros 1 y 2. También con el auxilio de una libreta de registro se podrá conocer en todo momento la información completa de la muestra.

5. ALMACENAMIENTO. La mayor parte de las muestras de suelo se llevan al laboratorio con el fin de analizarlas y posteriormente se deben desechar, sobre todo si el espacio para almacenamiento del que se dispone es reducido. Las muestras de suelo que se han analizado exhaustivamente, pueden servir como referencia en otras investigaciones y sí justifican su almacenamiento por largo plazo o con carácter permanente. Cuando la muestra se guarda en bolsas de plástico o papel se tiene la 11


desventaja de que con el continuo manipuleo se pueden romper, provocando la pérdida y/o contaminación de la muestra, por lo que es más adecuado colocarla en botes de cartón o plástico, frascos de vidrio de boca ancha con tapa de rosca o cajas de cartón, provistos de etiquetas interiores y exteriores.

Figura 5. Almacenamiento Cada laboratorio que se encarga del análisis de las muestras de suelos tiene establecida su forma de registro de las muestras y su programa para desecharlas después de haber obtenido la información requerida, por lo que se recomienda que cuando la investigación todavía no se ha concluido se pida, al momento de la entrega de las muestras para su análisis, que se regresen las muestras sobrantes, por si se plantea solicitar algunos otros análisis en función de los resultados obtenidos. Cuando se trata de un trabajo de investigación conviene, separar alrededor de 500g. de la muestra ya preparada antes de enviarla al laboratorio ya que sólo en pocos casos los encargados del análisis la almacenarán durante un largo periodo y podría ser necesario posteriormente verificar alguna información.

BIBLIOGRAFÍA. 1.- Valencia I. C. E. y Hernández B. A.1998. Manual de prácticas para la caracterización física y química de muestras de suelo y composta Editado por el Colegio de Ciencias y Humanidades plantel Atzcapotzalco. UNAM, México. 2.- Valencia. I. C. E. y Hernández B. A. 2002. Muestreo de suelos preparación de muestras y guía de campo. UNAM, México.

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PRÁCTICA NO. 2 TEXTURA POR EL MÉTODO DE BOUYOUCOS OBJETIVO Determinar el tamaño de las partículas elementales que integran a un suelo a través del análisis mecánico por el método de Bouyoucos.

IMPORTANCIA En el suelo el tamaño de las partículas está relacionado con la porosidad, estructura y drenaje, así como con la retención y disponibilidad de nutrimentos en función del contenido de material mineral (arcillas, limos y arenas) que posee. Contribuye directamente con la capacidad de intercambio catiónico, además sirve para clasificar a los suelos, como gruesos, medios o finos, lo que permite dar recomendaciones para el uso, manejo y para implementar las prácticas de mejoramiento y conservación. La división arbitraria del suelo en las tres fracciones según el tamaño de las partículas minerales: arenas, limos y arcillas, y en términos de su porcentaje, recibe el nombre de textura. La parte mineral está considerada en forma cualitativa, sin establecer ningún límite en cuanto a la composición química, los grupos de los diversos tipos de partículas se denominan separados del suelo. Tabla 1. Tamaño de los separados del suelo.

PARTÍCULAS ARENAS. ARENAS FINAS. LIMOS. ARCILLAS.

TAMAÑO Son partículas con diámetro entre 2 y 0.2 mm. Consisten en partículas entre 0.2 y 0.05 mm Poseen tamaños entre 0.05 y 0.002 mm = 2 µ (micras) Con tamaños menores a 0.002 mm (2 µ)

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MATERIAL Y EQUIPO 1 Balanza granataria 1 Espátula 1 Vaso de precipitados de 250 mL por muestra 1 Agitador de vidrio por muestra 2 Pipetas graduada de 10 mL 2 Vaso de precipitados de 100 mL 1 Probeta de Bouyoucos por muestra 1 Varilla metálica 1 Batidora con vaso de metal 2 Pipetas graduadas de 5 mL 1 Piceta 1 Termómetro 1 Hidrómetro de Bouyoucos (Densímetro) 1 Cronómetro o un reloj con segundero

REACTIVOS 1. 2. 3. 4.

Agua oxigenada (H2O2) al 30% Oxalato de sodio al 1% Metasilicato de sodio (Na2SiO3.9H2O) densidad 36O Agua destilada

PROCEDIMIENTO

1. Destrucción de la materia orgánica en las muestras de suelo.

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1.-

Pesar 60 g. de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados de 400 mL

2.-

Añadir de 10 en 10 mL un total de 40 mL de agua oxigenada al 30%, mezclando perfectamente después de cada adición, con un agitador de vidrio. Debe tenerse cuidado para evitar quemaduras.

3.-

Si aún la reacción es muy vigorosa adicionar otros 10 mL de agua oxigenada y agitar fuertemente.


Figura 6. Destrucción de la Materia Orgánica 4.-

Dejar secar en la estufa a una temperatura de 100oC.

2. Determinación del tamaño de las partículas. 1.-

Pesar 50 g de suelo seco al que se le destruyó la materia orgánica y colocarlos en el vaso metálico de la batidora.

2.-

Agregar 5 mL de solución de oxalato de sodio y 5 mL de la solución de metasilicato de sodio. Añadir agua destilada hasta aproximadamente cinco cm abajo del borde del vaso.

3.-

Colocar el vaso metálico en la batidora y batir la muestra por espacio de 15 minutos.

Figura 7. Agitación de la muestra.

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4.-

Vaciar toda la mezcla en la probeta de Bouyoucos, mantener inclinado el vaso metálico (posición de vaciado) y con ayuda de una piceta, bajar todas las partículas de muestra que hayan quedado en el fondo del vaso. Agregar agua hasta que el límite del líquido permanezca aproximadamente 5 cm. debajo de la marca de 1130 mL.

Figura 8. Vaciado de la muestra. 5.-

Introducir el hidrómetro en la probeta y completar cuidadosamente con agua hasta la marca de 1130 mL.

6.-

Sacar el hidrómetro y colocar la probeta en un lugar en que permanezca inmóvil durante las 2 horas de reposo.

7.-

Introducir la varilla metálica a la suspensión y agitar la mezcla suelo-agua, de forma vertical (ascendente y descendente) por espacio de 60 segundos, medidos con exactitud con el cronómetro.

Figura 9. Agitación por 1 minuto. 16


8.-

Sacar la varilla e inmediatamente introducir con mucho cuidado el hidrómetro y tomar la lectura de densidad de la suspensión exactamente a los 40 seg. (100 seg. desde que se inició la agitación)

9.-

Con el termómetro, medir la temperatura y anotarla junto con la lectura tomada con el hidrómetro, como primera lectura.

Figura 10. Lectura de la temperatura de la muestra. 10.- Dejar reposar la probeta con la mezcla durante 2 horas.

Figura 11. Reposo de la muestra por 2 hrs. 11.- Transcurridas exactamente las 2 horas de reposo, y sin agitar nuevamente, medir la densidad y la temperatura, anotar los datos como segunda lectura.

