Dr. José María Liceaga Coatzacoalcos Veracruz
Submódulo: 2.” Analiza muestras de suelo, de aceites y grasas comestibles con base a normas”
Profesora: Q.F.B. Yasmín Teresa Montelongo Guerrero Nombre: Marcial Jauregui Jocabed Equipo: 4 Grado y grupo: 6ALM Especialidad: Técnico Laboratorista químico Competencia profesional:5. Analiza muestras de suelo aplicando normas de seguridad, y utilizando tecnologías de la información y comunicación para procesar los datos obtenidos. Tema: Información sobre los fundamentos de los diferentes análisis fisicoquímicos que se le realizan a los diferentes tipos de suelo con base a la NOM-021SENARNAT-2000 Y / O NMX-AA-123-SCFI-2006 Periodo semestral: febrero-julio 2018 Fecha: 21 de marzo del 2018
ANÁLISIS ANÁLISIS FÍSICOS:
Por el desconocimiento de las propiedades físicas que posee un suelo muchas veces se le expone a su degradación y con ello la pérdida de sus principales funciones ecosistémicas y su capacidad productiva. Con ello se expone a sus propietarios como a las poblaciones que dependen de la agricultura a escasez de alimentos, inundaciones, sequías, deslizamientos de suelos, licuefacción y otros daños que ponen en peligro la existencia de la vida humana y propiedades. Por lo antes expuesto es que se hace imprescindible conocer los suelos y aprovecharlos según sus capacidades. Es de suma importancia conocer las propiedades físicas de un suelo a fin de dispensarle el manejo más apropiado y así producir de una manera sustentable. Marsh (1978), siendo citado por Chavarría, F. (2007), señala al suelo como un medio complejo, en constante cambio y en intrínseca relación con el aire, las rocas, el relieve, la flora, la fauna y el agua y otros factores climáticos.
Grano fino y grueso: Los elementos gruesos corresponden a la fracción de tierra mayor de 2 mm. Este valor puede variar bastante si en el momento del muestreo se han tomado los cantos pequeños o por el contrario se han desechado. En gené^al eŝ conveniente no recoger éstos al realizar el muestro, y sin embargo es importante
tomarlos en cuenta al realizar la descripción desc ripción del suelo, es decir anotar el porcentaje por centaje de superficie que ocupan tanto en la superficie como en vertical en los horizontes del suelo. También es deseable describir su tamaño y si es posible sus características litológicas. La presencia de grava o cantos es muy importante por permitir mayor infiltración o evitar la evaporación del agua del suelo. EI porcentaje que dan los laboratorios corresponde a la cantidad de tierra mayor de 2 mm respecto al total de la muestra. Lo que quiere decir que restando de 100 este valor da el contenido en tierra fina, que es lo que se analiza.
Rango: Rango: Grano Fino
Grano grueso
50%
50%
80%
20%
PH:
Mide el grado de acidez de un suelo, es decir, la concentración de hidrogeniones (H+) que existen en el suelo. En la escala de valor máximo 14, el valor de un suelo neutro es 7, siendo ácidos todos aquellos que tengan valores inferiores a 7, y básicos todos aquellos que tienen valores superiores a éste. Las plantas cultivadas en general presentan su mejor desarrollo en valores cercanos a la neutralidad, ya que en estas condiciones los elementos nutritivos están más fácilmente disponibles y en un equilibrio más adecuado. Si el suelo es excesivamente ácido entonces en el complejo de cambio del suelo abundan los hidrogeniones y de aluminio, impidiendo que otros elementos necesarios tales como el calcio, magnesio, sod io o potasio permanezcan en él, pasando a la fracción soluble y siendo fácilmente eliminados con el agua de lluvia o de riego. Si el suelo tiene menos de 5,5 de valor de pH sería conveniente, en general, elevarlo hasta un valor cercano a 6/6,5 mediante el aporte de una enmienda caliza, para que los elementos nutritivos puedan estar más fácilmente disponibles para las plantas. ^ Si el suelo es básico (por ejemplo, en suelos calizos) entonces el complejo de cambio del suelo está saturado y el exceso de calcio en el medio impide que otros elementos, tales como el hierro, puedan ser absorbidos por las plantas. EI pH de un suelo puede dismuirse aplicando azufre (S) de forma que las tiobacterias del suelo lo transformen en ácido sulfúrico lentamente, como para que no haya graves desequilibrios en el suelo. Si se necesita bajar el pH con rapidez se puede añadir ácido sulfúrico o nítrico, dependiendo de las posibilidades del agricultor y de las condiciones del suelo. También se puede aplicar yeso siempre que el suelo no tenga un contenido elevado en sales o su conductividad eléctrica sea elevada (mayor de 800 dS/cm); sin embargo, la adición de yeso puede ocasionar desequilibrios en el nivel de calcio respecto a otros cationes de cambio, sobre todo en suelos calizos. Los suelos que tienen yeso y caliza a la vez tienen un pH más cercano a la neutralidad que los que sólo tienen caliza. Algunos tipos de materia orgánica acidifican el suelo; así puede ocurrir que suelos calizos, que en principio deberían ser básicos, tengan un pH ácido. La aplicación de algunos tipos de materia orgánica puede ayudar a una disminución del pH, por ejemplo, las acículas de pino. La medida del pH se puede realizar mezclando la muestra con agua o con cloruro potásico a diferentes concentraciones; esto se debe tener en cuenta si se van a comparar datos de diferentes laboratorios o del mismo en épocas diferentes, ya que los resultados obtenidos son diferentes. Los suelos en zonas agrícolas tienen normalmente valores de pH entre 4,5 y 9,5 (medidos en disolución en agua en proporción.
