UNIVESIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE: INGENIERÍA CIVIL
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE USO MAYOR M AYOR DE SUELOS EN LA LOCALIDAD DE PALIAN-HUANCAYOJUNÍN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN INTEGRANTE:
1. ZUÑIGA ESPINOZA Elmer Joseph
HUANCAYO – PERÚ 2017
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DEDICATORIA Este trabajo va dedicado a nuestros padres quienes nos apoyan económicamente y moralmente, para culminar nuestros estudios universitarios satisfactoriamente.
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DEDICATORIA Este trabajo va dedicado a nuestros padres quienes nos apoyan económicamente y moralmente, para culminar nuestros estudios universitarios satisfactoriamente.
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INDICE DE CONTENIDO Contenido .................................................................................................................................ii .............................................................ii DEDICATORIA .................................................................... ............................................................................................................... ..................................................iii INDICE DE CONTENIDO............................................................. .............................................................................................................................. .............................................................v INTRODUCCIÓN ................................................................. ..................................................................................................................................... 6 CAPITULO I ..................................................................................................................................... ......................................................................................................................... 6 GENERALIDADES .........................................................................................................................
1.1
Observación de la problemática de estudio ................................................................ 6
1.1.1
Descripción de las características del problema ................................................ 6
1.1.2
Preguntas para formulación el problema ............................................. ............................................................. ................ 6
1.2
..................................................................................... ............. 7 Importancia de la investigación ........................................................................
................................................................................................................................... 8 CAPITULO II .................................................................................................................................... ............................................................................... ...................................... 8 PLANIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN .........................................
2.1
Recolección de datos y procesamiento ....................................................................... 8
2.1.1
........................................................................................................................ 8 Fases .........................................................................................................................
2.1.2
Diseño de investigación. ....................................................................................... ...................................................................................... 11
2.2
Búsqueda de Información ............................................................................................ 11
2.2.2
Estrategia de recolección .......................................................................... ..................................................................................... ........... 11
Internet ...................................................................................................................... .................................................................................................................................... .............. 11 2.2.3 2.3
Técnicas e instrumentos de recolección ................................... ............................................................ ......................... 11
Tabulación y análisis de la Información ..................................................................... 11
2.3.2
Análisis ........................................................................................... .................................................................................................................... ......................... 11
................................................................................................................................ 22 CAPITULO III ................................................................................................................................. ....................................................................................................................... ........................................................... 22 MARCO TEÓRICO ............................................................
3.1
Antecedentes ................................................................................................................. 22
3.2
............................................................................................................... 29 Bases teóricas ................................................................................................................
3.2.5
Construcción de un mapa conceptual del tema ................................................ 53
....................................................................................................................................... ................................................................. ................................................................................. ........... 53
3.3
Glosario de términos básicos .................................................................................. 54
................................................................................................................................ .......................................................... 56 CAPITULO IV ......................................................................
iii
PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ....................................................................................... 56 4.1
Ordenamiento y organización de la información ...................................................... 56
4.1.1
Resultado principal de la investigación .............................................................. 56
4.1.2
Resultado secundario de la investigación ......................................................... 63
4.1.3
Resultado de las técnicas utilizadas ................................................................... 63
4.2
Discusión de resultados ............................................................................................... 63
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 66 RECOMENDACIONES ................................................................................................................ 67 ANEXOS ......................................................................................................................................... 71
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INTRODUCCIÓN El conocimiento de los recursos naturales de forma general, tales como su ubicación, sus características, propiedades y su capacidad de producción o generación de alguna materia prima, es considerado como uno de los prerrequisitos para encarar una planificación eficiente que conduzca al desarrollo económico y sobre todo armónico en un medio hostil en el que vivimos ahora. Uno de los recursos naturales más importantes a nivel planetario es el suelo. poseer conocimiento acerca de esta materia tan importante las obtenemos a través de muestreos que indiquen las variedades o clases de suelos que podrían usarse para determinar los cultivos que pueden desarrollarse o producirse con gran éxito. Estos levantamientos suministran la información básica necesaria para los planes reguladores del uso de la tierra, de urbanización, carreteras, etc. Aunque es de mucha importancia realizar una base de datos de los suelos, esta información sólo es de utilidad en función de las condiciones sociales, económicas, tecnológicas y de otros recursos físicos. El conocimiento sobre los suelos, sobre todo sus características químicas, físicas y biológicas hacen su mayor contribución a un desarrollo económico, armónico y ordenado cuando se basa en la coordinación de los recursos físicos y humanos, proyectados en las diferentes etapas de todos los sectores de la economía. Poseer una información edafológica o estudios de uso mayor de suelos hace posible no solamente una selección sabia de los cultivos, la adaptación de prácticas de manejo de acuerdo con las condiciones físico-químicas del suelo y otras aplicaciones agrícolas, sino que además contribuye a lograr una mayor planificación del desarrollo económico en general.
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CAPITULO I GENERALIDADES 1.1
Observación de la problemática de estudio Se presenta que en el Perú a lo largo de todo el proceso de crecimiento que ha tenido refiriéndonos en cuanto es la zona agrícola, el suelo ha sufrido cambios y transformaciones los cuales a su vez han tenido mucho que ver con la siembra. El suelo es el responsable y determinante del éxito del producto que se cosecha. En la ciudad de Huancayo se ve una gran acogida de estos suelos los cuales nos proporcionan alimento. Pero tenemos que cada suelo en cada lugar es distinto, es así que de ahí nace nuestra problemática de estudio que es determinar qué características específicas tiene un suelo en el que se trabajó por mucho tiempo la cosecha de papa y que ahora está descansado. 1.1.1 Descripción de las características del problema El Suelo en estudio se ubica en Palian distrito de la ciudad de Huancayo, el cual por fuentes sabemos que por muchos años se trabajó el cultivo de papa y que por el crecimiento en esa zona ahora se encuentra descansado desde hace pocos años. Sabemos también que se practicaba el monocultivo, es decir, teníamos un ecosistema limitado. Por lo tanto, queremos saber cuáles eran las características específicas de un suelo que hace mucho se dedicó al monocultivo y que ahora se encuentra descansando. 1.1.2 Preguntas para formulación el problema A)
Preguntas abiertas
¿Qué opinas sobre el estudio de la capacidad de uso de los suelos? ¿Por qué crees que se debe realizar un estudio de capacidad de uso de suelos? ¿Qué otros factores crees que se debe considerar en el estudio de capacidad de uso de los suelos?
B)
Preguntas de investigación
¿Cuáles son los análisis de laboratorio del suelo en estudio? c)
Preguntas de comprobación 6
¿El estudio de la capacidad de uso de suelos tiene que ver con saber las necesidades de ese suelo en estudio para su uso? ¿Las características físicas, químicas y biológicas del suelo en estudio útiles para el cultivo? 1.2
Importancia de la investigación Conocer y saber más del suelo que tenemos nos amplía el conocimiento limitado que por ahora se tiene de aquella zona, es cierto que ha crecido pero también aún se tiene algunos cultivos los cuales probablemente en referencia al estudio que hagamos podemos predecir de alguna manera como dentro unos años estos podrían reaccionar, A su vez podemos ayudar aquellas personas que estén interesadas en volver a cultivar y a las que ya se encuentran dando referencia el estudio confiable que realizaremos .
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CAPITULO II PLANIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 2.1
Recolección de datos y procesamiento 2.1.1 Fases A) Fase de trabajo de campo Nuestra salida de campo empezó a las 9:30am rumbo al anexo de el cual deberíamos de realizar el trabajo necesario primero:
palian. En
Cada muestra de suelo debe representar una determinada área limitada en el campo, por ello se tiene que realizar una inspección previa antes de empezar con el muestreo; posteriormente se procede a seleccionar los espacios del cual se extraerán las muestras, el cual debe ser limpiado previamente; dentro del área seleccionada y limpiada se procede a cavar, por lo general se recomienda realizar a una profundidad de 30 cm con la pala para así poder tomar la muestra (Si en el área seleccionada se presenta raíces, piedras e insectos se pone al costado del agujero); luego se procede a cavar todas dichas áreas previamente seleccionadas(durante la toma de las muestras se debe tomar todas las precauciones para que esta no se contamine y así evitar resultados erróneos); Las muestras adquiridas cerca de las viviendas o lugares quemados son objeto de un resultado totalmente equivocado. Se procede a juntar y mezclar todas las muestras adquiridas, realizar el cuarteo y de cada una de las divisiones realizadas se toma una cierta cantidad de la muestra y se va colocando en una bolsa limpia y seca. Ya terminado con el llenado; la muestra tendrá que secar bien ya que la muestra tomada está húmeda, por último, se procede a sellar la bolsa, realizar el etiquetado y llevarlo al laboratorio para realizar todos los estudios planteados.
B) Fase de trabajo de Laboratorio A. Preparación de la muestra La muestra adquirida en el campo fue llevada al laboratorio para realizar la preparación indicada para sus posteriores análisis necesarios; esto se debe realizar evitando en lo posible el contacto directo con la muestra. B. Procesamiento de la muestra adquirida El procesamiento de datos consta de diversas propiedades del suelo como son:
propiedades físicas de la muestra 8
determinación de la textura
Es la composición granulométrica de las partículas en el suelo: una fracción gruesa cuyo diámetro es mayor que 2 mm (canto y grava) y una fracción fina cuyo diámetro es menor que 2 mm (arena, limo y arcilla). La fracción gruesa se compone de rocas ígneas o sedimentarias que han sufrido un proceso de meteorización incompleto mientras que la fracción fina se compone de partículas cuya meteorización ya está completa. (Porta et al., 2003). La determinación de la textura solo considera la fracción fina y se realiza por ubicación de los porcentajes de arena, limo, y arcilla. determinación de la densidad aparente
Es la relación entre la masa de suelo seco a 105 °C y el volumen que ocupa considerando los espacios porosos. A mayor porosidad, la densidad aparente disminuye y viceversa. Por lo general, varía entre 1 y 2 g/cm3 y aumenta con la profundidad. Es un indicador directo de la estructura del suelo y su grado de compactación. (Zavaleta, 1992) determinación de la capacidad de campo
Es la capacidad que el suelo presenta para retener el agua, y en esto es importante la textura del suelo. propiedades químicas del suelo
determinación de la conductividad eléctrica y salinidad La conductividad eléctrica (CE) es la capacidad de los iones de la solución suelo de conducir la electricidad. Los iones en solución son los que están disponibles o son asimilables para las plantas. En esta solución se pueden encontrar distintos metales, aniones y coloides; estos últimos debido a las propiedades eléctricas de las arcillas, las cuales presentan interacciones electrostáticas en la superficie. Un suelo salino posee una conductividad eléctrica mayor a 4 dos/m en la pasta saturada y mayor a 2 dos/m en el extracto de saturación. (Cobertera, 1993; Zavaleta, 1992; Hazelton y Murphy, 2007) La salinización de los suelos es un tipo de degradación por incremento de la concentración de las sales debido a factores como: excesiva evaporación de agua en zonas áridas (propios de ambientes costeros), lixiviación de minerales por exceso de 9
lavado, aumento del nivel de la napa freática, inadecuado sistema de drenaje, riego inadecuado y con agua salinizada, etc. (Alva et al., 1976; Cepeda, 1991)
determinación del potencial de hidrogeno(pH) Es el grado de acidez o basicidad de la solución suelo, expresado en el negativo del logaritmo decimal de la actividad del ion hidronio. Un caso particular ocurre cuando la fuerza iónica tiende a cero debido a que la concentración del ion en la solución es muy baja (solución diluida). Sin embargo, en los suelos salinos no ocurre este caso ideal puesto que la concentración de los iones en solución es elevada. (Harris, 2003)
determinación de la materia orgánica La materia orgánica (MO) en el suelo está compuesta por una fracción de plantas marchitas, humus, hojas secas, tallos rotos, microorganismos, lombrices, fertilizantes naturales, tejidos muertos, etc. La descomposición de MO se inicia con la deposición y la formación del horizonte O del perfil de suelo. Luego, se acumula y descompone por acción microbiana y se libera CO2 a la atmósfera. Se estima que el carbono orgánico liberado es 4 veces el de la propia vegetación terrestre. La MO es importante porque ayuda a proteger el suelo de la erosión natural y mejora su productividad ya que brinda fertilidad física, química y biológica. (Almorox et al., 2010)
determinación de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) El nivel de CIC indica la habilidad de suelos a retener cationes, disponibilidad y cantidad de nutrientes a la planta, su pH potencial entre otras. Un suelo con bajo CIC indica baja habilidad de retener nutrientes, arenoso o pobre en materia orgánica. La unidad de medición de CIC es en centimoles de carga por kg de suelo cmolc/kg o meq/ 100g de suelo.