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MANEJO DE RESIDUOS Después de tomar la segunda lectura, se deben vaciar las probetas en cubetas y los residuos de suelo-agua se tiraran en el área de terrenos por algún alumno designado por cada equipo.

CÁLCULOS Debido a que la densidad es una propiedad que varia con la temperatura y el hidrómetro esta calibrado a 20oC, es necesario realizar la corrección de las lecturas de acuerdo a la siguiente formula:

L. C. = [(T de la muestra - T del hidrómetro) 0.18] + Lectura leida En donde: L. C. = Lectura corregida

Figura 12. Triángulo de Texturas

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T del hidrómetro = Temperatura de calibración del hidrómetro y es igual a 20. Posteriormente se realiza el cálculo del porcentaje de limos mas el porcentaje de arcillas: primera. L. C. % de limos + % Arcillas = ------------------ x 100 g. de muestra Enseguida se calcula el porcentaje de arcillas: segunda L. C. % Arcillas = ---------------- x 100 g. de muestra El porcentaje de limos se calcula de la diferencia de los dos cálculos anteriores: % de limos = [(% de limos + % Arcillas - % de Arcillas] Por ultimo se sabe que: % de Arenas + % de limos + % Arcillas = 100 Y que por lo tanto: % Arenas = [100 - (% de limos + % Arcillas)] Después de calcular los porcentajes de los tres separados el suelo se llevan al triángulo de texturas los valores obtenidos del % de arcillas, % de limos y % de arenas para determinar la clasificación textural de la muestra. Con la finalidad de dar recomendaciones acerca de un manejo adecuado, las doce clases texturales del triángulo de texturas se separan sólo en los tres grupos siguientes: a) Textura gruesa. Comprende las texturas arenosas. b) Textura media. Comprende el limo y las texturas francas o migajosas. c) Textura fina. Comprende la arcilla y texturas arcillosas.

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REPORTE DE RESULTADOS DE LA PRÁCTICA Registrar los resultados experimentales en la siguiente tabla:

MUESTRA No. Lectura 1

Temperatura 1

Lectura 2 Tempertura 2

BIBLIOGRAFÍA

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1.-

Bowles, E. Joseph. 1981. Manual de en Ingeniería Civil; Mc. Graw-Hill. México, D.F. 138 págs.

2.-

Cavazos Teresita y Rodríguez Octavio; 1992; Física de suelos; Ed. Trillas; México; 98 pp

3.-

Forsythe, Warren; 1985. Física de Suelos (Manual de Laboratorio); Ed. Instituto Interamericano de cooperación para la agricultura, San José de Costarrica, 121pgs.

4.-

González Cueto Alejandro; 1975. Métodos para el análisis Físico y Químico de Suelos, Aguas y Plantas. Editado por Secretaria de Recursos Hidráulicos (Subsecretaria de Planeación); México D.F. 215 págs.

5.-

Hernández Beltrán Arcadia y Valencia Islas Celia E. 1995. Manual de Laboratorio para el análisis físico y químico de muestras de suelos. (Apuntes) FESC/UNAM 90 págs.

6.-

Loma y Oteiza, J. L. de la. 1974. Manual para el análisis de Suelos y Aguas. Editado por Secretaria de Recursos Hidráulicos (Dirección general de Distritos de Riego). México D.F. 143 págs.

7.-

López Ritas, Julio. 1985. El diagnóstico de suelos y plantas: métodos de campo y laboratorio. Ed. Mundi-prensa, Madrid, España. 368 págs.

8.-

Nava Díaz, Juan y Prado, M. L. 1979. Prácticas de Laboratorio del Curso de Análisis Especiales II (Química Agrícola). Editado por Instituto Politécnico Nacional (Escuela Nacional de Ciencias Biológica); 84 págs.

9.-

Palmer, G. Robert; 1979. Introducción a la Ciencia del Suelo (Manual de Laboratorio); Ed. Editor, S. A. 158 págs.


10.- Primo, Yúfera E. y Carrasco Dorrien J.M. 1973. Química agrícola (suelos y fertilizantes, plaguicidas y fitorreguladores y alimentos). Ed. Alhambra. España. 472 págs. 11.- Teja Ángeles Orlando de la; 1984. Manual para el análisis de Suelos. (Apuntes). UNAM. 109 págs. 12.- Valencia Islas Celia E. y Hernández Beltrán Arcadia. 1998. Manual de Prácticas para la caracterización Física y Química de nuestras de suelo y Composta. Reporte Técnico proyecto PAPIME. FESC/UNAM, CCH Azcapotzalco. 106 págs.

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PRÁCTICA NO. 3 DETERMINACIÓN DE DENSIDAD APARENTE, DENSIDAD REAL Y PORCIENTO DE ESPACIO POROSO OBJETIVO Determinar la densidad aparente y real de las muestras de suelo y a partir de estos valores obtener el porciento de espacio poroso (% E.P.)

IMPORTANCIA La densidad aparente se utiliza para calcular el peso de un volumen de suelo, el cual se toma como base para transformar a Kg/Ha los resultados analíticos de los nutrimentos reportados en partes por millón (ppm) y miliequivalentes/100 g de suelo (meq/100 g), así como para el cálculo de laminas de riego y dosis de aplicación de fertilizante, abonos o mejoradores químicos (materiales de encalado o enyesado) que se aplicarán a un suelo. El aumento de la densidad aparente de un suelo, a lo largo del tiempo, también se relaciona con un manejo inadecuado que ha propiciado la compactación del mismo. La densidad real sirve para inferir la naturaleza química de las partículas sólidas (minerales u orgánicas) más abundantes en el suelo. También se le utiliza, junto con la densidad aparente para el cálculo del % de espacio poroso (% E.P.). Por medio del valor del % E.P. se pueden inferir las condiciones hídricas y de aireación del suelo.

MATERIAL Y EQUIPO 1 Probeta de 10 mL 2 Matraces aforados de 10 mL (por muestra) 1 Espátula 1 Piceta 1 Balanza granataria

REACTIVOS 1. Agua destilada 2. Alcohol

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1. DENSIDAD APARENTE 1.1 PROCEDIMIENTO 1.-

Pesar una probeta (completamente seca) de 10 mL

2.-

Llenarla hasta la marca de 10 mL con suelo seca al aire y tamizada, procurando que caiga libremente dentro de la probeta sin agitarla.

3.-

Golpear la base de la probeta, sobre la palma de la mano o la mesa del laboratorio, un promedio de diez veces utilizando siempre la misma fuerza. (Para evitar romper la probeta se puede colocar un cuaderno o una tela).

Figura 13. Determinación densidad aparente 4.-

Añadir cuidadosamente suelo en la probeta, hasta la marca de 10 mL y sin volver a golpear pesar la probeta así aforada.

5.-

Repetir los pasos 2 a 4 un mínimo de quince veces para cada muestra de suelo.

Nota.- Si durante el aforo se sobrepasan los 10 mL es necesario hacer nuevamente esa repetición.