El pH-metro: realiza la medida del pH por un método potenciométrico. Este método se basa en el hecho de que entre dos disoluciones con distinta [H+] se establece una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial determina que cuando las dos disoluciones se ponen en contacto se produzca un flujo de H+, o en otras palabras, una corriente eléctrica. En la práctica, la medida del pH es relativa, ya que no se determina directamente la concentración de H+, sino que se compara el pH de una muestra con el de una disolución patrón de pH conocido.
Para ello se utiliza un electrodo de pH Cuando el electrod o entra en contacto con la disolución se establece un potencial a través de la membrana de vidrio que recu bre el electrodo. Este potencial varía según el pH. Para determinar el valor del pH se necesita un electrodo de referencia, cuyo potencial no varía. El electrodo de referencia puede ser externo o puede estar integrado en el electrodo de pH.
El papel indicador de pH: es aquel que está impregnado de algunas sustancias químicas que ayudan a medir ciertas concentraciones de sustancias. El papel pH es utilizado mayormente en los laboratorios, ya que de éste se obtienen tiras para que estas se sumerjan en disoluciones químicas que le darán tonalidades y colores distintas al papel dependiendo del nivel de pH que éstas contengan.
NOM-021-SENARNAT-2000 Clasificación
pH
CONDUCTIVIDAD La conductividad eléctrica es la capacidad de una solución acuosa para transportar una corriente eléctrica, que generalmente se expresa en mmhos/cm o en mSiemens/m; la NOM-021-RECNAT-2000 establece dSiemens/m a 25ºC. Una medida indirecta de la cantidad de sales que contiene un suelo, su resultado se da en milimhos/cm o dS/cm v también en micromhos/cm. Los suelos con elevadas conductividades eléctricas impiden el buen desarrollo de las plantas, ya que contienen asimismo una elevada cantidad de sales. Cada cultivo es capaz de sobrevivir en rangos algo diferentes de conductividad, dependiendo del tipo de sales que tiene el suelo se pueden dar las siguientes líneas generales: < 500 PARÁMETRO: micromhos/cm, buen desarrollo; 500-1000 micromhos/cm, aparecen problemas en algunos cultivos; > 1000 micromhos/cm, dificultades en muchos cultivos. De acuerdo con los valores de conductividad eléctrica, pH y porcentaje de sodio intercambiable, los suelos se pueden clasificar en las siguientes categorías: a) Suelos salinos. Se caracterizan porque su extracto de saturación tiene un valor de conductividad eléctrica igual o superior que 4 mmhos/cm a 25oC y la cantidad de sodio intercambiable es menor de 15%. Por lo general tienen una costra de sales blancas, que pueden ser cloruros, sulfatos y carbonatos de calcio, magnesio y sodio. b) Suelos sódicos. Presentan un color negro debido a su contenido elevado de sodio. Su porcentaje de sodio intercambiable es mayor que 15, el pH se encuentra entre 8.5 y 10.0, y la conductividad eléctrica está por debajo de 4 mmhos/cm a 25ºC. c) Suelos salino-sódicos. Poseen una conductividad eléctrica de 4 mmhos/cm a 25ºC, una concentración de sodio intercambiable de 15% y el pH es variable, comúnmente superior a 8.5 (Muñoz et al., 2000). La conductividad eléctrica se puede complementar con la determinación de Na+ o bases intercambiables (K+, Ca++, Mg++, Na+). Principalmente si los suelos fueron contaminados con aguas congénitas. NOM-021-SENARNAT-2000
DENSIDAD La densidad se define como la masa por unidad de volumen (M/V). Se puede distinguir dos tipos de densidades de acuerdo a la densidad de sus componentes sólidos y la del conjunto del suelo, incluyendo los espacios intersticiales entre los poros de los agregados del suelo. Los tipos de densidades por lo tanto serán:
a) Densidad real: Constituye la densidad de la fase sólida del suelo. Es un valor muy permanente pues la mayor parte de los minerales arcillosos presentan una densidad que está alrededor de 2.65 gramos por centímetro cúbico. Los
carbonatos presentan una densidad algo menor así como la materia orgánica, que puede llegar a valores de 0.1; debido a lo cual en horizontes muy orgánicos o carbonatados se debe reconsiderar el valor de 2.65. En el caso de los orgánicos puede calcularse aplicando los valores citados a los contenidos relativos de fracción mineral y orgánica. Se determina dividiendo el peso del suelo secado a estufa por el volumen que ocupan los sólidos.
b) Densidad aparente: Refleja la masa de una unidad de volumen de suelo seco y no perturbado, para que incluya tanto a la fase sólida como a la gaseosa englobada en ella. Para establecerla debemos tomar un volumen suficiente para que la heterogeneidad del suelo quede suficientemente representada y su efecto atenuado. PARÁMETRO: La densidad real de los suelos minerales más comunes varía de 2.500 a 2.700 kg/m³. La densidad aparente de los suelos varía según la textura y estructura entre los 1.100 y los 1.900 kg/m³.