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2.1.2 Diseño de investigación. A) No experimental El tipo de diseño de investigación es no experimental, porque no se realiza manipulación deliberada de variables, es decir se miden variables ya existentes. 2.2 Búsqueda de Información 2.2.2 Estrategia de recolección Internet 2.2.3 Técnicas e instrumentos de recolección Extracción de muestras del suelo en estudio 2.3 Tabulación y análisis de la Información 2.3.2 Análisis Toda la información a obtener será procesada únicamente en el laboratorio perteneciente al laboratorio de suelos de el un instituto privado al que acudimos para el cual, a través de diferentes experimentos, que en total son 8 prácticas de laboratorio determinaran diversas propiedades. Así mismo a partir de cada práctica a realizar iremos conociendo por ejemplo su capacidad de campo, su PH, entre otros. Cada practica es diferente por ende cada resultado será una nueva característica para profundizar el estudio de nuestro suelo, contamos con todos los equipos, materiales y reactivos los cuales son confiables para obtener datos verídicos. Esto nos dará la certeza de saber qué tipo de suelo presentamos, en qué condiciones la encontramos y posteriormente daremos a conocer la conclusión. En esta sección veremos la técnica y la metodología que se usó para cada una de las prácticas de laboratorio.
Laboratorio Nº1 “Preparación de muestra de suelo para análisis”.
Se utilizó: Equipos
Balanza De precisión digital
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Materiales
Muestra de suelo 1000 g Tamiz N° 10 2 mm de diámetro 6 Combo De madera Bolsas Plásticas 20 x 30 cm 6 De acuerdo a la guía de practica proporcionado por la docente, utilizamos básicamente la muestra de suelo obtenida para posteriormente tamizarla y de esta manera recuperar las partículas menores a 2mm de suelo.
Laboratorio Nº2 “Determinación de la textura del suelo”
Se utilizó: Equipos Balanza analítica De 0.01 g de precisión Máquina dispersante Con vaso metálico de dispersión
Materiales:
Muestra de suelo (TFSA) alumno 50 g Probeta de sedimentación De Bouyoucos 1 Termómetro Digital de 0 a 100°C Pipeta Volumétrica de 25 ml 1 5 Pro pipeta volumétrica 1 6 Pizeta o frasco lavador De plástico de 250 ml Vaso de precipitación De pirex de 1000 ml Varilla agitadora de madera con perforaciones en la base circular Hidrómetro De Bouyoucos Cuchara espátula De aluminio Reactivos Oxalato de sodio 50 g Hidróxido de sodio 1N Agua destilada pH neutro
Método del hidrómetro de Bouyoucos El Método del hidrómetro es uno de los más extendidos para el análisis textural de los suelos. El objetivo de este estudio es evaluar la influencia de los tiempos de lectura del hidrómetro en la determinación de la distribución del tamaño de partículas de suelos pertenecientes al distrito de Palian en la ciudad de Huancayo. Implica dispersar las partículas de suelo con una sustancia tal como oxalato de sodio y después agitar la solución. La cantidad de arena, limo y arcilla en la muestra de suelo 12
está determinada, después de la dispersión, por un hidrómetro, que mide las partículas en suspensión. La cantidad de cada tipo de partícula es determinada utilizando la ley de Stokes, que determina la cantidad de cada tipo de partícula presente por la velocidad a la que cada tipo de ellas cae fuera de suspensión, en base a su tamaño. Triángulo textural americano Para determinar el tipo granulométrico o clase textural de un suelo, se recurre a varios métodos. Se utilizan cada vez más los diagramas triangulares, siendo el triángulo de referencia un triángulo equilátero, un lado del triángulo corresponde a la arcilla, el otro al limo, y el tercero a la arena. Cada uno de sus lados se encuentra graduado de 10 en 10 y va de 0 a 100, y sobre la retícula se transporta la cantidad del elemento que representa.
FIGURA 1: Fuente FAO
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Laboratorio Nº3 “Determinación de la densidad aparente y porosidad del suelo”
Se utilizó: Equipos
Balanza analítica De precisión Horno A 105 °C Materiales
Muestra de suelo (TFSA) Muestra de arena Seca y limpia Probeta 100 ml Probeta 50 ml Varilla de vidrio gruesa de 30 cm Tampón De jebe 1 Espátula De aluminio Papel graf Reactivos Agua destilada pH neutro
Densidad aparente del suelo Las partículas de un suelo varían en su composición y en su densidad. La densidad de la fase sólida del suelo está definida como la masa total de los sólidos dividida por el volumen total de ellos. ρp = Ms/Vs Los valores típicos varían de 2.5 a 2.8 Mg/m3 ,
siendo 2.65 Mg/m3 el valor representativo de muchos suelos y el valor de densidad de partícula para el cuarzo. La densidad de las partículas no proporciona información acerca de los procesos físicos del suelo. Sin embargo, es un valor muy útil que participa en el cálculo de propiedades del suelo como la porosidad y la distribución del tamaño de las partículas. La mayoría de los métodos estándares señalan la remoción de la materia orgánica, de tal manera que, la densidad de las partículas refleje solamente la fase mineral. Éste es el mejor valor para utilizarse en el análisis del tamaño de las partículas, pero quizás no sea el mejor valor para el cálculo de la porosidad. El incluir la fracción orgánica en esta determinación significa que los valores obtenidos pueden cambiar con las prácticas de manejo del suelo. La determinación más común utiliza un picnómetro o matraz volumétrico. Un picnómetro (gravedad específica volumétrica) es un pequeño recipiente de vidrio con tapa. Esta tapa presenta un capilar que sirve para desalojar el exceso de agua. Algunas veces, los picnómetros presentan un termómetro en la tapa como parte integral y, en el cual, el mercurio siempre está en contacto con el agua del matraz. Cuando la muestra de suelo es abundante, se pueden utilizar matraces aforados de 25, 50 o 100 ml en lugar 14
del picnómetro, lo cual ayuda a compensar la disminución en precisión del volumen del líquido. Porosidad del suelo El espacio poroso de un suelo es la parte del mismo que en su estado natural está ocupado por aire y/o agua. El volumen de este espacio poroso depende mucho de la disposición de las partículas sólidas. La importancia agrícola de la porosidad del suelo es muy grande y sus características dependen de la textura, estructura, contenido de materia orgánica, tipo e intensidad de cultivos, labranza y otras propiedades del suelo y su manejo. La porosidad de un suelo se puede medir en forma directa suponiendo que es igual a la humedad de saturación. Sin embargo, esta suposición es cierta en casos de suelos con porosidad conectada. Generalmente, la porosidad determinada a partir de la densidad aparente da valores mayores que el contenido volumétrico de agua a saturación. Esto es debido a que no toda la porosidad está conectada y, por tanto, algunos poros permanecen llenos de aire, incluso, después de saturar la muestra. Esta diferencia será mayor, cuanto más poro aislado hayan (vesículas o cavidades), como ocurre en sellos o costras superficiales, o en ciertos horizontes con colapso de estructura. La reducción de la porosidad del suelo repercute en propiedades físicas desfavorables debidas a una menor aireación del suelo, menor capacidad de infiltración de agua y dificultad para la penetración de las raíces. La aparición de horizontes compactados dentro de un perfil puede deberse a procesos genéticos o de posicionales, o bien, puede ser una compactación creada por el paso de maquinaria, por el laboreo en condiciones de humedad inadecuadas, o por el paso repetido del arado a cierta profundidad, creando un piso de labor (piso de arado) en la base del horizonte A.
Laboratorio Nº 4 “Determinación de la capacidad de campo del suelo”
Se utilizó: Equipos
Balanza analítica Materiales
Muestra de suelo (TFSA) alumno 100 g 2 Muestra de arena Seca y limpia (alumno) 100 g 3 Probeta 100 ml 2 4 Pipeta volumétrica de vidrio de 10 ml 1 5 Pro pipeta de plástico 1 6 Pizeta o frasco lavador De plástico 1 7 Tampón De jebe 1 8 Espátula De aluminio 1 9 Crisol de porcelana D 15
Reactivos: Agua destilada pH neutro
Capacidad de campo del suelo Tras estar un suelo saturado, el agua tiende a moverse por gravedad hacia el subsuelo, hasta llegar a un punto en que el drenaje es tan pequeño que el contenido de agua del suelo se estabiliza. Cuando se alcanza este punto se dice que el suelo está a la Capacidad de Campo (C.C.). Punto de marchitez
Buena parte del agua retenida a la Capacidad de Campo puede ser utilizada por las plantas, pero a medida que el agua disminuye se llega a un punto en que la planta no puede absorberla. En este estado se dice que el suelo está en el punto de marchitez.
Agua útil (disponible) para el cultivo La diferencia entre la Capacidad de Campo y el punto de marchitez representa la fracción de agua útil (disponible) para el cultivo. Los valores de la Capacidad de Campo y del punto de marchitez pueden expresarse en porcentajes de peso de suelo seco.
Una capacidad de campo del 27% significa que 100 g de tierra seca retienen 27 g de agua. Una marchitez del 12% significa que, cuando se alcanza la marchitez de la planta, el suelo tiene 12 g de agua por 100 g de tierra seca. El agua útil (disponible) por la planta sería, pues, 12 g de agua por 100 g de tierra seca. Cuanto más fina es la textura mayor son los porcentajes de agua en el suelo, tanto a la Capacidad de Campo como en el punto de marchitez. Una buena estructura del suelo también aumenta la fracción de agua útil.
Laboratorio Nº 5 “Determinación de la capacidad de intercambio catiónico del suelo”
Se utilizó: Equipos Balanza analítica De 0.0001 Soporte universal
Materiales
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Muestra de suelo 5 g Erlenmeyers De 125 ml 1 Vasos de precipitación 100 ml 1 Embudos Tallo corto de 75 mm 1 Probeta De 25 ml 1 Pipeta Pasteur de 5 ml 1 Pro pipeta De goma 1 Gotero De plástico 1 Bureta Con llave de vidrio de 50 Cucharilla De aluminio Reactivos
Acido oxálico 1N 63 g/L 5 gotas 2 Solución de Cl2Ca.2H2O 1N 73.5 g/L 20 ml 3 Solución de KCl 1N 74.5 g/L 20 ml 4 Solución de versenato (EDTA) 0,02 Solución de NaOH 4N 160 g NaOH/L 1 ml Indicador purpurato de amonio (murexide) C8H8N6O6. 50 mg Agua destilada pH neutro Capacidad de intercambio catiónico del suelo Esta propiedad química del suelo se refiere a la cantidad total de cargas negativas que están disponibles sobre la superficie de las partículas en el suelo. También se puede definir como el número total de cationes intercambiables que un suelo en particular puede o es capaz de retener (cantidad total de carga negativa). Conocer la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) de un suelo es fundamental, pues este valor nos indica el potencial de un suelo para retener e intercambiar nutrientes. Además, la CIC afecta directamente la cantidad y frecuencia de aplicación de fertilizantes. La mayor influencia sobre la CIC viene de las arcillas del suelo y de la materia orgánica. La arcilla tiene una capacidad de 10-150 cmol (+) /kg, mientras que la materia orgánica tiene una capacidad de 200-400 cmol (+) /kg, es decir la materia orgánica tiene más alta CIC. Los cmol (+) /kg = meq/100g. Los aportes de materia orgánica además de provocar un incremento en la CIC, también mejora las propiedades físicas del suelo, incrementa la infiltración de agua, mejora la estructura del suelo, provee de nutrimentos a la planta y disminuye las pérdidas por erosión. Por otro lado, los aniones en el suelo, tienen un comportamiento muy distinto a los cationes. El fosfato es retenido fuertemente debido a la formación rápida de compuestos insolubles. El sulfato es retenido débilmente. El nitrato y el cloruro no son retenidos en el suelo y se mueven libremente con el agua del suelo.
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Teorías del intercambio iónico Existen tres teorías que tratan de explicar el porqué de este proceso.
Red cristalina. Considera las partículas de los minerales como sólidos iónicos. Los iones de los bordes están débilmente retenidos por lo que pueden abandonar la estructura y pueden cambiarse con los de l a solución del suelo.
Doble capa eléctrica. Considera el contacto entre el sólido y la fase líquida como un condensador plano. Entre el metal (el sólido) y el electrólito (la disolución) existe una diferencia de potencial que atrae a los iones de la solución del suelo. Se forma una doble capa eléctrica formada por los iones del sólido y los atraídos en la solución.
Membrana semipermeable. La interface sólido-líquido actúa como una membrana semipermeable que deja pasar los iones de l a solución y a los de la superficie de las partículas, pero no a los del interior de los materiales.