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1.2 CÁLCULOS Realizar por separado los cálculos para cada una de las distintas determinaciones (No se deben promediar los pesos de las muestras). M Dap = ----Vt M = Masa suelo = [Peso ( probeta + suelo) - Peso probeta] Vt = Volumen total = Volumen de la probeta = 10 mL = 10 cm 3 De los quince valores de densidad aparente obtenidos seleccionar el valor máximo y el mínimo, y posteriormente promediar los 15 valores para obtener la densidad aparente promedio.

2. DENSIDAD REAL 2.1 PROCEDIMIENTO 1.-

Colocar con 20 g de suelo secos al aire en un matraz aforado de 100 mL completamente seco y previamente pesado, evitando pérdidas de muestra.

2.-

Agregar lentamente agua destilada al matraz con suelo girándolo y agitándolo suavemente para facilitar el desalojo del aire atrapado en el fondo del matraz.

3.-

Posteriormente se agita continuamente el matraz de forma circular evitando la formación de espuma.

4.-

Añadir agua hasta cerca del cuello del matraz y dejar reposar unos minutos hasta que ya no existan burbujas de aire.

5.-

Antes de aforar se debe cuidar que el cuello del matraz quede libre de partículas de suelo. En el caso de que exista espuma agregar una o dos de gotas de alcohol.

6.-

Aforar conservando el menisco en el límite de la marca de 100 mL. Pesar el matraz con la mezcla suelo-agua.

7.-

Posteriormente vaciar todo el contenido del matraz y lavarlo.

8.-

Aforar con agua destilada el mismo matraz ya perfectamente limpio y seco y pesarlo.

Nota.- Manejar por triplicado cada muestra y utilizar para cada repetición siempre el mismo matraz. 24


MANEJO DE RESIDUOS Después de aforar los matraces que contienen la suspensión suelo-agua, se deben vaciar en las cubetas y los residuos de suelo y agua se tiraran en el área de terrenos por algún alumno designado por cada equipo.

2.2 CÁLCULOS Restar el peso del matraz, para obtener todos los pesos que se sustituirán en la siguiente fórmula: Ps Dreal = --------------------Ps + PH20 - P(S + H20) Ps = Peso suelo = 20 g. PH20 = Peso agua P(S + H20) = Peso de la mezcla [suelo + agua] Los tres valores de densidad real obtenidos para cada muestra se promedian.

Figura 14. Determinación densidad real

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3. CALCULO DEL PORCIENTO DE ESPACIO POROSO Sustituir los valores de densidad aparente promedio y densidad real promedio obtenidos en la siguiente formula: Dap % E.P. = 100 ( 1 -----------) Dreal

REPORTE DE RESULTADOS DE LA PRÁCTICA Registrar los resultados experimentales en la siguiente tabla: DENSIDAD APARENTE

Repetición

MUESTRA No. Peso probeta Peso probeta vacía + suelo

Peso suelo

DENSIDAD REAL

Repetición Peso matraz aforado vacío

MUESTRA No. Peso matraz + Peso matraz Peso matraz suelo + suelo + agua destilada

BIBLIOGRAFÍA

26

1.-

Forsythe, Warren; 1985. Física de Suelos (Manual de Laboratorio); Ed. Instituto Interamericano de cooperación para la agricultura, San José de Costarrica, 121pgs.

2.-



3.-

Hernández Beltrán Arcadia y Valencia Islas Celia E. 1995. Manual de laboratorio para el análisis físico y químico de muestras de suelos. (Apuntes) FESC/UNAM 90 págs.

4.-


27


PRÁCTICA NO. 4 DETERMINACIÓN DE COLOR OBJETIVO Determinar el color de las muestras de suelo en seco y húmedo por comparación con las tablas de Munsell.

IMPORTANCIA En el suelo, el color sirve para caracterizar el o los procesos de coloración que se presentaron durante su génesis. En el campo, se utiliza para identificar la existencia de los diversos horizontes o capas. Además a partir de la existencia de diversas coloraciones se pueden deducir las condiciones de drenaje. En el suelo un color obscuro uniforme está relacionado generalmente con la presencia de materia orgánica descompuesta, o bien si se presenta una mezcla de colores puede suponerse que los diversos materiales a partir de los que se originó podrían no estar totalmente degradados e incorporados.

GENERALIDADES Las cartas de color de Munsell caracterizan los principales colores con ayuda de tres variables, que se sitúan unas con relación a otras en un sistema de tres coordenadas:

Figura 15. Tablas Munsell

28


1.-

“HUE” O “MATIZ” (Tinte): Color dominante del espectro electromagnético, está relacionado con la longitud de onda de la luz que domina. El tinte es el que da la proporción de amarillo (Y), rojo amarillento o anaranjado (YR) o de rojo (R), que existe en la suelo. Estas identificaciones las preceden números del 0 al 10, correspondiendo a la numeración menor la mayor intensidad de amarillento. A medida que aumenta la numeración disminuye la intensidad del rojo.

2.-

“VALUE” O “VALOR” (Brillantez): Se refiere a la intensidad de luz que aumenta de los colores obscuros a los claros. La identificación para el valor es de 0 al 10, correspondiendo al color negro absoluto el 0 y el 10 al color blanco absoluto.

3.-

“CHROMA” O “CROMA” (Intensidad): Es la pureza relativa de la longitud de onda que domina indica la proporción de gris mezclado con el color de base (0 a 8). En cero empiezan los colores grises neutrales y aumenta a intervalos iguales. Casi nunca llega a 8.

MATERIAL Y EQUIPO 1 Placa de porcelana 1 Tabla Munsell 1 Piceta con agua destilada

PROCEDIMIENTO I. FORMA EN QUE SE MANEJA LA TABLA DE MUNSELL Al usar la carta de colores se obtiene una comparación mas precisa manteniendo la muestra del suelo abajo del espacio coloreado. Para hacer la comparación, la luz que se utiliza es directamente la del sol, pero procurando que ésta no incida directamente sobre la carta debido a que se puede afectar la apreciación del color. Principales dificultades en el manejo de las cartas de Munsell. a) Seleccionar el matiz adecuado ya que para distintas personas puede variar. b) Determinar matices intermedios de los que aparecen en las cartas. c) Distinguir entre brillo y saturación, donde los matices son fuertes; sin embargo, el procedimiento permite una posible estandarización de los colores del suelo.

29


d) Como se selecciona primero el color en seco puede existir dificultad para ubicar el color en húmedo en la misma carta por lo que se requiere seleccionar otra carta para ubicar ambos en la misma tabla.

Figura 16.Determinación de color II. DETERMINACIÓN DEL COLOR DE LAS MUESTRAS SECAS Y HÚMEDAS. 1.-

Colocar un poco de suelo seco y tamizado, en una placa de porcelana.

2.-

Determinar el color comparándolo con los colores de la tabla de Munsell.

3.-

Después de lo anterior humedecer la muestra con agua destilada, evitando que se forme una capa brillante sobre la muestra. La mica que aparece en las tablas se debe de interponer entre la carta y la muestra húmeda para evitar que las cartas se ensucien.

4.-

En caso de presentarse muestras moteadas o con manchas, hasta donde sea posible, deben separarse las partículas que causan el moteado, y su color se determina por separado.