TEXTURA DEL SUELO Una de las propiedades físicas de importancia es la textura, la cual expresa la distribución del tamaño de las partículas sólidas de las que está compu esto el suelo. Por medio de la textura de un suelo se pueden estimar ciertos atributos como su capacidad productiva, su comportamiento mecánico, capacidad de retención de agua, capacidad portante, velocidad de infiltración, densidad aparente, capacidad de usos contrastándola con la profundidad y pendiente, etc. La textura del suelo es la proporción relativa por tamaños de partículas de arena, limo y arcilla; las cuales al combinarse permiten categorizar al suelo en una de las 12 clases texturales. La determinación de la distribución de las partículas de diferentes tamaños en los suelos se llama análisis mecánico. Existen varias técnicas para determinar el porcentaje de distribución de las partículas según su tamaño, pero la mayor parte de ellas suponen la completa dispersión de las partículas en agua (por lo general conteniendo un detergente), Unidad 2 Las Propiedades Físico-Químicas y Biológicas del Suelo 45 Si no se puede hacer, la muestra tiene más del 80% de arena, no es plástica ni se pega cuando está húmeda. La muestra tiene entre 65 y 80 % de arena. Si el anillo se agrieta, la muestra tiene entre un 40 y un 65% de arena. separación en categorías por tamaños y cálculos de los porcentajes de cada
categoría según su peso. Estos métodos se basan en el principio de las partículas suspendidas en el agua tienden a sedimentarse en relación con su tamaño. Las fracciones de arena se sedimentan muy rápidamente y se separan en grupos arbitrarios por medio del cernido. Los métodos del hidrómetro y de la pipeta, son los más ampliamente utilizados para determinar las fracciones de limo y arcilla. El método del hidrómetro es de gran utilidad en los trabajos sobre suelos forestales porque es relativamente rápido y requiere un mínimo de equipo, además de ser razonablemente exacto.
El método de la pipeta es un procedimiento de muestreo directo que consiste en tomar una submuestra (alícuota) de una suspensión de suelo en agua, donde se está llevando a cabo un proceso de sedimentación, determinando el tipo de partícula en función de su velocidad de sedimentación. La submuestra es tomada a una profundidad h y a un tiempo t, en el que todas las partículas con diámetro mayor o igual que 0.002 mm han sedimentado, teniéndose en las alícuotas únicamente partículas pertenecientes a la fracción arcillosa. El método se basa en la Ley de Stokes.
COLOR: La determinación de color se basa en el igualamiento del color observado en el suelo tanto en seco como en húmedo respecto al color registrado en las tarjetas de color, ubicadas en cada una de las tablas de Munsell, donde se manejan los parámetros matiz (hue),brillo (value),e intensidad (hroma). PARÁMETRO: Tablas de Munsell. Fundamento: La Temperatura del Suelo es fácil de medir y los datos recogidos son muy útiles para los científicos y para el alumnado. La temperatura del suelo afecta al clima, al crecimiento de las plantas, al momento en que aparecen los brotes o se cae la hoja, a la velocidad de descomposición de los desechos orgánicos y a otros procesos químicos, físicos y biológicos que suceden en el suelo. Las mediciones de temperatura del suelo no requieren un equipo caro. Se puede plantear la compra de un termómetro de mercurio o de suelo. Los termómetros de suelo se pueden romper si se fuerzan al introducirlos en el suelo. Es conveniente hacer primero agujeros con algo resistente, como un clavo, para que la tierra esté más blanda
Rango:Para la producción de cultivos:10-30°C
PODER RENTENTIVO DEL AGUA: La retención de la humedad depende de la cantidad que se pierda y la velocidad con que se mueva el agua en el suelo. La textura, el contenido de materia orgánica y la estructura afectan el movimiento y la retención de la humedad en los suelos. La humedad retenida se pierde principalmente por la evapotranspiración. Es así, que la velocidad con que se pierde el agua depende de la temperatura y de la cubierta vegetal, una variación de una u otra repercutirá en la perdida de humedad. Sin embargo, solo una parte del agua capilar retenida por el suelo e stará disponible para las plantas, las mismas que se marchitarán y morirán al terminarse la humedad disponible. El poder retentivo de un suelo es la cantidad de agua que puede retener éste, después de perder el agua de gravitación.