Básicamente las tres teorías son compatibles y simplemente se trata de enfoques distintos:
Iones débilmente retenidos para la teoría cristalina. Desequilibrios eléctricos para la teoría de la doble capa eléctrica. Diferentes concentraciones para la teoría de la membrana semipermeable.
Laboratorio Nº 6 “Determinación del PH “
Se utilizó: Equipos
Balanza analítica De precisión de 0.01 g 1 2 Potenciómetro Cheker Materiales
2 Vasos de precipitación 100 ml Varilla de vidrio Gruesa de 30 cm Pizeta De plástico de 250 ml Probeta De 50 ml Papel filtro 18
Cinta universal de pH En cajita de plático Reactivos
Agua destilada pH neutro El PH en el suelo La acidez del suelo se presenta en dos formas fundamentales: 1. Activa: En la cual los H+ actúan directamente sobre el sistema radicular y en la dinámica de los elementos nutritivos en los suelos. 2. Potencial: La cual depende del porcentaje de saturación de Bases del suelo y se mide con soluciones extractoras con el KCl 1N. La acidez activa o pH es la concentración de H+ (libres) que contienen el extracto del suelo. Se expresa como el logaritmo negativo de la concentración de los H+. pH = - Log [H+] En la práctica se utilizan varias relaciones suelo-agua para la determinación del pH bien sea en peso o en volumen. En muchos laboratorios se suele utilizar una relación suelo agua 1: 2 peso/volumen sin embargo esta relación no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive el sistema radicular de las plantas. El método de lectura, generalmente es el potencio métrico. El potenciómetro, como su nombre lo indica, mide una diferencia de potencial en mili voltios entre un electrodo de referencia, y otro electrodo de vidrio inmerso en la muestra. Generalmente se utiliza un electrodo combinado que lee directamente el pH.
Laboratorio Nº 7 “Conductividad Eléctrica y salinidad del suelo”
Se utilizó: Equipos
Balanza analítica De precisión de 0.01 g 1 2 Conducto metro Soporte Universal Materiales
Muestra de suelo (TFSA) alumno 10 g Vasos de precipitación 100 ml 1 Viguetas de vidrio Gruesa de 30 cm de largo 1 Matraces Erlenmeyer De 250 ml 1 19
Embudos Buhner De porcelana de 75 mm 1 Papel filtro Hartman N° 42 1 Pizeta De plástico de 250 ml 1 Espátulas De aluminio 6 Probeta De 50 ml 1 Vasos de precipitación Reactivos
Agua destilada pH neutro Conductividad Eléctrica del suelo La medida de la Conductividad Eléctrica de los extractos obtenidos de un suelo permite establecer una estimación aproximadamente cuantitativa de la cantidad de sales que contiene. La relación suelo-agua tiene influencia sobre la cantidad y composición de las sales extraídas, siendo necesario especificar la relación.
Principio del Método Para obtener la Conductividad Eléctrica del suelo en el extracto de Saturación inicialmente se prepara la pasta saturada; se extrae luego el extracto en un filtro a presión. En el extracto obtenido se lee la conductividad Eléctrica.
Laboratorio Nº 8 “Carbono orgánico en el suelo”
Se utilizó: Equipos
Balanza analítica De precisión de 0.01 g 1 2 Soporte Universal Materiales
Muestra de suelo TFSA 1 g Matraces Erlenmeyer 500 ml 2 Vasos de precipitación 200 ml 1 Bureta Llave de vidrio de 50 ml 1 Pipeta De 10 ml 1 Pro pipeta De goma 1 Embudos para bureta De 35 mm 1 Gotero De plástico 1 Cucharilla De aluminio 1 Pizeta 20
Reactivos Agua destilada pH neutro Dicromato de potasio (K2Cr2O7),
Ácido sulfúrico (H2SO4) Solución de Sulfato ferroso Carbono orgánico en el suelo El carbono orgánico del suelo es la cantidad de carbono que contienen los compuestos orgánicos del suelo. Es el principal elemento que forma parte de la materia orgánica del suelo (MOS). El COS se encuentra en forma de residuos orgánicos poco alterados de vegetales, animales y microorganismos, hasta cadenas carbonadas muy transformadas y estables como los ácidos húmicos. En condiciones naturales, el COS resulta del balance entre la incorporación al suelo del material orgánico fresco y la salida de C del suelo en forma de CO2 a la atmósfera, erosión y lixiviación. El COS es uno de los principales indicadores para determinar la calidad del suelo, y su efecto positivo sobre la sustentabilidad de los sistemas productivos ha sido ampliamente documentado (Martínez et al., 2008). El COS afecta la mayoría de las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo vinculadas con su calidad, sustentabilidad y capacidad productiva. Favorece la agregación del suelo y consecuentemente interviene en la distribución del espacio poroso, afectando diversas propiedades físicas, como humedad aprovechable, capacidad de aire y movimiento de agua y gases. Además, interviene en las propiedades químicas del suelo, aumenta la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y la capacidad de buffer sobre la reacción del suelo. Producto de la mineralización de la MOS, se liberan diversos nutrientes disponibles para las plantas, muchos de los cuales son aportados en forma deficitaria por los minerales del suelo. El C orgánico interviene en las propiedades biológicas, básicamente actuando como fuente energética para los organismos heterótrofos del suelo. La cantidad de COS no solo depende de las condiciones ambientales locales, sino que es afectada fuertemente por el manejo del suelo. Existen prácticas de manejo que generan un detrimento del COS en el t iempo, a la vez hay prácticas que favorecen su acumulación (Martínez et al. 2008). El manejo agrícola convencional de suelos, con uso intensivo del arado, promueve la liberación de C hacia la atmósfera, mientras que el uso conservacionista favorece la acumulación de C en formas orgánicas dentro del suelo. Por otra parte, el COS es un componente importante del ciclo global del C, ocupando un 69,8 % del C orgánico de la biosfera (FAO, 2001). El suelo puede actuar como fuente o reservorio de C dependiendo de su uso y manejo. La pérdida de material húmico de los suelos cultivados es superior a la tasa de formación de humus de suelos no perturbados por lo que el suelo, bajo condiciones de cultivo convencionales, es una fuente de CO2 para la atmósfera (Martínez et al., 2008). 21
CAPITULO III MARCO TEÓRICO 3.1
Antecedentes Según el artículo del (Abonos organicos y su efecto en las propiedades fisicas , quimicas y biologicas del suelo, 2010) , algunos de los problemas más importantes que actualmente enfrenta la agricultura en general son las erosiones y la perdida de fertilidad de los suelos. tradicionalmente , residuos orgánicos han sido incorporado a suelos agrícolas para aumentar el contenido de materia orgánica como fuente de nitrógeno ara los cultivos , sin embargo , frecuentemente esta aplicación no es realizada en forma adecuada , atendiendo a las características del suelo y al estado de descomposición de los residuos orgánicos , lo que puede provocar una serie de daños en la salud del ecosistema , como la salinización de los suelos , la lixiviación de sustancias fitotóxicas y el escurrimiento de nitratos y fosfatos a mantos acuíferos y a cuerpos de agua superficiales .una alternativa para la disminución del impacto ambiental del uso de los desechos son el compostaje y el vermicompostaje ,procesos que permitan la producción de materiales de interés agrícolas y de comercialización viable : la composta y el vermicomposta , productos estables que pueden tener diversas aplicaciones de interés agrícola como abonos, enmiendas y sustratos orgánicos . La incorporación de dichos abonos orgánicos es una práctica que está cobrando cada vez importancia por sus comprobados efectos beneficiosos en la propiedad física, química y biológica de los suelos agrícolas. Según la (Caracterización física , química y biológica de enmiendas orgánicas aplicadas en la produccion de cultivos en república dominicana , 2005 ), Los beneficios de la aplicación de enmiendas orgánicas en la agricultura son conocidos a nivel mundial; sin embargo, existen muy pocos estudios sobre los contenidos nutricionales y actividad biológica de estos fertilizantes orgánicos. En República Dominicana estas enmiendas son aplicadas en la agricultura hace más de dos décadas; pero no han sido estudiadas. El objetivo de la investigación fue determinar las características física-químicas y microbiológicas de las enmiendas orgánicas de mayor uso en República Dominicana, así como las fuentes utilizadas para su preparación. Las muestras de enmiendas orgánicas fueron recolectadas en las localidades de Jarabacoa, Espaillat, La Vega y Montecristi durante el periodo enero del 2005 a julio 2006. En total se analizaron 43 muestras. Los resultados demostraron que el tipo de bokashi de la planta Jarabacoa “BPJ” presentó valores superiores de
materia orgánica (MO) con 44%, P (6.1%), K (3.6%), Ca (21.7%) y micronutrientes (Mn y Zn) que los otros bokashi evaluados. El mayor contenido de MO (52%) entre los materiales compostados se observó en el tipo Justino Peguero “CJP”, pero con
contenidos de nutrientes similares a los otros compost. El contenido de MO fue superior en humus de lombriz (76% promedio) comparado con los bokashi y los 22
compost. Los resultados mostraron que las características físicas, químicas y biológicas de las enmiendas orgánicas evaluadas varían con las condiciones de manejo, tipo de material utilizado en su preparación, condiciones ambientales y procesos de elaboración. Según la (Caracterización físico , químico de algunos suelos cacaoteros de la zona sur del lago de Maracaibo , Venezuela , 2000) , Con la finalidad de generar información básica que oriente las prácticas de manejo para el mejoramiento y rehabilitación de plantaciones de cacao en la zona sur del lago de Maracaibo, se realizó la caracterización físico-química de los principales suelos cacaoteros. Se seleccionaron cinco parcelas en cuatro fincas cacaoteras. Se realizó un diagnóstico de la plantación y se seleccionaron los sitios para la apertura de calicatas y descripción de sus perfiles modales. De cada horizonte pedogenético se colectaron muestras para análisis fisicoquímicos y caracterización taxonómica de los suelos. Los resultados indican diferencias en el desarrollo de los suelos y la influencia de los materiales parentales sobre sus características y propiedades. El predominio de texturas gruesas les confiere a los suelos una alta permeabilidad al aire y al agua y una limitada capacidad para retener la humedad y los fitonutrientes. Sin embargo, la abundancia y buena distribución de las lluvias a lo largo del año evitan el posible déficit hídrico de las plantas en suelos arenosos. La baja fertilidad constituye la limitación más importante para el desarrollo y producción de cacao en la zona. Las prácticas de manejo de suelo deben ser orientadas a mejorar los contenidos de materia orgánica debido a sus efectos sobre las propiedades del suelo. Se requieren sistemas de manejo de suelos alternativos en estrecha relación con las condiciones socioeconómicas de los pequeños productores para alcanzar una producción de cacao sostenida en la zona sur del lago de Maracaibo. Según la (Evaluación de propiedades físicas y químicas de suelos establecidos con café bajo sombra y a plena exposición solar , 2005 ) .En el planteamiento de café con sombrío de guamo (inga spp) y a libre exposición solar, ubicadas en ocho unidades cartográficas de suelos, se midieron 33 propiedades físicas y químicas en los primeros 40 cm de profundidad profundidad con el objetivo de determinar el efecto de estos dos dos agro-ecosistemas. En suelos con cafetales a la sombra se encontraron mayores valores de propiedades totales y humedad, mientas que las variables resistencia a la penetración, densidad aparente, temperatura y los contenidos de potasio y azufre, fueron menores que en los cafetales a libre exposición. La mayor diferencia entre agro-ecosistemas se encontró en los 10 cm superiores del perfil. El contenido de materia orgánica fue más alto en los cafetales con sombra. La unidad de suelo influyo en la respuesta al uso y manejo de suelo.