5.-

Indicar también, la abundancia, tamaño y contraste del moteado.

Nota.- Cuando durante el muestreo se observan manchas en el perfil de suelo debe determinarse el tamaño del área de cada color presente.

30


INTERPRETACIÓN El término “matriz” del suelo se usa en forma general para el material fino que encierra o recubre el material más grueso. Regularmente la matriz está formada por arcilla-humus e incluye material menor a 5 m, pero algunos suelos pueden tener una matriz dominada por limo o aún por arena fina. El color de la matriz del suelo se indica escribiendo la notación Munsell en el orden: Matiz, Valor y Croma con un espacio entre la letra del matiz y el número del valor, y con una diagonal entre los dos números de valor y Croma, seguido del nombre del color al que corresponda, el que se busca en la carta ubicada del lado izquierdo de la carta consultada. Ejemplo para un color matiz 10 YR, valor 6 y Croma 4, será 10 YR 6/4 light yellowish brown (pardo amarillento claro).

Moteado La descripción general del moteado debe hacerse de acuerdo con los siguientes términos: a) Abundancia del moteado. INTERPRETACIÓN POCAS COMÚN MUCHO DEMASIADO

ABUNDANCIA DEL MOTEADO

Menos del 2% de la matriz o superficie expuesta Entre 2-20% de la matriz o superficie expuesta Cuando ocupan del 20 al 40% de la matriz o superficie expuesta Cuando presentan más del 40% de la matriz o superficie expuesta

b) Contraste del moteado. •

DÉBIL: No son evidentes las partículas de las motas a menos que se examinen cuidadosamente y varían, no más, de una unidad del croma y dos unidades del valor, o pueden ser semejantes en croma y en el valor, y diferir 2.5 unidades Munsell en la matriz.

•

DISTINTO: El moteado se aprecia fácilmente, difiere en 1 a 4 unidades en croma, en más de 2 a 4 unidades de brillantez o en 2.5 unidades Munsell de la matriz, pero no en más de una unidad de croma o dos del valor.

•

PROMINENTE: El moteado es muy notable. El matiz, valor, croma de las motas y el color contra el cual se comparan pueden ser varias unidades distintas. Pueden diferir comúnmente en al menos, dos matices completos (5 unidades) sí el croma y el valor son los mismos; o de menos 4 unidades de valor y croma, si la matriz es la misma; o al menos una unidad de croma o 2 unidades de valor sí

31


hay una diferencia de uno en la matriz (2.5 unidades). c) Tamaño del moteado. TAMAÑO DEL MOTEADO

INTERPRETACIÓN

1 mm 1 - 2 mm 2 - 5 mm 5 -15 mm 15 mm

EXTREMADAMENTE FINO MUY FINO FINO MEDIO GRUESO

MANEJO DE RESIDUOS Las placas de porcelana con los residuos de suelo húmedo se deben limpiar con un papel antes de lavarlas para evitar dejar residuos en las tarjas. El papel se tira al bote de basura.

REPORTE DE RESULTADOS DE LA PRÁCTICA Registrar los resultados experimentales en la siguiente tabla: MUESTRA No.

COLOR INTERPRETACIÓN SECO

COLOR HÚMEDO

INTERPRETACIÓN

En caso de presentarse moteados reportar: MUESTRA No.

32

MOTEADO

ABUNDANCIA

CONTRASTE

TAMAÑO


BIBLIOGRAFÍA 1.-

DEPARTAMENTO de Suelos de la División de Ingeniería; 1980. Apuntes de Edafología. Ed. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Coahuila México. 147 págs.

2.-

Forsythe, Warren; 1985. Física de Suelos (Manual de Laboratorio); Ed. Instituto Interamericano de cooperación para la agricultura, San José de Costarrica, 121pgs

3.-

Gaucher, G. 1971. El suelo y sus características agronómicas. Ed. Mundi-prensa. Madrid, España. 639 págs.

4.-


5.-


6.-

Palmer, Robert G.; Troeh, Frederic R. 1979, Introducción a la Ciencia del Suelo. México, Progreso, S.A. 77 - 78 pp.

7.-

Sosa, P. Rogelio, Vasquez T. Ana Ma. 1986. Manual de Caracterización Física, Química y Microbiológica de Suelos. Escuela Nacional de Estudios Profesionales Iztacala UNAM. (Mimeógrafo) 295 págs.

8.-

Tamhane, R.V.; Motiramani, D.P.; Bali, Y. P.; Donahue, L. Roy. 1983, Suelos: Su Química y Fertilidad en Zonas Tropicales. México, Diana. 51 - 54 pp.

33


PRÁCTICA NO. 5 DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE MATERIA ORGÁNICA POR EL METODO DE WALKLEY Y BLACK OBJETIVO Determinar el porcentaje de materia orgánica de las muestras de suelo, por el método de Walkey y Black e interpretar los valores obtenidos para relacionarlos con la fertilidad del suelo.

IMPORTANCIA La materia orgánica humificada o sin humificar influye en la génesis y en muchas de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Cuando un suelo agrícola tiene un bajo contenido es necesario adicionarle una fuente rica en materia orgánica como las compostas, o abonos verdes, etc. Las principales funciones en las que interviene la materia orgánica en el suelo son: 1.-

Propiedades Físicas. a) Reduce el impacto de la gota de lluvia. b) Proporciona estructura al suelo al actuar como agente cementante de las partículas (forma parte del complejo húmicoarcilloso). c) Aumenta el % de espacio poroso en los suelos arenosos. d) Incide sobre el balance hídrico del suelo ya que favorece la retención de humedad y mejora la infiltración del agua. e) Minimiza la erosión eólica. f) Reduce las oscilaciones térmicas.

2.-

Propiedades químicas.

a) Suministra nutrimentos esenciales (nitrógeno, fósforo y azufre, entre otros). b) Actúa como regulador de pH al moderar los cambios de acidez o alcalinidad. c) Inactiva a los elementos químicos y a los compuestos orgánicos tóxicos, añadidos al suelo por contaminación (p. Ej. plaguicidas). d) Interviene en la retención de nutrimentos debido a su elevada capacidad de intercambio catiónico. 3.- Propiedades biológicas. a) Es hábitat y fuente de energía para los microorganismos del

34


suelo. b) Mejora la germinación de las semillas. c) Facilita el aprovechamiento del agua. d) Al mejorar el drenaje y la estructura beneficia la aireación en los suelos facilitando la vida en ellos.

MATERIAL Y EQUIPO 3 Matraces Erlemmeyer de 250 mL por muestra 1 Matraz Erlemmeyer de 250 mL para el “blanco” 4 Vasos de precipitados de 100 mL 1 Probeta de 100 mL 1 Probeta de 10 mL 1 Pipeta graduada de 10 mL 1 Pipeta volumétrica de 5 mL 1 Espátula 1 Piceta 1 Balanza analítica 1 Bureta de 25 mL 1 Tamiz de 0.5 mm de abertura 1 Soporte con pinzas para bureta 1 Reloj con segundero

REACTIVOS 1. Ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. 2. Ácido fosfórico (H3PO4) concentrado. 3. Dicromato de potasio K2Cr 2O7 1/6 M. 4. Sulfato Ferroso FeSO4 ½ M. 5. Indicador bariosulfonato de difenilamina al 0.16%

PROCEDIMIENTO 1.-

Pesar en un matraz erlenmeyer y en balanza analítica, aproximadamente 0.2 g suelo seco al aire, tamizado a través de un tamiz de 0.5 mm de abertura. Pesar cada muestra por triplicado y anotar el peso exacto para utilizarlo en los cálculos. Cada matraz se etiqueta con el número de muestra y de repetición, p. Ej. 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, etcétera.