RANGO: Max. 50% HUMEDAD: El agua es esencial para todos los seres vivos porque en forma molecular participa en varias reacciones metabólicas celulares, actúa como un solvente y portador de nutrimentos desde el suelo hasta las plantas y dentro de ellas. Además, intemperiza las rocas y los minerales, ioniza los macro y micronutrientes que las plantas toman del suelo, y permite que la materia orgánica sea fácilmente biodegradable. El contenido de agua en el suelo puede ser benéfico, pero en algunos casos también perjudicial. El exceso de agua en los suelos favorece la lixiviación de sales y de algunos otros compuestos; por lo tanto, el agua es un regulador importante de las actividades físicas, químicas y biológicas en el suelo (Topp, 1993). Aunque es recomendable determinar la humedad a la capacidad de campo de los suelos, es decir, la cantidad de humedad que un suelo retiene contra la gravedad, cuando se deja drenar libremente; en algunas ocasiones, cuando se trata de suelos contaminados, por ejemplo con hidrocarburos del petróleo, es difícil llevar a cabo esta medición por la dificultad de rehidratar suelos secos con estas características. Por lo que la medición de humedad se realiza sólo en función del porcentaje de agua que retiene este tipo de suelos. RANGO: Contenido de humedad: 5 a 50 %
ANÁLISIS QUÍMICOS MATERIA ORGÁNICA: La materia orgánica (M. O.) se expresa en porcentaje. Se refiere a la cantidad de restos orgánicos que se encuentran alterados y que por lo tanto pueden dar lugar a aumcntar cl contenido en nutrientes del suelo. La materia orgánica tiene una elevada capacidad de intercambio catiónico, esto es una gran capacidad para retener cationes en el suelo. Además, favorece la microestructura del suelo sicndo un elemento muy positivo en la lucha contra la erosión de los suelos. Y en general favorece también el desarrollo de microfauna edáfica. Todos estos factores hacen que este pará- metro sea muy útil para conocer de forma indirecta la fertilidad de un suelo determinado. La materia orgánica de los suelos es el producto de la descomposición química de las excreciones de animales y microorganismos, de residuos de plantas o de la degradación de cualquiera de ellos tras su muerte. En general, la materia orgánica se clasifica en compuestos húmicos y no húmicos. En los segundos pe rsiste todavía la composición química e incluso la estructura física de los tejidos animales o vegetales originales. Los organismos del suelo descomponen este tipo de sustancias orgánicas dejando solamente residuos dificilmente atacables, como algunos aceites, grasas, ceras y ligninas procedentes de las plantas superiores de origen. El resto son transformados por parte de los microorganismos, reteniendo una parte como componentes propios (polisacáridos , por ejemplo). El producto de tal transformación es una mezcla compleja de sustancias coloidales y amorfas de color negro o marrón oscuro denominado genéricamente humus (Brady, 1984). El humus constituye aproximadamente entre el 65 y el 75 % de la materia orgán ica de los suelos minerales. Los suelos minerales son los de un contenido de materia orgánica menor del 20 %, ocupando el 95 % de la superficie terrrestre mundial. Los suelos con un mayor contenido en materia orgánica se denominan suelos orgánicos. El contenido medio aproximado de materia orgánica en los suelos de labor oscila entre el 1 y el 6 %. La consecuencia radiométrica de mayor interés debido al contenido en materia orgánica es la pérdida de reflectancia del suelo en el espectro visible, que se manifiesta en un oscurecimiento característico de este tipo de suelos. Así, por ejemplo, los suelos desarrollados en condiciones de pradera semiárida suelen presentar altos contenido en materia orgánica, razón por la cual ofrecen una pigmentación muy oscura. En regiones templadas y húmedas la pigmentación es menos acusada y muy poco aparente en los suelos de las regiones tropicales y subtropicales (Brady, 1984). La determinación de materia orgánica del suelo se evalúa a través del contenido de carbono orgánico con el método de Walkley y Black.
Este método se basa en la oxidación del carbono orgánico del suelo por medio de una disolución de dicromato de potasio y el calor de reacción que se genera al mezclarla con ácido sulfúrico concentrado. Tanto el C, que se encuentra en distintos niveles de oxidación dentro de la MO del suelo, como el O e H constitutivos de la misma, pueden reaccionar con el dicromato en diferente sentido y proporciones. Pero experimentalmente se determinó una relación proporcional entre la cantidad de CO2 desprendido en la oxidación por vía húmeda y la cantidad de ácido crómico reducido, sugiriéndose una compensación de las reacciones del H y O orgánicos. Por ello se asume que, cada átomo de carbono es oxidado desde un estado de oxidación 0 a un nivel +4, reflejando de esta manera todo el intercambio de electrones en la reacción.
En resumen, la aceptación de que el C se encuentra en la materia orgánica del suelo en un estado de oxidación “0” es básicamente empírica, con poco
sustento estequiométrico. Después de un cierto tiempo de espera la mezcla se diluye, se adiciona ácido fosfórico para evitar interferencias de Fe3+ y el dicromato de potasio residual es valorado con sulfato ferroso. Con este procedimiento se detecta entre un 70 y 84% del carbón orgánico total por lo que es necesario introducir un factor de corrección, el cual puede variar entre suelo y suelo. En los suelos de México se recomienda utilizar el factor 1.298 (1/0.77).