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Según la (Aplicación del tráfico controlado en la cosecha de maiz : efecto sobre rendimiento del cultivo y las propiedades fisicas del suelo, 2007). Estudios previos realizados en la Argentina llegaron a la recomendación de limitar el peso y la intensidad de tráfico sobre los suelos agrícolas con el fin de evitar la compactación su superficial y superficial especialmente en las labores de cosecha. La compactación es causada por la alta intensidad de tráfico de los tractores y máquinas durante las labores de protección del cultivo y las operaciones de cosecha en especial cuando las mismas, muchas veces, se realizan en suelos húmedos y con altas presiones en el área de contacto rueda/suelo. La técnica de siembra directa usualmente tiene intensidades de tráfico inferiores a la de la técnica convencional. El tráfico controlado, es otra posibilidad utilizada para reducir la compactación del suelo. Los objetivos del presente trabajo fueron: a) cuantificar los cambios en las propiedades físicas de un suelo arcilloso debido al tráfico. b) Determinar la respuesta del rendimiento del cultivo de maíz relativo a diferentes alternativas de tráfico 1) Tráfico controlado en operaciones de cosecha, 2) intensidad de tráfico convencional en las operaciones de cosecha. c) Acrecentar el conocimiento presente sobre los efectos de las alternativas de tráfico en las operaciones de cosecha sobre un suelo con nueve años bajo el sistema de siembra directa. En el área de estudio, luego de aplicar durante tres años tráfico controlado en las operaciones de cosecha, el rendimiento promedio del cultivo de maíz aumentó un 33,7 %. A pesar del alto nivel de compactación inicial que poseía el suelo, se puede ver que todas las alternativas de tráfico comparadas produjeron aumentos en el índice de cono y la densidad aparente superficial del suelo generando, también, reducción en la porosidad total del mismo. Desde el punto de vista económico y después de aplicar una intensidad de tráfico de (15,2 Mg km ha-1), el primer año de incremento en el rendimiento de maíz representó US$ 161,5 ha1. El segundo año US$ 195,5 ha-1 y el tercero US$ 331 ha1. (Precio del maíz alrededor de US$ 85 Tn). El ahorro de combustible fue de US$ 1,35 ha1. Según la (selección y evaluación de microorganismos solubilizacion de fosfatos en suelos calcáreos del valle del mantaro , 2010). El fósforo (P) es un elemento limitante para la productividad de ecosistemas terrestres. Una estrategia para aprovechar eficientemente el P del suelo es el uso de microorganismos solubilizadores de fosfatos (MSP). El presente trabajo fue planteado para evaluar la presencia de MSP en suelos calcáreos del valle del Mantaro y su capacidad para solubilizar fosfatos de calcio in vitro, con énfasis en la roca fosfórica de Bayóvar. Siete suelos agrícolas del valle del Mantaro y un suelo de La Molina fueron evaluados por su presencia de MSP mediante el método de placas de dilución empleando el medio de Pikovskaya (PVK). En total, 13 cepas bacterianas y 7 de hongos promisorias fueron aisladas. Tres cepas bacterianas (Pseudomonas sp., Bacillus sp. y Clostridium sp.) y una cepa de hongo (Penicillium sp.) fueron seleccionadas por presentar mayores halos de solubilización. La eficiencia de solubilización in vitro de las cuatro cepas fue evaluada empleando el 24
medio líquido PKV adicionado con 1000 mg P L-1 Como fosfato tricálcico [Ca3(PO4)2] o roca fosfórica de Bayóvar. El P soluble, el pH y la acidez titulable fueron medidos. Clostridium sp. Mostró la mayor eficiencia de solubilización con 429 mg P L-1 a partir del fosfato tricálcico. Una estrecha relación entre la concentración de P soluble y la acidez titulable fue encontrada en todas las cepas. La solubilización de P a partir de la roca fosfórica fue notablemente menor que para el fosfato tricálcico. Clostridium sp. Es promisoria en su capacidad solubilizadora in vitro, pero mayores estudios se requieren para recomendar su aplicación en campo. Según él (Efecto de la integración de aplicaciones agrícolas de biofertilizantes y fertilizantes minerales sobre las relaciones suelo-planta, 2010). El irracional nivel de quimización que ha alcanzado la agricultura mundial constituye una de las causas de la elevada contaminación que sufre el ambiente en todo el planeta, cuyas características se describen en el trabajo. Por esta razón, hoy se está imponiendo el redimensionamiento del empleo de las biotecnologías y, entre ellas, los biofertilizantes, con el objetivo de adaptarlas al desarrollo sustentable de las localidades más pobres y necesitadas del planeta, y aprovechar los beneficios de su aplicación para situar a los fertilizantes minerales en su justo lugar. La sustentabilidad agrícola incluye los insumos industriales, pero utilizados util izados de forma racional e integrada con elementos biológicos. Para lograr este fin, se requiere de un marco teórico y de supuestos nuevos, que permitan establecer compromisos adaptados a la situación actual, en la búsqueda de mayor productividad y calidad de los productos agrícolas. Por otra parte, se analiza la necesidad de integrar los enfoques biológicos e ingenieriles que están comenzando a desarrollarse en las ciencias agrícolas, con los procedentes de las ciencias sociales, tales como la Ecología Política, que analiza las relaciones de poder económico y político en el manejo de los recursos naturales, y el enfoque orientado a los actores para integrarlos a investigaciones interdisciplinarias y a escalas múltiples. El propósito de este trabajo de investigación sobre la (Caracterización mineralógica de los suelos tropicales de la reserva forestal de la Universidad Agraria de la Selva por difractometria de rayo X y espectroscopia, espectroscopia, 2011). Estos suelos suelos tropicales han sufrido fuertes procesos de meteorización teniendo como resultado valores de pH ligeramente a fuertemente ácidos (< 6,4). Los valores bajos de pH afecta la estabilidad de los minerales primarios causando la pérdida de silicio e incrementando la concentración de óxidos de hierro y aluminio. La concentración de goethita en las muestras estudiadas está relacionada al bajo valor de pH lo cual crea un ambiente adecuado para la preservación de este hidróxido de hierro. En los difractogramas de rayos X de las fracciones f racciones arcillosas no tratadas, se evidencia que algunos minerales pobremente cristalinos están presentes mientras que, después del tratamiento selectivo se observa la presencia de nuevas fases de alúmino silicatos cristalinos y también la desaparición o disminución de algunas fases relacionadas con óxidos e hidróxidos de hierro en algunas de las fracciones f racciones arcillosas estudiadas. Los análisis de los espectros Mössbauer a temperatura ambiente y de nitrógeno líquido 25
(110 K) validan que parte del hierro presente en las fracciones arcillosas forman fases magnéticas como hematita y goethita. Los dobletes paramagnéticos de Fe3+ y Fe2+ de los espectros Mössbauer están atribuidos a las presencia de alúmino silicatos en estas fracciones. Los sitios ocupados por Fe2+ en los espectros a 110 K, los cuales no son visibles en los espectros a TA, podría ser explicado en términos de un proceso de transferencia de carga electrónica de intervalencia (intervalence charge transfer (IVCT)), activo a TA pero suprimido a 110 K. Según la (Determinación de plomo en suelos debido a la contaminación por fábricas aledañas al Asentamiento Humano cultura y progeso del distrito de Ñaña chaclacayo, 2009) , El Plomo es un metal distribuido en el medio ambiente, cuyo valor guía para la OMS es de 0,5 μg/m3. La contaminación ambiental procede principalmente
deltetraetilo de plomo de la gasolina, el cual es parte de su composición, y de las diversas emisiones de procesos industriales donde intervienen compuestos de plomo como por ejemplo la combustión de carburantes fósiles, como el carbón. En el presente trabajo de investigación se determinó la concentración del Plomo en los suelos y techos de 21 viviendas del Asentamiento Humano Cultura y Progreso del distrito de Ñaña – Chaclacayo durante el mes de Febrero del 2006. La metodología de muestreo usada fue la recomendada por la EPA (Environmental Protection Agency) y la de cuantificación de plomo por medio de l a Espectrofotometría de Absorción Atómica con horno de grafito. Existe una relación directa entre la concentración de plomo en suelos de las casas muestreadas y la distancia con las fábricas cercanas. Se tomaron muestras de las 3 cuadras contiguas a las fábricas; así, la cuadra más cercana a las fábricas presentó un mayor valor de concentración de Plomo y la cuadra más alejada presentó un menor valor de concentración de Plomo respecto a las ot ras 2. Los resultados obtenidos indican que el 90.24 % de las muestras analizadas excedieron el valor límite permisible establecido por la OMS que es de 25 mg/Kg de plomo en suelo. Por esta razón se recomienda realizar monitorios periódicos para controlar su emisión y toxicidad en todo el medio ambiente. Según estudios de (Identificación de tierras degradadas por salinidad del suelo en los cultivos de caña de azucar en pomalca usando imágenes de satélites, 2015), El objetivo del presente trabajo es identificar suelos degradados por salinidad, empleando imágenes de satélite de alta resolución espacial en cultivos de caña de azúcar de la Empresa Agroindustrial Pomalca; ubicada entre las coordenadas geográficas long itud oeste 79°26’-79°55’ y latitud sur 6°40’ -6°51’. Se utilizó datode imágenes del sensor HRG-2, TM y ETM+ que corresponden a los satélites Spot-5, Landsat-5 y Landsat-7, respectivamente; y datos de campo de conductividad eléctrica (CE) del suelo proporcionados por la Empresa Agroindustrial Pomalca. Se estimó la reflectancia de la superficie del suelo, Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) e Índice de Salinidad (IndSal) a partir de las imágenes, con la aplicación del software de procesamiento de imágenes ENVI 4.5 y el lenguaje de programación IDL. Para lograr los objetivos, se determinó el máximo valor compuesto 26
del NDVI e IndSal del periodo 2007 - 2010 de las imágenes TM y ETM+, logrando diferenciar suelos con baja calidad agrícola y suelos sin problemas de salinidad. A partir del máximo valor compuesto del IndSal, se generó un vector de las “tierras” no
cultivadas, para superponer a la imagen HRG-2 (resolución ) y observar con mayor detalle y además realizar el análisis de variación del NDVI en el tiempo (periodo 19992012) en suelos normales y con problemas de salinidad. Se hizo un análisis de regresión lineal múltiple entre los datos de campo de CE (dS/m), frente a los valores de reflectancia de superficie de las bandas B1, B2 y B3 del sensor TM del día 4 de abril 2008, obteniéndose un coeficiente de correlación de 0.73. A través de la ecuación de regresión, se generó la distribución espacial de la salinidad del suelo, la cual fue dividida en 5 clases. Como resultado, se obtuvo 1631.16 ha como suelos no salinos, 2179.71 ha suelos ligeramente salinos, 1341.9 ha suelos moderadamente salinos, 730.17 ha suelos fuertemente salinos y 26.91 ha con suelos extremadamente salinos. De acuerdo al estudio realizado en los (Análisis de las potencialidades de los suelos de la comuna de melipilla , identificando zonas aptas para la disposicion final de biosolidos , region metropolitana , 2007) , La presente investigación está inserta en el Proyecto FONDECYT N° 1050726, denominado Conformación de un Modelo de Unidades Espaciales de Respuesta a la Aplicación de Biosólidos en la Región Metropolitana, y cuya finalidad radica en identificar y analizar las principales áreas insertas, en este caso, dentro de la comuna de Melipilla, que reunirían las condiciones necesarias para la incorporación de biosólidos al suelo, de acuerdo al Reglamento para el Manejo de Lodos generados en Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas de CONAMA (2006). En esta normativa, se indican las exigencias necesarias que deben poseer las zonas no urbanas, cuyos suelos sean potenciales receptores de lodos sin convertirse en agentes de contaminación, encontrándose estos con severas limitaciones productivas, o con un estado de degradación. En este contexto, la comuna de Melipilla posee condiciones ambientales que han influido en la generación de suelos con limitaciones productivas, y que también se han visto afectados por procesos de erosión y deterioro de sus características físicoquímicas, lo cual es un antecedente básico a considerar si se quiere recuperar este recurso por medio de la incorporación de biosólidos. Pero, esto se debe realizar, siempre y cuando, se lleve a cabo un manejo adecuado tanto de los lodos, como de los sitios de aplicación, en términos sanitarios y ambientales. El presente trabajo realizados sobre (Remediacion de suelos y aguas subterraneas por contaminación de hidrocarburos en los terminales de mollendo y salaverry de la costa peruana, 2007), se enmarca geológicamente dentro de los depósitos cuaternarios recientes, producto de la erosión eólica, marina y aluvial; aproximadamente los emplazamientos se ubican a 200 m de la orilla de playa del litoral peruano, con el objetivo de la remediación de suelos y aguas subterráneas, debido a la contaminación por hidrocarburos, que generan un gran impacto al medio 27
ambiente y daños a la salud humana. Se realizó el diagnóstico del contexto geológico ambiental, de los emplazamientos, donde se encuentran ubicados los terminales de almacenamiento de combustibles de Mollendo y Salaverry. Los Terminales de Mollendo y Salaverry tienen en promedio un suelo arenoso de grano fino a medio. El nivel freático para el caso del Terminal de Salaverry esta aproximadamente a 0.5 msnm. y para el de Mollendo a 2.0 msnm. Teniendo en ambos casos aguas subterráneas salobres producto de la cercanía al mar. Estudios realizados en la universidad de Medellín sobre los (Análisis de la contaminacion del suelo , 2009) , Este artículo tiene como objetivo central hacer un análisis económico del problema de la contaminación del suelo por el uso de plaguicidas en las actividades agrícolas. Así, mediante una revisión bibliográfica analítica, se hizo un reconocimiento de la normativa ambiental nacional e internacional en torno al control de la contaminación del suelo. También se muestra la importancia económica del recurso suelo a través de la revisión de algunos estudios de valoración económica del suelo y de ecosistemas. Este trabajo concluye que, para pasar de un simple esquema normativo a uno de verdadera regulación en el uso de plaguicidas en actividades agrícolas, es necesario centrarse en la utilización de instrumentos económicos en combinación con instrumentos de comando y control, para garantizar la generación de incentivos que potencien la minimización de impactos ambientales negativos por parte de los agentes responsables de la contaminación del suelo. Estudios realizados en agroecología sobre (Suelos y conservacion del agua, 2010), Una causa significativa de la baja producción y el fracaso del cultivo en la agricultura de secano es la falta de agua en el suelo. Esto se debe a la combinación de una lluvia escasa y errática con una mala utilización del agua disponible. El manejo de la humedad del suelo es, entonces, un factor clave cuando se trata de mejorar la producción agrícola. Una precipitación pluvial irregular o insuficiente puede ser una seria limitación para la producción agrícola, causando bajos rendimientos o incluso el fracaso del cultivo. Esto es especialmente cierto en tierras secas, donde los niveles de productividad son generalmente muy bajos. En la mayoría de los casos, se puede hacer mucho para mejorar la eficiencia del uso de la precipitación. La Agricultura de Conservación es una manera de mejorar el manejo de la humedad del suelo. Manejo de la humedad del suelo.