2.-

Agregar 5 mL de dicromato de potasio (K2Cr 2O7) 1/6 M a cada matraz con muestra y en un matraz vacío preparar simultáneamente un blanco.

35


Figura 19. Digestión de la muestra

36

3.-

Adicionar con mucho cuidado, a cada matraz (iniciar por el blanco), 10 mL de ácido sulfúrico (H2SO4). El matraz debe girarse para evitar que el calor se concentre en un sólo punto y se rompa.

4.-

Agitar cada matraz en forma circular, por espacio de 1 minuto, teniendo cuidado de que el suelo no se adhiera a las paredes. Medir el tiempo exactamente con un reloj con segundero.

5.-

Dejar en reposo por espacio de 30 minutos y al cumplirse el tiempo exacto adicionar 100 mL de agua destilada y 5 mL de ácido fosfórico concentrado (H3PO4).

6.-

Agregar 5 gotas del indicador bariosulfonato de difenilamina y titular con sulfato ferroso aproximadamente ½ M hasta color


verde esmeralda.

Figura 20. Titulación de materia orgánica. MANEJO DE RESIDUOS Depositar cuidadosamente los residuos de las titulaciones en una cubeta para que sean eliminados después de su neutralización.

CÁLCULOS I. CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DEL FeSO 4. N1V1 = N2V2 [Reactivo1 K2Cr 2O7 y Reactivo 2 FeSO4] N1 = 1N

N2 = Concentración del FeSO 4 (se debe determinar )

V1 = 5 mL

V2 = Volumen gastado al titular el blanco N1V1 N2 = ----------V2

II. CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE MATERIA ORGÁNICA. Como cada muestra se trabajo por triplicado, se calculan los tres valores de materia orgánica, porque a cada peso corresponde un volumen de titulación. De los tres valores de materia orgánica de cada muestra, se obtiene el valor promedio

37


[(mL de K2Cr 2O7) (N K2Cr 2O7) - (N FeSO4) (V FeSO4)] * 0.69 % M.O. = ----------------------------------------------------------------------------Peso exacto de la muestra

El volumen (V) de FeSO4 es el que se obtuvo al titular cada una de las muestras. La concentración (N) de FeSO4 es la que se calculó al titular el blanco.

INTERPRETACIÓN Autor: Velasco (1983). INTERPRETACIÓN (Método de Walkley-Black) EXTREMADAMENTE POBRE POBRE MEDIANAMENTE POBRE MEDIANO MEDIANAMENTE RICO RICO EXTREMADAMENTE RICO

% MATERIA ORGANICA Menor a 0.60 0.60 - 1.20 1.21 - 1.80 1.81 - 2.40 2.41 - 3.00 3.01 - 4.20 Más de 4.21


Peso muestra 1

Peso muestra 2

Volumen 1 FeSO 4

Volumen 2 FeSO 4

BIBLIOGRAFÍA 1.-

38

Black, C.A. et al. 1965, Methods of Soil Analysis. American Society of Agronomy Inc. Agronomy (9). págs. 54-71 .


2.-

Chapman, Homer D.;1973. Métodos de análisis para suelos plantas y Aguas. Ed. Trillas. México, 195págs.

3.-


4.-


5.-

Jackson, Marlon, Leroy. 1964. Análisis químico de suelos. Ed. omega. Barcelona, España. 662 pgs.

6.-


7.-


8.-

Nava Díaz, Juan y Prado, M. L. 1979. Prácticas de Laboratorio del Curso de Análisis Especiales II (Química Agrícola). Editado por Instituto Politécnico Nacional (Escuela Nacional de Ciencias Biológica). 84 págs.

9.-

Primo, Yúfera E. y Carrasco Dorrien J.M. 1973. Química agrícola (suelos y fertilizantes, plaguicidas y fitorreguladores y alimentos). Ed. Alhambra. España. 472 págs.

10.- Sosa, P. Rogelio, Vasquez T. Ana Ma. 1986. Manual de Caracterización Física, Química y Microbiológica de Suelos. Escuela Nacional de Estudios Profesionales Iztacala UNAM. (Mimeógrafo) 295 págs. 11.- Teja Ángeles Orlando de la; 1984. Manual para el análisis de Suelos. (Apuntes). UNAM. 109 págs.

39


PRÁCTICA NO. 6 DETERMINACIÓN DE pH REAL Y pH POTENCIAL. OBJETIVOS a) Determinar el pH por el método potenciométrico, es decir, el grado de acidez, neutralidad o alcalinidad de un suelo. b) Determinar y diferenciar entre el pHreal y pHpotencial de la del suelo.

IMPORTANCIA El pH del suelo: 1.-

Influye en la solubilidad y disponibilidad de los diversos nutrimentos para las plantas.

2.-

Modifica la actividad de los microorganismos del suelo.

3.-

Contribuye a la mineralización de las substancias orgánicas.

4.-

Determina la velocidad del intemperismo químico de los minerales.

En el suelo es necesario distinguir dos tipos de pH: pH real y pHpotencial. El primero expresa la concentración de iones H+, que se encontraban disociados en la solución del suelo en el momento en el que se tomó la muestra; el segundo corresponde a la suma de los iones H + que se tienen disociados más los iones H+ de intercambio que no están disociados pero que se disociarán con el tiempo a medida que se produzcan cambios en el equilibrio iónico del suelo, es por esto que se considera al pH potencial como el valor mínimo de acidez que puede alcanzar un suelo en condiciones originales.

MATERIAL Y EQUIPO 1 Balanza granataria 2 Botes de plástico con una capacidad de 100 mL por muestra 2 Vasos de precipitados de 250 mL 2 Pipetas de 25 mL 1 Potenciómetro con electrodos de vidrio y referencia 1 Agitador de vidrio por muestra 1 Espátula

40


Figura 17. Potenciómetro REACTIVOS 1. Agua destilada 2. Cloruro de potasio (KCl) 1M pH 7 3. Solución buffer de pH 7.

PROCEDIMIENTO I. pH REAL O ACTUAL. 1.-

Pesar 10 gramos de suelo seco y tamizado en un vaso de precipitados de 100 mL

2.-

Añadir 25 mL de agua destilada, hervida y fría.

3.-

Agitar por espacio de 15 min.

4.-

Dejar en reposo un mínimo de 5 min.

5.-

Calibrar el potenciómetro con la solución buffer de pH 7, durante por lo menos 5 minutos.

6.-

Medir el pH de la muestra.