RANGO: Los valores de referencia para clasificar la concentración de la materia orgánica en los suelos minerales y volcánicos se presenta en el cuadro siguiente:
ACIDEZ: La acidez del suelo se origina por la presencia de iones como el aluminio e hidrógeno que contribuyen a reducir el pH, afectando tanto las características químicas como biológicas del suelo, reduciendo el crecimiento de las plantas y causando la disminución de la disponibilidad de algunos nutrimentos como Ca, Mg, P y K. Esto a su vez favorece la acumulación de elementos tóxicos para las plantas como el Al y el Mn. Esta condición de suelo se genera por múltiples causas, desde la génes is del suelo hasta el manejo que se le de al mismo. La meteorización intensiva que a través de millones de años se ve sometido el suelo, y los procesos de pérdida de bases por lixiviación o por extracción de cultivos, se consideran como cau sas principales de la acidez de los suelos en regiones tropicales (Molina, 1998). Otro proceso involucrado, la hidrólisis del Al3+ , es causante de producir grandes cantidades de iones H+ en el sistema suelo, generando condiciones ácidas perjudiciales para el sistema radical Mide la actividad de los iones H+ (pH). En la cual los H+ actúan directamente sobre el sistema radicular y en la dinámica de los elementos nutritivos en los suelos. Acidez titulable: es la cantidad de base o álcali necesaria para titular un suelo hasta llegar a un determinado valor de pH.
Rangos: En CaCO3 Media: 0.3 – 1 Optimo: < 0.3 Alto: > 1
ACIDEZ INTERCAMBIABLE: El sistema radical de las plantas constituye el mecanismo de absorción de agua y minerales presentes en el suelo por parte de las plantas; sus características están condicionadas por la genética de la especie, pero también por las condiciones edáficas, tanto físicas como químicas (Salisbury y Ross, 1999). El crecimiento de las raíces se ve favorecido generalmente en condiciones ligeramente ácidas, pH de 5,5 a 6,5 (Taiz y Zeiger, 2002). Sin embargo, la acidez en el suelo afecta el crecimiento de las raíces y disminuye en forma indirecta la capacidad de la planta para absorber agua. Estas condiciones tienen una relación entre el contenido de Ca y Al intercambiable, donde incrementos en el contenido de Ca y una reducción del Al intercambiable desarrollan mejores condiciones para el crecimiento del sistema radical (Kamprath, 1984; Alvarado et al., 2010). El Al está muy asociado con problemas de acidez en el suelo, se considera como uno de los principales agentes involucrados en la reducción del crecimiento de las plantas, debido al efecto
fitotóxico en ciertas especies que son poco tolerantes a dicho elemento (Brown et al., 2008). Este elemento es abundante en los suelos con condiciones tropicales, debido a la mineralogía de arcillas caoliníticas (1:1) y sesquióxidos de Fe y Al que se presentan en estos suelos (Salas et al., 2002), los que generalmente poseen un pH bajo, lo cual potencializa la toxicidad del A
Acidez intercambiable: El valor de CIC y de Cuando existe una diferencia entre Bases totales, la misma está dada H+ Al+++,básicamente por el y el a estos iones se les llama en conjunto acidez intercambiable. El término pH define la relativa condición básica o ácida de una substancia. La escala del pH cubre un rango de 0 a 14. Un valor de pH+ de 7.0 es neutro. Los valores por debajo de 7.0 son ácidos. Aquellos que están sobre 7.0 son básicos. Cuando un suelo se satura con H+ actúa como un ácido débil. Mientras mayor sea el H+ retenido por el complejo de intercambio, mayor será la acidez del suelo. El aluminio (Al) también actúa como un agente acidificante y activa el H+. El pH del suelo mide la actividad de los iones H+ y se expresa en términos logarítmicos. El significado práctico de la expresión logarítmica del pH es que cada cambio de una unidad en pH representa un cambio de una magnitud 10 veces mayor en la acidez o alcalinidad del suelo. Así, por ejemplo, un suelo con pH de 6.0 tiene 10 veces más actividad de iones H+ que uno de pH 7.0. La necesidad de cal se incrementa rápidamente a medida que el pH del suelo se reduce. En el pH del suelo tienen influencia varios factores, entre los que se incluyen: material de origen y profundidad del suelo, precipitación, inundación, vegetación natural, cultivos sembrados y fertilización nitrogenada. En los suelos rojos tropicales los minerales arcillosos son estables hasta un pH tan bajo como 5.0. El Al y el Fe se encuentran atrapados dentro de las estructuras de las arcillas; se tornan tóxicos para la planta, solamente cuando la caolinita y los óxidos e hidróxidos se disuelven; es decir, cuando el pH llega a un rango entre 5.0 y 5.3, liberando Al a la solución del suelo. En estos casos la toxicidad del Al puede corregirse si se en cala el suelo hasta llegar a un pH de 5.5 a 6.0, lo cual