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3.2
Bases teóricas SUELO AGRICOLA El conocimiento del suelo ha seguido muy estrechamente la historia de su utilización para cultivar plantas y hacer agricultura. Sin embargo, en la actualidad el conocimiento del suelo resulta también de mayor importancia para otros fines no agrícolas, las cuales son construcción, ingeniería etc. Resulta muy analítico analizar cómo ha ido evolucionando el saber sobre los suelos a lo largo del tiempo y como ello ha condicionado la forma de utilizar el recurso suelo. SUELO Y SUS COMPONENTES Como suelo se considera la parte más superficial de la corteza terrestre. El suelo representa la interface entre las esferas biológica, hidrológica, litológica y atmosférica de nuestro planeta, siendo el soporte de la mayor parte de la vida sobre la tierra y ofreciendo una gama de complejidad y variabilidad, lo que parece un simple material mineral relativamente homogéneo, contiene unos números de organismo, así como cantidades variables de aire y agua. Un grano de suelo contiene normalmente desde miles de millones de hongos y bacterias. Además de miles de diversidad de flora y fauna. La extraordinaria diversidad de microbios en el suelo permanece sin descubrir debido a que la gran mayoría de ellos, quizás el más del 95%, no pueden ser cultivados y por tanto no han sido nunca examinados o clasificados. (E.H.blum, 2008) Los componentes del suelo se pueden agrupar en cuatro elementos básicos: minerales, aire, agua y materia orgánica.
FIGURA 1 Representación esquemática del individuo suelo- ( Adaptacion de la figura original .buol) 29
Los elementos minerales representan normalmente la mitad del volumen del suelo, aunque aparenten construir la totalidad del mismo. La proporción del mineral que difieren de unos suelos a otros en su composición química y sus características físicas ha sido siempre motivo de investigación. Estos elementos minerales se encuentran en diferentes tamaños y suelen ser clasificados de mayor a menor como arena, limo y arcilla. CLASIFICACION DEL SUELO Según (Taxonomy , USDA 1975) Los suelos, como tantos otros entes naturaleza, se clasifican artificial mente de organizar el conocimiento, simplificando la complejidad de sus estudios y facilitando la comparación entre individuos y clases de suelos como carácter universal. La clasificación natural de los suelos sirve para transferir la interpretación práctica en cuando a predicción del comportamiento, uso y manejo de los suelos este último aspecto constituye la tarea central de la evaluación de suelos.
FIGURA 2: CLASIFICACION DE LOS PRINCIPALES TIPOS ATRIBUTOS DEL SUELO El suelo se considera un elemento crucial en los estudios integrados condicionado y siendo condicionado por las interacciones de todos los edemas atributos de la unidad tierra. Los parámetros que se utilizan en su caracterización y los criterios seguidos para su clasificación natural se han tratado en los apartados anteriores de este capítulo.
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FIGURA 3: procesos interactivos entre sistema - suelo y los restantes atributos del sistema tierra DETERMINACIÓN DE LOS HORIZONTES DEL PERFIL DEL SUELO “Los procesos pedogenéticos o de formación de los suelos, denominados procesos
de edificación, alteran el material original o madre dando origen a un nuevo cuerpo, único en sus características, conocido como “SUELO”. El estudio de dichas
características da origen a la morfología de los suelos y nos proporciona las pautas necesarias para diferencia rlos unos de otros.” (Echave, 2003)
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FIGURA 4: el proceso de descripción del suelo, clasificación, calidad del sitio y evaluación de la aptitud
PARTES DE UN SUELO El suelo no es un cuerpo único e indivisible. Si nosotros examinamos detalladamente las características de un suelo determinado, podemos observar la falta de homogeneidad de éste. Al hacer una calicata, una perforación de 1 metro como mínimo de profundidad aproximadamente, podremos observar que el suelo en realidad está conformado por un conjunto de capas que denominaremos “horizontes”.
PERFIL DE UN SUELO El perfil de un suelo es un corte vertical que se realiza desde la superficie hasta la roca no alterada. Al obtener este corte transversal podremos visualizar distintos tipos de horizontes. “Como profesionales solemos incurrir en la manía de pasar a hablar inmediatamente
de sus horizontes constituyentes. Sin embargo, puede darse el caso que un suelo (o medio edáfico) no atesore más que uno o dos horizontes (a veces muy parecidos), siendo fácil confundir a los no iniciados. Por tanto, esta es la primera lección que debemos aprender: no todos los perfiles de suelos tienen que estar necesariamente constituidos por varios horizontes.” (Ibáñez, 2008) HORIZONTES DEL SUELO El horizonte de un suelo es aquella capa paralela a la superficie del suelo, esta se distingue por los distintos procesos de formación del suelo. “Los horizontes corresponden a una diferenciación y transformación morfológica de
los componentes del suelo durante su génesis. Su denominación se realiza con base en observaciones de terreno y, según corresponda al sistema de clasificación de 32
suelos que se aplique, se le asigna una letra o una combinación de letras y números o signos.” (2003)
PRINCIPALES HORIZONTES DEL SUELO 1. HORIZONTE H Está formado por acumulación de material orgánico depositado en la superficie, “que
está saturado de agua durante periodos prolongados y que contiene 100% o más de materia orgánica.” (2010) 2. HORIZONTE O “Está formado por acumulaciones de material orgánico depositados sobre la superficie, que sólo está saturado de agua unos pocos días al año y que contiene 35%, o más de materia orgánica.” (2010) Esta materia orgánica está poco transformada, haciendo visible la organización biológica de los restos. Además, es un horizonte típico de los suelos del bosque. Las capas denominadas O son los horizontes orgánicos de los suelos minerales Están formados o en formación en la parte superior de los suelos minerales. Contienen más del 30 % de MO cuando la fracción mineral posea más del 50 % de arcilla. O contienen más del 20 % de MO, si la fracción mineral no posee arcilla. Los contenidos intermedios, contienen cantidades proporcionales de MO. 3. HORIZONTE A “Es un horizonte de mineral oscurecido, formado por la incorporación de materia orgánica bien descompuesta y distribuida como partículas finas, constituyendo lo que se llama humus.” (2010) El contenido que tiene de materia orgánica es menor que el de los horizontes superiores de la misma. Tienen un horizonte de acumulación de MO en la superficie o en sus adyacencias. Son horizontes de eluviación que, debido al intenso lavado, han perdido arcillas, óxidos hidratados de hierro y aluminio o de ambos, dando como resultado una acumulación por mayor concentración de cuarzo y otros minerales resistentes del tamaño de la arena o el limo.
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Ilustración 3: División de los horizontes A
4. HORIZONTE E “Son horizontes eluviales que, generalmente están debajo de un horizonte A, del que
normalmente se diferencian por un contenido más bajo en materia orgánica y un color más claro.” (2010) Este horizonte es mineralmente empobrecido debido a que está expuesto a una elevación máxima, por otro lado, este se encuentra enriquecido de limo y arena, pero a su vez es pobre en materia orgánica, hierro, aluminio o arcillas. Además, es un horizonte típico de Zonas Tropicales. 5. HORIZONTE B
Concentración iluvial (proveniente en su mayoría del lavado de A o de otras partes del suelo) de arcillas silicatadas, humus, óxidos hidratados de hierro o aluminio etc., que se pueden encontrar solos o acompañados, que no se hayan formado a partir de la eliminación de carbonatos o de sales solubles. Concentración de residuos de sesquióxidos, que provocan colores más oscuros, más intensos que los de los horizontes sub y supra yacentes a él.
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Ilustración 4: División de los horizontes B
6. HORIZONTE C “Es una capa mineral que no comprende el estrato rocoso y que puede ser similar o no, al material del cual presumiblemente se formaron los horizontes A y B.” (Echave,
2003) La meteorización, pues se encuentra fuera de la zona de mayor actividad biológica. La cementación reversible por la acumulación de carbonatos de calcio y magnesio. El desarrollo de la fragilidad y la alta densidad aparente. Las condiciones de gleyzación (reducción). La cementación o induración y la acumulación de diversas sustancias y además de las arcillas silicatadas y el hierro. 7. HORIZONTE R Está compuesta por la roca madre, este es un horizonte muy duro el cual no puede fragmentarse y no se deshace con el agua.
8. HORIZONTE D Es el material parietal o roca madre fresca. Comúnmente no se usa este horizonte en los estudios de determinación de suelos. Finalmente, según el Instituto de Agrimensura Símbolos especiales para indicar caracteres diferenciales.
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PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO: Textura del suelo “La textura indica el contenido relativo de partículas de diferente tamaño, como la
arena, el limo y la arcilla, en el suelo. La textura tiene que ver con la facilidad con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de agua y aire que retiene y la velocidad con que el agua penetra e n el suelo y lo atraviesa.” (FAO, 2001) Por otro lado, la textura es la cantidad relativa expresada en % de arena, %de limo y % de arcilla contenida en una porción de suelo.
Según el tamaño de las partículas, de acuerdo con el USDA:
TAMAÑO PARTICULAS
DE
LAS
ARCILLA
<0.002mm
LIMO
0.002-0.05mm
ARENA
0.05-2mm
“La textura del suelo se refiere a la proporción relativa de las clases de tamaño de
partícula (o separaciones de suelo, o fracciones) en un volumen de suelo dado y se describe como una clase textural de suelo. Los nombres para las clases de tamaño de partícula corresponden estrechamente con la terminología estándar comúnmente utilizada, incluida aquella del sistema utilizado por el Departamento de Agricultura de 36
los Estados Unidos (USDA). Sin embargo, muchos sistemas nacionales que describen el tamaño de las partículas y las clases texturales usan más o menos los mismos nombres, pero diferentes fracciones de grano de arena, limo y arcilla, y clases texturales. Esta publicación utiliza el sistema 2000-63-2- μm para las fracciones del tamaño de partícula.” (FAO, 2009) “En esta fase previa existen diversos métodos para separar a las partículas del suelo,
unos son métodos físicos (trituración suave, agitación lenta, agitación rápida, ultrasonidos, lavado y cocción) y otros son técnicas químicas (oxidación de la materia orgánica con agua oxigenada, ataque ácido de los carbonatos y compuestos de Fe con HCl, dispersión de las arcillas con hexametafosfato sódico o amoníaco). Como los agentes agregantes pueden ser muy distintos, normalmente no sirve uno sólo de estos métodos, sino que se monta una cadena de tratamientos. La extracción final de las fracciones se realiza por tamizado para las arenas, mientras que la sedimentación en fase acuosa es el método normal de separación de los limos y de las arcillas. Si se necesita su fraccionar a la fracción arcilla se ha de recurrir a la centrifugación.” (2001) IMPORTANCIA DE LA TEXTURA DE SUELO
“A la hora de trabajar el suelo, la textura será la que defina la dificultad de trabajo.