II. pH POTENCIAL 1.-

Pesar 10 gramos de suelo seco y tamizado en un vaso de precipitados de 100 mL

41


2.-

Añadir 25 mL de cloruro de potasio 1M pH 7.

3.-

Agitar por espacio de 15 min.

4.-

Dejar en reposo un mínimo de 5 min.

5.-

Calibrar el potenciómetro con la solución buffer de pH 7, durante por lo menos 5 minutos.

6.-

Medir el pH de la muestra.

Figura 18. Agitación de la muestra para pH

MANEJO DE RESIDUOS Después de hacer las lecturas de pH los vasos que contienen la suspensión suelo-agua, suelo-cloruro de potasio se deben vaciar en las cubetas y los residuos de suelo y agua se tiraran en el área de terrenos por algún alumno designado por cada equipo.

42


INTERPRETACIÓN CLASIFICACIÓN EXCESIVAMENTE ÁCIDO FUERTEMENTE ÁCIDO ÁCIDO LIGERAMENTE ÁCIDO LIGERAMENTE ALCALINO MODERADAMENTE ALCALINO FUERTEMENTE ALCALINO MUY ALCALINO

pH Menor de 4.0 4.1 - 5.0 5.1 - 6.5 6.6 – 7.0 7.1 – 7.3 7.4 - 7.6 7.7 – 8.5 Más de 8.5

OBSERVACIONES Demasiado ácido para la mayoría de los cultivos Unicamente cultivos tolerantes a la acidez pueden prosperar Aceptable para cultivos como: papa, sandía, calabaza, rábano, etc. Rango óptimo para la mayoría de cultivos Rango óptimo para la mayoría de cultivos Presentan problemas poco tolerantes a la alcalinidad Probablemente deficiencia de micronutrimentos Indica probablemente exceso de Sodio

REPORTE DE RESULTADOS DE LA PRÁCTICA Registrar los resultados experimentales en la siguiente tabla: MUESTRA No. pHpotencial INTERPRETACIÓN

pHreal

INTERPRETACIÓN

BIBLIOGRAFÍA 1.-


2.-


3.-


43


PRÁCTICA NO. 7 DETERMINACIÓN DE CALCIO Y MAGNESIO INTERCAMBIABLES POR EL MÉTODO COMPLEJOMÉTRICO CON EDTA OBJETIVOS a) Determinar la cantidad de calcio y magnesio de las muestras de suelo por medio del método complejométrico con EDTA. b) Transformar los valores obtenidos de calcio y magnesio en meq/100 g de suelo a Kg /Ha e interpretar estos resultados.

IMPORTANCIA El calcio se acumula entre las paredes celulares para actuar como "cemento" para mantenerlas juntas y dar integridad a las membranas celulares. Forma sales con los ácidos orgánicos e inorgánicos del interior de las células y regula la presión osmótica de las mismas. El calcio presente en la solución del suelo y adsorbido en el complejo coloidal de intercambio catiónico, constituye uno de los principales elementos nutritivos de la vegetación, tiene una influencia preponderante en el valor del pH del suelo, e influye en la estructura del suelo y su estabilidad. La presencia de calcio adsorbido en las micelas electronegativas, "neutraliza" su carga superficial y permite su floculación, su asociación al humus y la formación de grumos. Equilibra el contenido de potasio, magnesio y boro en las plantas por lo que su exceso o deficiencia interfiere en las funciones normales de las mismas. El exceso de calcio promueve la deficiencia de uno o más de los citados elementos y a la vez cada uno de ellos lo hace con el calcio. El calcio está ligado íntimamente con el desarrollo de los puntos de crecimiento apical (meristemos), especialmente en las raíces. Tiene relación estrecha con la formación de flores, división celular, elongación celular. Interviene en la formación de la lecitina, que es un fosfolípido importante de la membrana celular. Favorece la formación y el incremento de las proteínas contenidas en las mitocondrías. El magnesio es el constituyente mineral localizado en el centro de la molécula de clorofila, su importancia para la vida vegetal es evidente, ya que la ausencia de clorofila impediría a las plantas verdes autótrofas llevar a cabo la fotosíntesis. También se encuentra en cantidades apreciables en las semillas. Parece estar relacionado con el metabolismo del fósforo y se le considera específico en la activación de numerosos sistemas enzimáticos de las plantas.

44


MATERIAL Y EQUIPO 2 Vasos de precipitados de 250 mL por muestra 4 Vasos de precipitados de 100 mL 1 Balanza granataria 2 Matraces erlenmeyer de 250 mL por muestra 1 Probeta de 50 mL 1 Probeta de 10 mL 1 Pipeta volumétrica de 10 mL 1 Pipeta graduada de 10 mL 1 Bureta de 50 mL 1 Soporte con pinzas para bureta 1 Embudo de talle largo por muestra 1 Agitador de vidrio 1 Espátula Papel filtro

REACTIVOS 1. Acetato de sodio 1 M pH 7. 2. Carbón activado. 3. Solución buffer de amonio pH 10. 4. Hidróxido de sodio (NaOH) al 5% 5. Cianuro de potasio (KCN) al 2%. 6. Indicador negro de eriocromo T. 7. EDTA de normalidad aproximada al 0.02N. 8. Indicador murexida (C8H8N6O6). 9. Clorhidrato de hidroxilamina (NH2OH.HCl). 10. Cloruro de Calcio (CaCl 2) 0.02N, estándar para valorar EDTA.

PROCEDIMIENTO 1.-

Pesar 10 g de suelo seco y tamizado en un vaso de precipitados de 250 mL y agregar 50 mL de acetato de sodio 1 M pH 7, agregar 0.5 g de carbón activado, agitar durante 5 minutos y dejar reposar 30 minutos.

2.-

Filtrar la mezcla a través de un embudo con papel filtro, recogiendo el filtrado en otro vaso de precipitados. I. TITULACIÓN PARA CALCIO Y MAGNESIO JUNTOS 45


1.-

Con una pipeta volumétrica tomar una alícuota de 10 mL del filtrado y pasarlos a un matraz erlenmeyer de 250 mL.

2.-

Agregar 10 mL de solución buffer de amonio pH 10, 5 gotas de KCN al 2%, 5 gotas de clorhidrato de hidroxilamina, 5 gotas de negro de eriocromo T.

3.-

Titular con EDTA (de molaridad conocida) hasta que vire de color púrpura (vino tinto) a azul. Con esta titulación se obtienen los mL de EDTA gastados para titular Ca+2 y Mg+2 juntos.

Figura 21. Titulación de Ca +2 , Ca+2 + Mg +2 . 4.-

Para comprobar el color del vire es conveniente hacer un blanco utilizando 10 mL de acetato de sodio y agregando 10 mL de solución buffer de amonio pH 10, 5 gotas de KCN al 2%, 5 gotas de clorhidrato de hidroxilamina, 3 gotas de negro de eriocromo T. También se titula con EDTA (de normalidad conocida) hasta que vire de color púrpura (vino tinto) a azul, el gasto regularmente es de sólo unas cuantas gotas.

2. TITULACIÓN PARA CALCIO

46

1.-

Con una pipeta volumétrica tomar una alícuota de 10 mL del filtrado y pasarlos a un matraz erlenmeyer de 250 mL.