logra la precipitación del Al tóxico como hidróxido de aluminio Al(OH)3, y causa al mismo tiempo un incremento apreciable en la CIC (suelos de carga variable). La toxicidad del Al es probablemente el factor que más limita el crecimiento de las plantas en suelos fuertemente ácidos (pH menor que 5.5 en la mayoría de los suelos). El H+ solamente es tóxico a un pH menor que 4.2. Como se mencionó anteriormente, el pH del suelo es una expresión de la actividad del H+. La principal fuente de H+ en la mayoría de los suelos de pH menor que 5.5 es la reacción de Al con el agua, como se demuestra en la siguiente ecuación: Esta reacción libera H+ (acidifica) y a su vez incrementa la cantidad de Al+3 listo para reaccionar nuevamente. A medida que los iones básicos como Ca+2, Mg+2 y K+ son removidos por la absorción de las plantas o se pierden por lixiviación, pueden ser reemplazados por Al+3. Este proceso incrementa la actividad de H+ y
por lo tanto reduce el pH del suelo en forma constante. El pH influye en la actividad microbiana del suelo. Las bacterias se desarrollan mejor en pH neutro y los hongos filamentosos en pH ácidos; así, la degradación de hidrocarburos es mejor en condiciones de pH neutro y alcalino que en pH ácidos (Maier et al., 1999). Metodología para la determinación de la acidez intercambiable por el método de Barnhisel y Bertsch que utiliza cloruro de potasio. Además de las bases (Ca, Mg, Na y K) también hay una cantidad de acidez que puede ser desplazada del complejo intercambiable del suelo. La cantidad de esta acidez está en función del pH y de la capacidad de intercambio catiónico del suelo. En la mayoría de los suelos esta acidez está compuesta por el H+, el Al3+ y los ácidos orgánicos. La determinación de la acidez intercambiable se basa en el uso de una sal neutra como el Cloruro de Potasio (KCl) con un ión desplazante (K+) el cual provoca que los iones ácidos (Aluminio (Al+) e Hidronios (H+))pasen a la solución. Esta acidez es luego titulada con una solución básica, de modo que la cantidad de acidez será igual a la cantidad de base usada entre los puntos de neutralización con fenolftaleína. Para determinar la cantidad de acidez que corresponde al Aluminio, se procede a realizar una retrotitulación con una solución ácida. En este caso, se añade Fluoruro de Potasio (KF) al 4 % para disolver los hidróxidos de aluminio (Al(OH)3) formados previamente, los cuales, luego de la reacción, liberan iones hidroxilo (OH) al medio que son titulados con ácido clorhídrico (HCl).
RANGO:
CLORUROS El Cloro (Cl) es un micronutrimento esencial para las plantas. En el sistema sueloplanta se encuentra como anión cloruro (Cl -). En la actualidad existe mucha controversia sobre el tema del cloro acerca de que e s perjudicial en suelos y plantas, particularmente la adición de cloro al suelo con el fertilizante cloruro de potasio. Lo cierto es que el cloruro de potasio es una fuente confiable para aportar potasio, pero siempre se deben tener en cuenta las dosis utilizadas y la calidad del agua que se usará para el riego. Debe aclararse que en el sistema suelo-planta no pueden existir
formas tóxicas de este elemento como el gas cloro, hipoclorito, ácido clorhídrico, etc.; la única forma es como Cl -. La determinación de cloruros se realiza por el método argentometrico, se basa en una valoración con nitrato de plata utilizando como indicador cromato de pota sio. La plata reacciona con los cloruros para formar un precipitado de cloruro de plata de color blanco. En las inmediaciones del punto de equivalencia al agotarse el ión cloruro, empieza la precipitación del cromato. La formación de cromato de plata puede identificarse por el cambio de color de la disolución a anaranjado-rojizo así como en la forma del precipitado. En este momento se da por terminada la valoración. Esta técnica esta basada en el método de Mohr:
La valoración se hace con solución patrón de AgNO3. El indicador es el ion cromato CrO4 =, que comunica a la solución en el punto inicial una coloración amarilla y forma en el punto final un precipitado rojo ladrillo de cromato de plata,Ag2CrO4. Las reacciones que ocurren en la determinación de iones cloruro son:
Para el caso de determinación de un anión, se acidula con HNO3, se agrega un exceso de solución tipo de AgNO3 para precipitar el anión y se valora por retroceso el exceso de Ag+,con solución patrón de tiocianato de potasio; el indicador es el Fe+3 , que proporciona color rojo a la solución. Las reacciones que ocurren en la determinación de iones cloruro son:
Rango: Rango de calidad < 100mg/L Cl-