Suelos arcillosos y muy pesados son muy difíciles de trabajar. En un huerto lo notaremos más o menos, pero en las grandes producciones, los costes en horas de trabajo y combustible de maquinaria, se disparan si el suelo es demasiado pesado.” (Agromática, 2013) “La fase gaseosa del suelo. El suelo, debe contener una parte importante de oxígeno retenido entre las partículas que lo componen. Suelos de partículas muy pequeñas (arcillosos), la fase gaseosa es mínima, las partículas tan pequeñas no dejan espacios entre ellas donde se pueda retener el oxígeno. Suelos más arenosos tendrán una fase gaseosa mucho mayor.” (Agromática, 2013) “El agua del suelo. La capacidad de retención d e agua también depende del tamaño de partículas del suelo y por tanto de su textura.” (Agromática, 2013)
CLASES TEXTURALES DE SUELO Para determinar el tipo de granulometría o clase textural de un suelo, se recurre a varios métodos. Se utilizan cada vez más los diagramas triangulares, siendo el triángulo de referencia un triángulo equilátero, un lado del triángulo corresponde a la arcilla, el otro al limo, finalmente el tercero a la arena. Este mismo se encuentra graduado de 10 en 10 y va de 0 a cien en la cual la retícula transporta el elemento que representa. Según Ing. Agr. Nicolás Ciancaglini- Prosap en su Guía para la determinación de textura de suelos por método organoléptico nos indica las distintas estructuras del suelo; siendo éstas:
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Estructura de grano simple: Es muy frecuente en los suelos arenosos, ya que los granos de arena no se unen entre sí y se disgregan fácilmente. Estructura granular: Es frecuente en suelos que ya han sido cultivados. Los terrones no son muy grandes y son más o menos redondeados. Frecuente en suelos de texturas medias (francos). Estructura de bloques: Son terrones más o menos cuadrados y algo más grandes que la granular. Suelen tener abundante espacio poroso y grietas. Muy común en los suelos de textura franca y franco arcillosa. Estructura prismática: Los terrones son más gruesos y alargados. Generalmente se presenta en suelos cultivados y de la familia de textura fina. Estructura laminar: Fácil de identificar porque el suelo está conformado por láminas delgadas dispuestas en forma horizontal. Muy común los suelos que predomina el limo (Franco limoso, limoso) y en terrenos vírgenes (no cultivados). Estructura masiva: En este caso no se forman terrones y el suelo se observa compacto. Muy común en los suelos arcillosos y que no han sido cultivados. Se entiende por consistencia del suelo a la resistencia a la ruptura de los agregados, es decir la mayor o menor tendencia a molerse en polvo o en fragmentos. El método es “in situ” y en este caso es en seco y se evalúa en forma manual. Los grados de consistencia son: Suelto: el suelo se encuentra desagregado Blando: el suelo se desmenuza o se muele bajo muy débil presión Ligeramente duro: débilmente resistente a la presión, fácilmente rompible entre pulgar e índice.
(Ciancaglini, 2003) : Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura menciona que: los nombres de las clases texturales (que describe clases de tamaño de partícula combinadas) del material de suelo descrito son codificados. En adición a la clase textural, se da un estimado en campo del porcentaje de arcilla. Este estimado es útil para indicar el incremento y decremento en contenido de arcilla dentro de las clases texturales y para comparar estimaciones de campo con los resultados analíticos. La relación entre las clases texturales básicas y los porcentajes de arcilla, limo y arena se indican en una forma triangular.
FIGURA 5: relación de los contribuyentes de tierra fina por tamaño
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MÉTODO DE BOUYOUCOS El densímetro empleado es un Hidrómetro de Bouyoucos (ASTM-E 100), que permite la cuantificación de las fracciones de arcilla, limos y arenas. Mediante el método del Bouyoucos emplea un hidrómetro. Este instrumento mide la disminución de la densidad de la suspensión debido al asentamiento de las partículas del suelo. “El método utilizado durante la práctica para la determinación del análisis de distribución del tamaño de las partículas en suelos es el de los Bouyoucos, la cual presenta ventajas con respecto al método de la pipeta ya que no hay necesidad de volver a tratar las muestras ni en largos periodos de reposo.” (2001) DETERMINACIÓN DE TEXTURA Mediante el cual se puede calcular:
DENSIDAD DEL SUELO La densidad se considera como el peso por volumen unitario de sustancia, reportada comúnmente en g/cm 3. Simbólicamente la densidad se representa por: (Burt, 2004) Dos términos se utilizan para expresar la densidad del suelo. La densidad de las partículas es una medida de la densidad de las partículas que forman un suelo y la densidad aparente es la densidad del suelo en su estado natural, incluyendo el espacio poroso. (Manual de Edafología – Azabache Ley ton A.A/ 2014)
D=
m v 39
Dónde: D = Densidad, g/cm 3 p = Peso, g v = Volumen, cm 3 TIPOS DE DENSIDADES DEL SUELO LA DENSIDAD DE PARTÍCULA Es una medida del promedio de la densidad de las partículas del suelo, sin incluir el espacio poroso y se expresa comúnmente en Mg.m -3. Así, si una masa sólida del suelo tuviera la forma de un cubo de 1 m por lado y pesara 2,65 Mg; entonces la densidad de partícula sería 2,65 Mg.m -3, como resultado del cálculo siguiente: Densidad de particula =
masa volumen
= 2,65 Mg. m 3
La Densidad de Partículas (Densidad Real) en la práctica es difícil de determinar por los métodos, para ello se utilizan, en clasificación de suelos se ha convenido en adoptar el valor de 2.65 g/cm 3 como la Densidad real de todos los suelos. Dicho valor se considera como el promedio aproximado de los minerales dominantes; cuarzo, feldespatos, micas y minerales arcillosos. Corresponde a la densidad medida de la fase solida o densidad de las partículas: para un horizonte dado, será prácticamente constante a lo largo del tiempo al ser independiente de la estructura y variar poco la naturaleza de las partículas. Los valores más frecuentes son los siguientes: Minerales de arcilla Cuarzo, feldespato Minerales con elementos metálicos Horizontes minerales Psi Horizontes orgánicos =Ms/Vs Horizontes ricos en minerales pesados Valor medio para suelos minerales De forma empírica se ha establecido para suelos Ricos en MO (de Leenherer,1970)
2000-2650 kg m -1 2500- 2600 kg m -1 4900 – 5300 kg m-1 2600 – 2750 kg m-1 1100 – 1400 kg m-1 2750 kg m -1 2650 kg m -1 Psi 2650 1450X%MO/100
PORTA et al. 2003. Edafología: para la agricultura y el medio ambiente. 3ª ed. Ediciones Mundi Prensa. Madrid, España. Pj 291 40
DENSIDAD APARENTE La densidad aparente es la relación entre la masa del suelo seco a la estufa, incluyendo su estructura y porosidad, y el volumen que ocupa el mismo suelo. La densidad aparente varía con el contenido de espacios porosos, si disminuye el espacio poroso, la densidad aparente aumenta. La densidad aparente de los suelos es muy variable. Así, los Histosols, presentan valores menores de 0,6 Mg.m-3; mientras que densidad aparente menor de 0,9 en suelos minerales con bajo contenido de materia orgánica, revela presencia significativa de cenizas volcánicas. Capas endurecidas del suelo tienen densidad aparente alta como 1,7 Mg.m -3. La densidad aparente del suelo es un buen indicador de ciertas importantes características del suelo, a saber: porosidad, grado de aireación y capacidad de infiltración. La densidad aparente se utiliza para el cálculo de porosidad y capacidad de almacenamiento de agua por volumen de suelo e interviene en el cálculo del peso del suelo.
Densidad aparente(Mg. m 3) =
masa del suelo seco volumen total
Por ejemplo, si el espesor promedio de una capa arable de suelo es de 0,17 m, entonces una hectárea de suelo con una densidad aparente de 1,2 Mg.m-3 tendría una masa aproximada de 20 400 kg Masa del suelo = 0,17 m x 10 000 m2 x 1,2 Mg. m 3 = 2 0400
Esta masa de suelo se utiliza para calcular el contenido de diversos componentes del suelo, como materia orgánica y nutriente. (Manual de Edafología – Azabache Ley ton A.A/ 2014 ) LA DENSIDAD APARENTE Y EL VOLUMEN ESPECÍFICO: La densidad aparente (Pb) se define como la masa por unidades de volumen. Este volumen es el que se ocupa la muestra en el campo. la densidad aparente tiene interés desde el punto de vista del manejo del suelo, ya que informa sobre la compactación de cada horizonte, y permitir inferir las dificultades para la emergencia y la circulación del agua y el aire. El PH está directamente relacionado con la estructura y por ello depende de los mismos factores de control, el conocimiento del valor de la densidad aparente resulta indispensable para referir, un volumen de suelo en el campo los resultados de los análisis de laboratorio.
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Horizontes arenosos Horizontes Arcillosos con estructura Pb = Ms Horizontes compactados / Vt Horizontes suelos volcánicos Valor medio Horizontes turboso Densidad aparente en húmedo
1400 - 1600 kg m -3 1250 - 1100 kg m-3 1900 - 1950 kg m-3 - 850 kg m-3 1350 kg m-3 - 250 kg m-3 Pb = Ms + Mw / Vt -
PORTA et al. 2003. Edafología: para la agricultura y el medio ambiente. 3ª ed. Ediciones Mundi Prensa. Madrid, España. Pj 291 En el cuadro 4.7, se presentan las densidades aproximadas de algunos materiales. A partir del cual y en forma general, puede establecerse que a mayor densidad, mayor dureza de materiales. (Miller y Shickluna,1981)
(NUÑEZ SOLIS, 1992-1998)LOS VALORES DE LA DENSIDAD APARENTE QUE PRESENTE LOS SUELOS SON INFLUENCIADOS POR:
Contenido de materia orgánica Material parental que le ha dado origen: Por ejemplo, los que son suelos derivados de cenizas volcánicas generalmente tiene una densidad aparente que fluctúa entre 0.7 y 0.98 g/cm3 Nivel de compactación: el continuo paso de la maquinaria pesada o de animales del campo, o arar a una profundidad similar todos los años, puede producir capas muy compactas que dificulta la percolación del agua, e impide o restringen la penetración de raíces; al análisis del laboratorio tales capas presentan altos valores de densidad aparente.
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Según Pritchett (1990) citado por (Cerna, 2005), describe los factores que afectan la densidad aparente de los suelos como:
Estructura. La granulación en los suelos tiende a aumentar el espacio poroso y por tanto disminuye en la densidad aparente. Como las condiciones estructurales son malas en los suelos, se facilitan las condiciones de compactación de los horizontes, con la consecuente reducción del espacio poroso. Textura. La textura de los suelos es una de las propiedades que afectan directamente a la densidad aparente (tabla 6) y está estrechamente relacionada a ella. Compactación: A medida que los suelos se compactan disminuye la porosidad y aumenta la densidad aparente. Materia Orgánica, influye al facilitar y elevar la granulación de la estructura de los suelos, aumentando la porosidad y disminuyendo la densidad aparente.
Los valores bajos de densidad aparente son propios de suelos porosos, bien aireados, con buen drenaje y buena penetración de raíces, lo que permite un buen desarrollo de las raíces. Los valores altos de densidad aparente son propios de suelos compactos y poco porosos, con aireación deficiente e infiltración lenta del agua, lo cual puede provocar anegamiento, anoxia y que las raíces tengan dificultades para alongarse y penetrar hasta alcanzar el agua y los nutrientes necesarios. En estas condiciones, el desarrollo y crecimiento de las plantas es impedido o retardado consistentemente (Donoso, 1992) citado por (Gutiérrez, 2010) POROSIDAD La porosidad total del suelo es el volumen de éste que no está ocupado por sólidos; es el volumen que hay disponible en el suelo para los líquidos y los gases. A. TIPOS DE POROSIDAD EN EL SUELO La distribución del espacio poroso depende de la composición y arreglo de la fracción sólida, es decir, de la textura, del contenido de materia orgánica y de la estructura, definiéndose dos tipos de espacios porosos: a) Micro porosidad o Porosidad textural, está compuesta por el volumen de los poros más finos que tiene el suelo y que, en su mayor cantidad se encuentran en el interior de los peds. b) Macro porosidad o Porosidad estructural, es el volumen de poros grandes del suelo, los cuales se encuentran, en mayor proporción, ubicados entre los peds.
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La diferenciación anterior tiene su máxima importancia, cuando se considera la función específica de cada tipo de porosidad, ya que los macro poros son los responsables de la circulación del agua, sobre todo cuando está en exceso, y del aire en el suelo, en tanto que los micros poros son los encargados de almacenar agua dentro del mismo. De las consideraciones anteriores se deduce que, más importante que conocer la porosidad total del suelo, es conocer la distribución de los poros de diferentes tamaños. La proporción en que se encuentren los diferentes tamaños es la que controla las relaciones fundamentales entre las fases sólida -líquida - gaseosa, influyendo grandemente en cualidades edáficas como drenaje, infiltración, almacenamiento de agua, aireación, temperatura, etc. (Daniel, F; Jaramillo, J.2002. Introducción a la Ciencia del Suelo) Para agrupar los poros del suelo, de acuerdo al tamaño que presenten, se han propuesto varias clasificaciones, como la que puede verse en la Tabla propuesta por el Soil Survey Division Staff (SSDS, 1993). Clasificación de los poros del suelo, según su tamaño, propuesta por SSDS(1993).