2.-

Agregar 5 mL de NaOH al 5%, un poco del polvo de murexida y titular con EDTA (de molaridad conocida) hasta que vire de rosa a violeta.

3.-

Para comprobar el color del vire, el cual puede resultar confuso


es conveniente hacer un blanco utilizando 10 mL de acetato de sodio más 5 mL de NaOH al 5%, un poco del polvo de murexida y se titula con EDTA (de molaridad conocida) hasta que vire de rosa a violeta regularmente el gasto es de sólo unas cuantas gotas.

CÁLCULOS me/100 g de

Ca +2

=

Vol.EDTA x 5 x N x 100 ------------------------------g de muestra

Vol.EDTA = mL de EDTA gastados en la titulación con murexida N = Normalidad exacta del EDTA 5 = Factor de dilución (ya que sólo se titulan 10 mL de un total de los 50 mL). Los mL de EDTA para calcular Mg+2 se obtienen por diferencia: [(mL de EDTA para Ca+2 + Mg+2) - mL de EDTA para Ca +2] = mL de EDTA para titular Mg +2

me/100 g de

Mg+2

Vol. EDTA x 5 x N x 100 = --------------------------g de muestra

MANEJO DE RESIDUOS Diluir con mucho agua y deshechar directamente en la tarja.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Autor: Etchevers (1971). INTERPRETACIÓN CATIONES INTERCAMBIABLES MUY BAJA BAJA MEDIA ALTA

CALCIO meq./100 g de suelo Menor de 2 2-5 5 - 10 Mayor de 10

MAGNESIO meq./100 g de suelo. Menor de 0.5 0.5 - 1.3 1.3 - 3.0 Mayor de 3.0

POTASIO meq./100 g de suelo Menor de 0.2 0.2 - 0.3 0.3 - 0.6 Mayor de 0.6

REPORTE DE RESULTADOS DE LA PRÁCTICA 47


Registrar los resultados experimentales en la siguiente tabla: MUESTRA No.

Volumen EDTA + 2

+2)

(Ca + Mg

Volumen EDTA ( Ca+2 )

BIBLIOGRAFÍA

48

1.-


2.-


3.-


4.-


5.-


6.-

Nava Díaz, Juan y Prado, M. L. 1979. Prácticas de Laboratorio del Curso de Análisis Especiales II (Química Agrícola). Editado por Instituto Politécnico Nacional (Escuela Nacional de Ciencias Biológica). 84 págs.

7.-

Primo, Yúfera E y et. al. 1973. Química agrícola (suelos y fertilizantes, plaguicidas y fitorreguladores y alimentos). Ed. Alhambra. España. 472 págs.


PRÁCTICA NO. 8 DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO OBJETIVOS a) Determinar la capacidad de intercambio catiónico (C.I.C) mediante un método de percolación y titulación. b) Relacionar el valor obtenido de C.I.C con los valores de sodio, potasio, calcio y magnesio para calcular el porciento de saturación de bases (% S.B.).

IMPORTANCIA Aunque en ocasiones se considera a la capacidad de Intercambio catiónico como un aspecto secundario en comparación con el fenómeno de la fotosíntesis, este proceso es extremadamente importante para el desarrollo de las plantas, especialmente en las regiones húmedas en donde los elementos nutritivos pueden perderse por lavado, debido a que los iones solubles carecen de cohesión suficiente y se lixivian del suelo fácilmente, produciéndo grandes pérdidas. Si no existiera el fenómeno de intercambio iónico las pérdidas de nutrimentos serían inmensas y esto ocasionaría que el empleo de fertilizantes solubles en agua fuera de importancia dudosa por el alto costo que esto representaría. La existencia de una adecuada capacidad de intercambio catiónico (C.I.C) implica la posibilidad de tener un depósito de iones nutritivos que pueden ser cedidos a la solución del suelo, a medida que son consumidos de ésta por las plantas. En suelos con una baja C.I.C la aplicación de composta contribuye a aumentar la retención de elementos solubles, además que ella misma posee nutrimentos que contribuyen a aumentar la fertilidad de los suelos en los que se incorpora. El % de saturación de bases es el porcentaje de sitios de intercambio que están ocupados por las denominadas bases intercambiables: sodio, potasio, calcio y magnesio. Se le considera un índice de fertilidad del suelo, cuando el catión sodio se encuentra en concentraciones muy bajas. El % S.B. se calcula por medio de la siguiente fórmula:

Σ Ca, Mg, Na, K % S. B. = ---------------------- x 100 C.I.C.T. 49


(Cada base intercambiable expresada en meq/100 g de suelo (Cada base intercambiable expresada en cmolesc /Kg.

MATERIAL Y EQUIPO 1 matraz erlenmeyer de 250 mL 1 Embudo de vidrio o nalgene por nuestra 1 Probeta de 100 mL por muestra 1 Probeta de 10 mL 2 Pipetas volumétricas de 10 mL 1 Pipeta graduada de 5 mL 1 Espátula 1 Piceta 1 Balanza granataria 1 Bureta de 50 mL 1 Soporte universal 1 Pinzas para bureta 1 Vaso de precipitados de 250 mL

REACTIVOS 1. Solución buffer de hidróxido de amonio pH 10 2. Alcohol etílico. 3. EDTA de normalidad aproximada al 0.02N. 4. Cloruro de sodio NaCl 1 M pH 7.0 5. Cloruro de calcio 1 N pH 7.0. 6. Cianuro de potasio (KCN) al 2%. 7. Indicador negro de eriocromo T. 8. Clorhidrato de hidroxilamina (NH 2OH.HCl). 9. Cloruro de calcio (CaCl 2) 0.02N, estándar para valorar EDTA.

PROCEDIMIENTO

50

1.-

Pesar 3 g. de suelo seca y tamizada y colocarlos en un embudo de tallo largo sobre un papel filtro.

2.-

Colocar el embudo en una probeta de 100 mL y agregar lentamente 10 mL de la solución de cloruro de calcio.

3.-

Repetir lo anterior 5 veces y desechar el filtrado.


Nota.- Durante el proceso de percolación siempre debe quedar una pequeña película de líquido sobre la superficie de la muestra de suelo. 4.-

Añadir lentamente, 5 veces 10 mL de alcohol etílico, y guardar el filtrado en un frasco perfectamente etiquetado, para su posterior recuperación.

5.-

Agregar lentamente, 5 veces 10 mL de la solución de cloruro de sodio y guardar el filtrado para cuantificar de manera indirecta la C.I.C.

6.-

Mezclar perfectamente el filtrado, medir con una pipeta 10 mL y colocarlos en un matraz erlenmeyer de 250 mL. Adicionar 10 mL de la solución buffer de amonio pH 10 medido con la probeta de 10 mL

7.-

Agregar 5 gotas de clorhidrato de hidroxilamina, 5 gotas de KCN y de 3 a 5 gotas de negro de eriocromo T.

8.-

Titular con EDTA de concentración conocida hasta vire de púrpura (vino tinto) a azul.