FIERRO: El hierro está presente en la biosfera en dos estados de oxidación, Fe+2 y Fe+3, los cuales son termodinámicamente estables bajo condiciones anóxicas y óxicas, respectivamente. El Fe+3 se encuentra en una amplia variedad de formas químicas, como minerales altamente cristalinos: magnetita (Fe3O4), geotita (FeOOH), hematita (Fe2O3), vivianita (Fe3(PO4)2 . 8H2O) o ferrihidrita (Fe(OH)3), y mine rales con poca o ninguna estructura cristalina: oxihidróxidos amorfos (Hacher et al., 2001). Las bacterias reducen preferentemente los oxihidróxidos amorfos de Fe+3 (Lovley y Phillips, 1987). El método más comúnmente utilizado para medir la concentración de estos compuestos amorfos de Fe+3 en suelos y sedimentos es la técnica de extracción con oxalato ácido de amonio. Sin embargo este método puede catalizar la disolución de las formas cristalinas que no son biodisponibles para las bacterias reductoras de Fe, y no distingue entre la fracción cristalina y la amorfa. Un método más selectivo para la extracción de los oxihidróxidos a morfos de Fe+3 es la técnica de extracción con hidroxilamina hidroclorada (Lovley y Phillips, 1987; ByongHun et al., 2001). La prueba se basa en la extracción de Fe+2 y Fe+3 en muestras de suelo con una solución ácida, y la medición indirecta de los iones Fe+2, mediante la cuantificación del complejo colorido formado por Fe+2 con ofenantrolina, que absorbe a 510 nm. Fe (II) + 3 [(o-fenantrolina)H+] [Fe(ofenantrolina)3]2+ + 3H+. Para determinar la concentración de Fe+3, inicialmente el Fe+3 extraído debe ser reducido a Fe+2 con hidroxilamina hidroclorada, que puede ser cuantificado como Fe+2 con o-fenantrolina. El límite de detección de la técnica va de 1 a 50 ppm de Fe+2, y en caso de tener extractos más concentrados se recomienda hacer las diluciones necesarias para obtener mediciones de absorbancia entre 0.1 y 0.8.
Rango: Fe mg/L
Bajo < 5 Medio 5 – 10 Óptimo 10 – 50 Alto > 50
SULFATO: El sulfato es la principal forma inorgánica de azufre en la mayoría de los suelos, aunque pueden estar presentes las formas elementales y en sulfuro bajo condiciones predominantemente anaerobias. Otras formas oxidadas como tiosulfatos, tetrationato o sulfito también pueden estar presentes en el suelo, pero sólo como intermediarios durante la oxidación o reducción del sulfuro. Los sulfatos pueden estar presentes en formas solubles, adsorbidos en la superficie del suelo o
como sales insolubles (yeso o asociados con carbonato de calcio). Teóricame nte el sulfato biodisponible en fertilidad de suelos es el adsorbido y el soluble, mientras que el insoluble no se considera directamente disponible Diferentes soluciones extractoras se han empleado en las determinaciones de sulfato en suelo, entre ellos se reportan el agua, acetatos, carbonatos, cloruros, fosfatos, citratos y oxalatos. Para cuantificar sólo el sulfato soluble, la elección teórica es el agua; sin embargo, comúnmente se emplea una solución salina débil en bajas concentraciones, como el cloruro de calcio para flocular el suelo y para poder disminuir materia orgánica coloreada; o el cloruro de litio que presenta el efecto bené- fico adicional de inhibir la actividad microbiana. Para recuperar todo el sulfato adsorbido se recomienda una alta relación extractante: suelo, e incrementar el pH por arriba de 6.5 para neutralizar las cargas positivas que establecen la adsorción del sulfato al suelo, y a su vez evitar una extracción ácida de porciones de yeso o sulfato asociado a carbonatos. Sin embargo, a pH altos también se extrae materia orgánica coloreada (Kowalenko, 1993). Se han de sarrollado varios métodos para la cuantificación de iones: turbidimétricos, volumétricos, gravimétricos o colorimétricos después de precipitar al sulfato como sulfato de bario o después de la reducción ácida a sulfuro. El ¡ón sulfato tiende a precipitar en forma coloidal en un medio ácido acético con cloruro de bario, formando cristales de BaS04 de tamaño uniforme; esta tendencia se incrementa con la presencia de cloruros. La turbidez de la solución se mide en un espectrofotómetro a 420 nm. SO4 + BaCl2 + H20
BaSO4
+ Cl2- + H20
El ión sulfato SO42- precipita, en un medio de ácido acético, con ión Ba2+de modo que forma cristales de sulfato de bario BaSO4 de tamaño uniforme, los que deben mantenerse en suspensión homogénea durante un periodo de tiempo que resulte suficiente para medir la absorbancia que la misma produzca. el contenido de SO 4de cada muestra se obtiene a partir de la curva de calibrado previamente obtenida. En esta técnica interfieren fundamentalmente el color y la turbidez. Esta puede eliminarse por filtración o centrifugación. La interferencia del color puede soslayarse utilizando la muestra coloreada como testigo, a la que o se le agrega reactivo de la disolución precipitante de bario, o empleando como instrumento de medida un nefelómetro de doble posición de cubeta, con lo que elimina la influencia del color. Otra interferencia es la materia suspendida en gran cantidad. Parte de la materia en suspensión puede ser eliminada por filtración.