B. EL ESPACIO POROSO Se denomina así a los espacios que quedan entre las partículas y dentro de los agregados. En condiciones de campo, este volumen es ocupado por el aire y el agua del suelo. El espacio poroso varía con la textura, estructura y contenido de materia orgánica. Cuando un suelo es irrigado o soporta una lluvia, el aire es desalojado y el espacio que deja es ocupado por el agua; tan pronto como el agua se percola, evapora o es utilizada por las plantas, el aire nuevamente ocupa el espacio que dejó el agua; por consiguiente, la cantidad relativa de aire y agua contenida en el espacio poroso fluctúa constantemente. (Manual de Edafología – Azabache Ley ton A.A/ 2014) El espacio poroso (Ep) es la porción del suelo no ocupada por partículas sólidas. El espacio poroso está ocupado por aire y agua. El arreglo de las partículas sólidas del suelo determina la cantidad de espacio poroso. (Forsythe, 1985). 44
Los suelos arenosos superficiales tienen del 35 al 50% de Espacio Poroso (Ep), mientras que los suelos de texturas más finas tienen del 40 al 60%. En el cuadro 4.9 se indican los Ep de acuerdo a diferentes Dap.
La porosidad, es la mejor expresión del estado de la estructura en un momento dado y proporciona información esencial sobre las propiedades físicas.
Porosidad capilar o capacidad de agua: capacidad de campo × D`. Capacidad en aire: diferencia entre la porosidad total y la capilar. Indicaciones dadas por la porosidad: Diagramas de porosidad que están relacionados con la textura y con la estructura. (Klute ,2006)
C. DETERMINACIÓN DEL ESPACIO POROSO Debido a que la porosidad del suelo depende de las características de su fracción sólida, ella se estima con base en las densidades real y aparente, según la relación: % de espacio poroso = 100
densidad aparente densidad de partícula
x100
Donde: P: Porosidad total en %. Da: Densidad aparente: Mg m -3 Dr: Densidad real o densidad de partícula: Mg m -3
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MÉTODO UTILIZADO A. MÉTODO DEL CILINDRO ( M. Rojas) El método más utilizado es el método del cilindro. Una de las desventajas de tomar la muestra con el cilindro, es que el valor puede variar con el tamaño del cilindro, siendo mayor la densidad cuando menor es el tamaño del cilindro, a causa de que no se captan los poros de mayor diámetro. En general, el método presenta poca variación, es fácil de repetir y su determinación es sencilla. Es uno de los métodos más utilizados, se utiliza un cilindro de paredes delgadas y rígidas, con bordes biselados hacia el exterior. Aproximadamente de unos 100 cm3 (Erbach, 1882) Partiendo de un cilindro de volumen conocido, se entierra en el suelo y se rasa (se rellena hasta el tope) el cilindro, para que el volumen sea exacto. El material contenido en el cilindro se seca y se pesa. Nuevamente la relación P/V origina la Dap. Con los datos obtenidos, se aplica la siguiente relación: Densidad aparente(Mg. m 3) =
masa del suelo seco volumen total
Los suelos arenosos tienen densidades aparentes (1.6 a 1.9 g/cm 3) mayores que los de texturas finas (1.0 a 1.6 g/cm 3). En suelos "in situ" las densidades aparentes aumentan con la profundidad por los niveles más bajos de materia orgánica en el subsuelo.
En clasificación de suelos, la densidad aparente se utiliza en la caracterización de un suelo denominado ANDOSO .Estos suelos tienen densidades menores a 0.85 g/cm3. Generalmente se asocian tales valores (de densidad) con la presencia de amorfos, como el alofano y con problemas para la fertilización fosfórica de cultivos y para el encalado, por lo tanto se recomiendan para estos suelos uso del método del cilindro. (FAO, 1999). B. METODO DE LA PROBETA Hay otros métodos que no requieren instrumental complejo para estimar densidad aparente. Cuando no se cuenta con la posibilidad de obtener la muestra inalterada del campo se puede utilizar el método de la probeta, que usa la muestra molida y tamizada, o también el método de la parafina con muestras inalteradas tomadas con pala sin usar el cilindro. Es importante recalcar que esta variable es fuertemente afectada por la textura del suelo. 46
Los suelos de textura gruesa presentan siempre mayor densidad aparente que los de textura fina. Sin embargo a mayor contenido de materia orgánica presentan menor densidad aparente y por ende mayor porosidad, lo cual favorece el ambiente para el desarrollo de la raíz. La densidad aparente del suelo expresa el contenido de sólidos por unidad de volumen (g/cm3). Es una determinación que debe realizarse bajo condiciones de campo, pues este dato en muestras alteradas da información muy poco confiable ya que no detecta las condiciones de compactación del suelo. En la masa (peso por unidad de volumen de suelo seco). El volumen considerado incluye las partículas sólidas del suelo y el espacio poroso. Los suelos arenosos son relativamente bajos en espacio poroso total y proporcionalmente tienen densidades aparente altas. Los suelos superficiales de migajón arenoso y arena varían en su densidad aparente de 1.6 a 1.9 g/ml y en los suelos de textura fina (migajón limoso y arcilloso y arcillas) normalmente varían de 1.0 a 1.6 g/ml. Las densidades aparentes aumentan con la profundidad en el perfil del suelo. Esto se debe a más bajos niveles de Materia orgánica menor agregación y más compactación. Suelos densos pueden tener densidades aparentes de 2.0 g/ml o mayores. La compactación fuerza al material sólido dentro de los poros del suelo. Esto reduce el espacio poroso total y aumente la densidad aparente. Las labores de cultivo usualmente aumentan el espacio poroso y disminuyen la densidad aparente. PROPIEDADES QUIMICA DEL SUELO PH DEL SUELO Definición: El pH indica el grado de acidez de la solución del suelo, pero no la acidez total del suelo. El pH debido a la influencia que tiene sobre el desarrollo de las plantas y la fauna del suelo, incide además en la velocidad y calidad de los procesos de humificación y mineralización así como en el estado de determinados nutrientes. 1 Tipos de Acidez En los suelos los hidrogeniones se encuentran tanto en la solución, como en el complejo de cambio, dando origen a los dos tipos de acidez conocidas 2 Activa o real (en solución) Acidez de cambio o de reserva (para los adsorbidos). Ambas están en equilibrio dinámico. Si se eliminan H+ de la solución se liberan otros tantos H+ adsorbidos. Como consecuencia el suelo muestra una fuerte resistencia a cualquier modificación de su pH, está fuertemente tamponado.
1 2
(Chavarria .R.F.) (Chavarria .R.F.)
47
En base a USDA (Soil Survey Staff, 1965), la acidez de los suelos se clasifica según sus valores en las categorías que se citan en la tabla 7, que se presenta a continuación: TABLA1. Clasificación de acidez del
pH de solución del Categoría suelo Menor de 4 Suelo extremadamente ácido 4.5 - 5.0 Suelos muy fuertemente ácidos 5.1 - 5.5 Suelos fuertemente ácidos 5.6 - 6.0 Suelos medianamente ácidos 6.1 - 6.5 Suelos ligeramente ácidos 6.6 - 7.3 Suelos neutros 7.4 - 7.8 Suelos medianamente básicos 7.9 - 8.4 Suelos moderadamente básicos 8.5 - 9.0 Suelos fuertemente básicos Mayor 9.1 Suelos muy fuertemente básicos El pH de un suelo influye en la mayoría de las reacciones de los suelos. Entre otras influencias se puede mencionar: (Chavarria .R.F.)
Incide sobre las propiedades físicas y químicas de los suelos. Un pH neutro es el mejor para las propiedades físicas de los suelos. A pH muy ácido se da intensa alteración de minerales y la estructura se vuelve inestable. A pH alcalino, la arcilla se dispersa, destruyéndose la estructura, dando origen a malas condiciones físicas. El pH influye la asimilación de nutrientes del suelo pudiendo bloquear cuando el pH es ácido o bien cuando es alcalino según el tipo de nutriente. pH entre 6 y 7,5 resulta ser el mejor rango para el buen desarrollo de las plantas
Factores que afectan la acidez de los suelos Los factores que hacen que el suelo tenga un determinado valor de pH son diversos, fundamentalmente: (Chavarria .R.F.)
Tipo de material madre: Los suelos que se desarrollaron a partir de rocas o material generador básico, generalmente tienen valores de pH altos que aquellos formados a partir de rocas acidas. (Manual de Fertlidad de Suelos) Crecimiento de Plantas: Los suelos formados bajo vegetaciones boscosas tiende a ser más acidas que aquellos formados bajo praderas. Los bosques de coníferas producen mayor acidez que la producida por bosques caducifolios. (Manual de Fertlidad de Suelos) 48
Precipitaciones: El agua que pasa atreves del suelo lixivia los nutrientes básicos, tales como el Ca y Mg en el agua de drenaje. Ellos son reemplazados por elemento acidificantes tales como el H, Mn y Aluminio (Al). De modo que los suelos formados bajo precipitaciones altas son más acidas que aquellas formados bajo condiciones áridas. (Manual de Fertlidad de Suelos) Cultivos: Los diferentes cultivos absorben cantidades diferentes de Ca y Mg. En general las leguminosas contienen mayor cantidad de bases que las no leguminosas. El contenido de Ca y Mg también varían de acuerdo con la proporción de la planta que se coseche. (Manual de Fertlidad de Suelos) Complejo adsorbente: Según que está saturado con cationes de reacción básica (Ca++, Mg++...) o de reacción ácida (H+ o Al+++). También dependiendo de la naturaleza del cambiador variará la facilidad de liberar los iones absorbidos (Chavarria .R.F.) Erosión: Con excepción de las áreas de baja precipitación, por lo general la acidez aumenta con la profundidad y la perdida de la capa superficial por erosión puede aumentar la acidez de la capa arable. A medida que la profundidad del suelo superficial disminuye, una mayor proporción del subsuelo es incluida en la capa arable. Existen situaciones en las que el pH del subsuelo es más alto que el de la capa superficial del suelo. (Manual de Fertlidad de Suelos) Fertilización: Especialmente con fertilizantes nitrogenados, acelera la velocidad de acidificación .A niveles de fertilización nitrogenada bajos, la acidificación es pequeña. Pero a medida que la dosis de N aumenta, la acidificación puede llegar a ser sustancial. (Manual de Fertlidad de Suelos) Fijación del Nitrógeno: Uno de los primeros productos que se forman durante este proceso es el ion de amonio. Cuando el amonio es convertido a nitratos, por el proceso de nitrificación, se produce H +. Esto aumenta la acidez del suelo. (Manual de Fertlidad de Suelos)
Fuente: (Manual de Fertlidad de Suelos) 49
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (CIC) Definición
Es el número total de cargas negativas disponibles (sitios de intercambio) para atraer cationes al suelo. Es la habilidad de un suelo a retener e intercambiar cationes en superficie negativamente cargada. 3 El CIC es medida en mili equivalentes por 100 gramos de suelo (meq/100g).
Factores que afectan la CIC: a) Presencia de Hidratos de Fe y Al b) Tipo de arcilla presente c) pH d) Cantidad de arcilla (% de arcilla en el suelo) Las causas de la capacidad de cambio de cationes de las arcillas son: Sustituciones atómicas dentro de la red. Existencia de bordes (superficies descompensadas). Disociación de los OH de las capas basales. Enlaces de Van der Waal En las arcillas, además de en su superficie, los iones pueden entrar entre la láminas.
IMAGEN 1.
e) Contenido de Materia Orgánica. FUENTE:Fuente Las causas de la capacidad de cambio de materia orgánica son: Disociación de los OH Disociación de los COOH
FUENTE: Dorronsoro.C.
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En cuanto a los factores que hacen que un suelo tenga una determinada capacidad de cambio de cationes son varios. Tamaño de las partículas: cuanta más pequeña sea la partícula del material, más grande será la Capacidad de Intercambio. Naturaleza de las partículas: La composición y estructura de las partículas influirá en las posibilidades de cambio de sus cationes Así la capacidad de Intercambio catiónico (CIC) de algunos de los materiales más comunes en los suelos los representamos en la siguiente tabla. 4
TABLA N°1. Valores de CIC se ún material
Tipo deMaterial
CIC ,meq/100g
Cuarzo y Feldespatos Óxidos e Hidróxidos de Fe y Al Caolinita illita y Clorita Montmorillonita Vermiculita Materia Orgánica
1-2 4 3-15 10-40 80-150 100-160 300-500
IMAGEN 3: VISTA ESQUEMATICA DE INTERCAMBIO CATIÓNICO FUENTE:Fuente especificada no válida.