MANEJO DE RESIDUOS Diluir con mucho agua y deshechar directamente en la tarja. CÁLCULOS VEDTA x NEDTA x 5 C.I.C (del suelo ) = ------------------------g de muestra

x 100

INTERPRETACIÓN. Autores: Valencia Islas y De la Teja (1982). INTERPRETACIÓN EXTREMADAMENTE BAJA MUY BAJA BAJA MEDIA ALTA MUY ALTA EXTREMADAMENTE ALTA

C.I.C.T. meq/100g de suelo Menor a 9 10 - 19 20 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 Más de 60

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CICT = 35 meq/100 g de suelo se considera un valor adecuado para un suelo agrícola Niveles óptimos para la producción de cultivos Autor: PPI (1988). % de SATURACIÓN DE BASES 60 – 70 CALCIO 10 – 20 MAGNESIO 2 –5 POTASIO 10 – 15 HIDRÓGENO 2-4 OTROS* *Sodio, Amonio, Aluminio, INTERPRETACIÓN

Nota.- Una C.I.C.T. = 35 meq/100 g de suelo, o superior se considera un valor adecuado para un suelo agrícola


Volumen EDTA1 Volumen EDTA2

BIBLIOGRAFÍA

52

1.-


2.-


3.-


4.-



5.-


6.-

Primo, Yúfera E. y Carrasco Dorrien J.M. 1973. Química agrícola (suelos y fertilizantes, plaguicidas y fitorreguladores y alimentos). Ed. Alhambra. España. 472 págs.

7.-

Teja Ángeles Orlando de la; 1984. Manual para el análisis de Suelos. (Apuntes). UNAM. 109 págs.

53


GUÍA PARA LA ELABORACIÓN DEL TRABAJO FINAL DEL LABORATORIO DE EDAFOLOGÍA PARA LA ACTIVIDAD DE INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Como les indique durante el semestre, para poder hacer la integración de resultados de campo y laboratorio se requiere la elaboración de un trabajo final de laboratorio el que ustedes deberán contestar diversas preguntas relacionadas con el trabajo realizado antes durante y después del muestreo de suelos.

PARTE I.OBJETIVOS DE LA ENSEÑANZA PRÁCTICA DE LA ASIGNATURA DE EDAFOLOGÍA Definan ampliamente los objetivos de la enseñanza experimental (práctica) en la asignatura de Edafología (NO COPIEN LOS DE ESTE MANUAL). Indiquen detalladamente si los cumplieron.

PARTE II. ACTIVIDADES PREVIAS AL MUESTREO Acerca del trabajo de muestreo de suelos en el que ustedes participaron, indiquen, justificando ampliamente sus respuestas: 1. ¿Qué comentarios tienen con respecto a los siguientes aspectos del muestreo realizado? • • •

Integración del equipo de trabajo. Material y equipo que transportaron al sitio de muestreo (¿qué faltó o que sobró?). Participación de los compañeros del equipo.

2. Expliquen fundamentando cada respuesta si la información proporcionada por el libro de muestreo y durante las discusiones de éste en el laboratorio o en el campo el día de muestreo, fueron suficientes o insuficientes en cuanto a: • • • •

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Selección del diseño de muestreo a utilizar. Selección de los puntos de muestreo en diseño sistemático Ubicación y excavación del pozo de muestreo. Toma de muestras.


3. ¿Qué problemas se tuvieron durante el llenado del Anexo I (Guía de Campo) y que ventajas tiene el haber realizado esta actividad? 4. ¿Qué aspectos teóricos consideran que faltó realizar prácticamente el día de muestreo? 5. ¿Facilitó su trabajo de campo, la discusión del material de muestreo, tal y como se llevó a cabo en el laboratorio, si no es así qué sugerencias nos pueden dar para realizar esta actividad? 6. ¿Qué errores observaron que se cometieron durante el muestreo y que sugerencias pueden dar para desarrollar de manera adecuada el trabajo de muestreo de suelos, sin volver a cometerlos? 7. ¿Dentro de su preparación académica como Ingenieros Agrícolas, que importancia tiene el haber realizado la actividad teórico-práctica de muestreo de suelos?

PARTE III.- TRABAJO DE LABORATORIO Con relación al trabajo realizado en el laboratorio de suelos indiquen: 1.- ¿Qué problemas se presentaron durante el manejo de las muestras, secado, molido y tamizado? 2.- De las determinaciones analíticas que ustedes realizaron: •

¿Qué tan difícil les resultó seguir la metodología y realizar los cálculos para obtener los resultados?

•

¿Consideran que las determinaciones fueron las adecuadas para poder conocer las principales características químicas y físicas del suelo? y si no es así ¿qué otras determinaciones convendría realizar y por qué?

PARTE IV. INTEGRACIÓN DE RESULTADOS 1. Hagan la descripción general de la zona de estudio tanto cartográfica y de campo. Indiquen la Bibliografía consultada. 2. En un croquis del terreno indique la ubicación del pozo de muestreo y la forma como se tomaron las muestras para el muestreo sistemático. 3. Indiquen ¿qué ventajas o desventajas tuvo hacer un estudio de suelos con el fin de evaluar las características físicas y químicas con fines de evaluar fertilidad del huerto frutícola y no un estudio de clasificación?.

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4. Interpretar los resultados con las tablas que se les proporcionaron. 5. En función de los resultados obtenidos indiquen que características generales tiene la zona muestreada. 6. ¿Qué información, de la proporcionada, no pueden interpretar y por qué? 7. ¿Todos los resultados son correctos o qué resultados consideran que podrían estar equivocados, en ambos casos explicar por qué? 8. ¿Se trata de suelos fértiles o no, y en qué valores o características nos fundamentamos para afirmar o negarlo? 9. ¿Con base en los resultados qué sugerencias harían para mejorar las condiciones físicas, químicas y biológicas de este suelo, e indique por qué? 10. ¿De acuerdo a los resultados y a las observaciones hechas el día del muestreo consideran que el suelo es adecuado para el uso que tienen. ¿Qué sugerencias y recomendaciones podemos dar para el mejor aprovechamiento de los suelos estudiados? 11. ¿Explique ampliamente la utilidad de realizar el muestreo y las prácticas casi, el trabajo de campo durante el muestreo y el trabajo del laboratorio para llegar al conocimiento de la zona de estudio? 12. ¿Cuanto cobrarían por el estudio de suelos que ustedes efectuaron considerando exclusivamente las actividades que ustedes realizaron antes, durante y después del muestreo, desglosando cada uno de los rubros? 13. Explique detalladamente cuál es la utilidad para un Ingeniero Agrícola, de que él mismo realice: a) Muestreo de suelos b) Análisis de las muestras de suelos c) Interpretación de resultados. 14. De todos los aspectos que involucra un estudio de suelos cuáles consideran que no es necesario que realice un Ingeniero Agrícola y por qué?

PARTE V.- EVALUACIÓN 1.- Autoevaluación deberá ser contestada de manera individual por cada uno de los integrantes del equipo. a) ¿Qué aprendí?

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EDAFOLOGIA (LABORATORIO)

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