Rango: 4.1 - 105.1 mg/L de SO4
DUREZA DEL CALCIO Y MAGNESIO En esta práctica, seguiremos un procedimiento habitual para la determinación de la dureza del suelo mediante valoración con EDTA a pH 10 (controlado por un tampón de cloruro amónico/amoniaco) y con negro de eriocromo T como indicador (ver más abajo). Las reacciones de complejación con sus correspondientes constantes aparentes de equilibrio son:
ya que a pH 10 la especie del EDTA que predomina es el HY3− (ver figura 2). El pH
no debe ser mucho más elevado de 10, ya que se produciría la precipitación de hidróxidos de los metales que se quieren valorar1 y la reacción con el EDTA sería muy lenta. El magnesio, que de todos los cationes comunes multivalentes en muestras típicas de suelo es el que forma el complejo menos estable con el EDTA, no se valora hasta que se ha añadido cantidad suficiente de reactivo para complejar los demás cationes de la muestra. El punto de equivalencia en una valoración complexométrica se puede determinar mediante la adición de un indicador a la muestra que se compleje más débilmente que el EDTA con los cationes que se quieren valorar y que presente un cambio de color al romperse dicho complejo en presencia del EDTA. En la presente práctica utilizaremos como indicador negro de eriocromo T, un ácido débil cuyo color depende del pH de la disolución. Su comportamiento como ácido débil se puede describir a partir de las ecuaciones: El H2In− es rojo (pH < 6), el HIn2− es azul (pH 6 a 12) y el In3− es amarillo anaranjado
(pH>12). Cuando se adiciona una pequeña cantidad del indicador negro de eriocromo T a la disolución de la muestra, ésta reac ciona con ambos cationes dando
productos de los cuales el más estable es el que origina el Mg2+ que da un color rojo vino: ya que a pH 10 la especie del indicador que predomina es el HIn2− . El EDT A se asocia antes con el Ca2+, destruyendo el complejo CaIn− . Finalmente, el EDTA se
asocia con el Mg2+. La detección del punto final se realiza empleando la siguiente reacción indicadora: Con el fin de evitar la formación de carbonatos insolubles que retirarían cationes de la disolución, impidiendo su detección, las muestras se pueden hervir en medio ácido para eliminar los aniones carbonato en forma de CO2:
La concentración individual de calcio y magnesio (durezas específicas) se pueden determinar mediante eliminación por precipitación de uno de los dos cationes.
RANGO:
Relación calcio/magnesio: Ca/Mg= 5 REFERENCIAS: 1) Especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudio, muestreo y análisis. Norma Oficial mexicana-NOM-021-RECNAT-20002002-Diario oficial de la federación.31 de diciembre del 2002. 2) Guy,S.(2011).Guía de interpretación de análisis de suelos.Marzo 5,2017 de Smart fertilizer.sitio web: http://www.smart-fertilizer.com/es/articles/soil-testinterpretation 3) Garrido S. (2003).Interpretación de análisis de suelo.España.Secretaría general de estructura agraria. 4) Román C. (2017) Requerimientos de Clima y Suelo para el Cultivo. Marzo 04, 2018. Intagri. SITIO WEB: https://www.intagri.com/articulos/hortalizas/requerimientos-de-clima-y-suelopara-el-cultivo
5) Autor desconocido (2015) Color . Marzo 04, 2018. ujaen. SITIO WEB: http://www.ujaen.es/huesped/pidoceps/telav/fundespec/color.htm 6) Sauri Garcia J. (2008) Diagnostico y fertilidad de suelos - Trabajo de analisis de un suelo. Marzo 04, 2018. Blogspot. SITIO WEB: http://agricolasonline.blogspot.mx/2008/11/diagnostico-y-fertilidad-desuelos.html 7) Autor desconocido (2014) Determinación de la humedad del suelo. Marzo 04, 2018. mtc. SITIO WEB: http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.4.htm 8) Hernández A. (2014) TAMAÑO ABSOLUTO DE GRANO Marzo 04, 2018. Petroignea. SITIO WEB: https://petroignea.wordpress.com/esta-es-lasegunda-pagina/texturas-en-rocas-plutonicas/texturas-que-definen-el-tipode-roca-ignea/tamanos-de-grano/ 9) Autor desconocido. (2008) Cloruros Marzo 04, 2018. Biblioteca digital. WEB: http://bibliotecadigital.sag.gob.cl/documentos/medio_ambiente/criterios_calidad_suelos_ag uas_agricolas/pdf_aguas/anexo_A/cloruro.pdf 10) Vázquez I. (2013) El Magnesio en el Suelo y su Efecto en las Raíces. Marzo 04, 2018. Intagri. WEB: https://www.intagri.com/articulos/suelos/elmagnesio-en-el-suelo-y-su-efecto-en-las-raices