ALGUNOS APLICACIONES PRACTICAS Suelos con CIC entre 11 y 50 Suelos con CIC entre 1 y 10
Alto contenido de arcilla Se requiere más cal para corregir el pH Mayor capacidad para retener nutrientes a una rofundidad dada Ramificaciones físicas de un suelo con alto contenido de arcilla Alta capacidad de retención de agua
Alto contenido de arena Se requiere menos cal para corregir el pH Mayor lixiviación de N y K Ramificaciones físicas de un suelo con mucha arena Baja capacidad de retención de agua
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Mientras más alta sea la CIC de un suelo, mayor será la cantidad de cationes que pueda retener. En suelos arenosos con un bajo nivel de CIC, retienen cationes solo en pequeñas cantidades 5 TABLA N°2. Valores medios de CIC según la textura del suelo (U.S.D.A)
Suelos arenosos
1-5 meq / 100 g
Suelos francos 5-15 meq / 100 g Suelos arcillosos 15-30 meq / 100 g Turba de shagnum 100 meq / 100 g Valor extremo inferior < 5 meq / 100 g Valor extremo superior > 30 meq / 100 g Humus 150-500 meq / 100g Importancia de la Capacidad de Intercambio Catiónico
Controla la disponibilidad de nutrientes para las plantas: K+, Mg++, Ca++, entre otros. Interviene en los procesos de floculación - dispersión de arcilla y por consiguiente en el desarrollo de la estructura y estabilidad de los agregados. Determina el papel del suelo como depurador natural al permitir la retención de elementos contaminantes incorporados al suelo.
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3.2.5 Construcción de un mapa conceptual del tema
53
3.3
Glosario de términos básicos
Absorción: Retención de una sustancia, generalmente en forma de líquido o gas, entre las moléculas de otra (absorbente). Acidez: Contenido en ácidos de una solución. Medida de la concentración de hidrogeniones en una solución. Su determinación se suele realizar mediante métodos colorimétricos o potenciométricos. Ácido: Sustancia que tiene tendencia a perder un protón. Sustancia que se disuelve en agua con la consiguiente formación de iones hidró- geno. Sustancia que contiene hidrógeno, que puede ser reemplazado por metales para formar sales Acuicludo: Formación geológica que estando saturada de agua es incapaz de transmitirla en cantidades significativas cuando es sometida a gradientes hidráulicos normales. Acuífero: Formación, grupo de formaciones, o parte de una formación geológica que está formada por materiales permeables y que cuando contienen agua son capaces de cederla en cantidades aprovechables bajo la acción de gradientes hidráulicos normales. Los materiales que comúnmente forman los acuíferos son arenas y gravas no consolidadas, rocas permeables sedimentarias como areniscas y calizas, y rocas cristalinas o volcá- nicas fuertemente fracturadas. Bacteria: Microorganismo procariota unicelular, caracterizado por carecer de órganos propios de las células eucariotas. Muchas son saprófitas jugando un importante papel en la descomposición de la materia orgánica. Balance iónico: Relación entre el contenido en cationes y aniones determinados analíticamente en una muestra de agua (ver Error Analítico). Biodegradable: Susceptible de descomponerse a través de procesos biológicos, generalmente mediados por microorganismos (bacterias, hongos, protozoos, etc). Esta propiedad, que caracteriza a la mayor parte de los compuestos biológicos, permite su transformación en sustancias mas sencillas que no necesariamente son menos contaminantes o tóxicas que la sustancia original. Calidad: Término que cuando se emplea referido a la composición de un agua se refiere a su adecuación a un uso concreto. 54
Capacidad auto depuradora: Capacidad de un sistema para diluir o transformar los contaminantes en el introducidos en sustancias más simples de forma que recupere su calidad inicial. La autodepuración es un proceso complejo en el que intervienen tanto los componentes inorgánicos del medio, como los organismos vivos y procesos puramente físicos como la filtración o la decantación Dureza del agua: Suma de las concentraciones de cationes metálicos con la excepción de los metales alcalinos y del hidrógeno, en la mayoría de las ocasiones es debida al calcio y magnesio a los que se añaden con frecuencia el hierro, aluminio, manganeso y estroncio. Se suele expresar en miliequivalentes de CaCO3 o en grados franceses (1 grado francés = 10 mg/L de CaCO3). Desinfección: Destrucción por medio de un agente químico o físico de las bacterias y virus patógenos que se encuentran en el material a desinfectar (sustancia, objeto, etc.). Se diferencia de la esterilización en que esta última destruye todos los microorganismos, patógenos o no, incluidas las formas de resistencia. Edafología: Ciencia que estudia el suelo, su origen, morfología, génesis, distribución, representación cartográfica y taxonomía prestando especial atención a su uso y función ambiental. Evapotranspiración: Proceso conjunto de evaporación de agua desde el suelo y de la transpiración de las plantas a través de sus estomas. Fácies química: ver fácies hidrogeoquímica. Fermentación: Degradación microbiana anaerobia de la materia orgánica cuyos productos finales incluyen el dióxido de carbono, los ácidos orgánicos simples y otros productos. Humedad del suelo: Agua de la zona no saturada. Se expresa como una fracción del volumen total de poros que puede ser ocupado por el agua. Su valor es igual o menor que la porosidad. Ión: Átomo o grupo de átomos que ha perdido o adquirido uno o más electrones y por tanto posee una cierta carga positiva o negativa. Los iones con carga positiva reciben el nombre de cationes. Medida del pH: El método normalmente utilizado en la determinación del pH de aguas naturales es el electrométrico con electrodo de vidrio. Este método se basa en la medida de la diferencia de potencial entre un electrodo de vidrio y un electrodo de referencia (calomelanos KCl saturado). Porosidad eficaz: Volumen de huecos disponible que contribuye en la transmisión de agua a través de un material permeable. Generalmente se expresa como porcentaje del volumen total. 55
CAPITULO IV PRESENTACIÓN DE RESULTADOS 4.1
Ordenamiento y organización de la información 4.1.1 Resultado principal de la investigación Preparación de muestra de suelo para análisis
El trabajo realizado de la calicata presentando 4 diferentes horizontes. HORIZONTE “A”:
Presencia de pastizal y raíces. Color: 7.5YR-3/2 marrón oscuro. Medida: 10.5 cm. Textura: arenosa.
HORIZONTE “B”:
Presencia de raíces. Color: 7.5YR-3/3 marrón rojizo. Medida: 13,4 cm. Horizonte angular. Textura: arcillosa.
HORIZONTE “C”:
Presencia de poca cantidad de raíces. Color: 7.5YR-4/2 marrón oscuro. Medida: 26,5 cm. Textura: arenosa.
56
HORIZONTE “D”:
Color: 7.5YR-4/2 marrón rojizo. Medida: 49,6 cm. La muestra se compacta Textura: arcillosa.
57
7.5YR3/2
7.5YR3/3
7.5YR4/2
Determinación de la textura del suelo
Tabla 1. Datos para la determinación de la textura del suelo. 1° MEDICION
2° MEDICION
DENSIDAD(gr/l)
92
25
TEMPERATURA(°C)
21
19
Are. % =100 – {[92gr/l+ (21-20) x 0.2]/50 x 100} = 62.8 Arc. %= {[25gr/l+ (19-20) x0.2]/50 x 100} =9.6 Lim. %= 100 - (62.8+ 9.6) = 27.6
58
Tabla 2. Datos
del porcentaje de textura del suelo. CLASES DE TEXTURA ARENA
CANTIDAD (%) 62.8
ARCILLA
9.6
LIMO
27.6
Para determinar la clase de textura de un suelo recurrimos al diagrama triangular de la USDA.
La Clase De Textura En El Triángulo De La Usda Es Un Suelo Franco Arenoso.
59
Determinación de la densidad aparente y porosidad del suelo Tabla 1: Proceso de obtención del porcentaje de porosidad. N° 1 2 3 4
DATOS
Peso del suelo y arena (g) Volumen del suelo y arena (ml) Densidad aparente (1/2) Volumen del agua (ml) Volumen de la mezcla suelo + 5 arena (ml) 6 Suma de volúmenes 2+4 (ml) Volumen del espacio poroso (67 5) 8 Volumen del solidos (2-7) 9 Densidad de partículas (1/8) Porcentaje de porosidad (7/2 10 *100)
MUESTRA EN ESTUDIO 100 g 80 ml 1.25 50 ml
ARENA 100 g 72 ml 1.61 50 ml
142ml
142 ml
130 ml
112 ml
37
24
43 2.33
32 3.13
46.25%
33.3%
Al llevar a cabo, todos los procesos matemáticos, para obtener los datos porcentuales de la porosidad de las muestras de suelo en estudio y la arena, claramente los números muestran que el suelo en estudio tiene mayor porosidad (46,25 % de porcentaje de porosidad) a diferencia de la arena que tiene menor cantidad de porosidad (32.3 % de porcentaje de porosidad).
60
Determinación de la capacidad de campo del suelo
Tabla 1. Resultados del análisis de capacidad de campo DATOS Peso húmedo(g) Peso seco(g) Peso del agua(g) Capacidad de campo(%)
MUESTRA EN ESTUDIO 25.14 18.6 6.54 35.16
ARENA 32.3 25.8 6.5 25.19
Determinación de la capacidad de intercambio catiónico del suelo agrícola
Para determinar el CIC utilizamos la siguiente fórmula:
a = ml gastados de versenato b = ml tomados del filtrado o alícuota (5 ml)
a =48 ml b = 53ml
CIC (. − ) = , .
Determinación del pH del suelo
Medición del pH de la muestra del suelo agrícola con el potenciómetro pH=6
61
Determinación de la conductividad eléctrica y salinidad del suelo
Medición del pH de la muestra del suelo agrícola con el conductómetro CE= 0,0053−
Tabla 1. Efecto de la salinidad en los cultivos CE (dSm-1 o mmho cm-1) En la pasta saturada 0 – 2 2 – 4 4 – 8 8 -16 >16
CE (dSm-1 o mmho cm-1) En el extracto 1:5
≡ 0.003 ≡ 0.3 – 0.6
Efecto de la salinidad en los cultivos Despreciable Limita el rendimiento de los cultivos muy sensibles Limita el rendimiento de muchos cultivos Sólo para cultivos tolerantes Muy pocos cultivos lo resiste
Determinación del carbono orgánico del suelo
Calculo de los resultados de acuerdo a la siguiente fórmula, usando el factor de corrección 1,30:
Donde:
62
C= Carbono Orgánico ml Muestra= Gasto de sulfato ferroso de la muestra ml Blanco = Gato de sulfato ferroso del blanco NFe+2 = Normalidad del sulfato ferroso 0,003 = peso miliequivalente del carbono (12/4000) 1000 = convertir los resultados en base a 1000 g (1 Kg de suelo) 1,30 = factor de recuperación del carbono (100/77) 1,724 = Factor de conversión del Carbono orgánico a Materia Orgánica (100/58) El contenido de Materia Orgánica se da en %. Hacer el cálculo por regla de tres simple.
CO=
(8−)(.(()
1.30= 15.6 g/kg.
MO= (15.6) (1.724) = 26.89
4.1.2 Resultado secundario de la investigación N° de Muestra 1
pH
C.E −
6
0.0053
M.O. % 26.89
CO (g/kg) 15.6
4.1.3 Resultado de las técnicas utilizadas N° de Arena Limo Muestra % % 1 62.8 27.6
4.2
Arcilla % 9.6
N° de Muestra
Clase Densidad Porosidad C.I.C Textural (g/m3) % . −
1
Franco 2.33 Arenoso
36.25
7.24
Discusión de resultados
Preparación de muestra de suelo para análisis
El color predominante en los horizontes estudiados es el marrón definido como 7.5YR en la tabla Munsell, con distintos grados de tonalidad y pureza, se observó el color definido como 7.5YR-4/2 especialmente en algunos horizontes C y D. Determinación de la textura del suelo 63
Al realizar la práctica de la determinación de la textura del suelo obtenida del campo, observamos que al agregar a la muestra con agua destilada 5 ml de solución de oxalato de sodio y 5 ml de la solución de hidróxido de sodio, se dio una mayor dispersión de las partículas de la muestra de suelo. Al transferir la muestra del vaso metálico de dispersión a la probeta de sedimentación de Bouyoucos, se formó en la superficie un poco de espuma.
Determinación de la densidad aparente y porosidad del suelo Con los datos numéricos, se puede sostener que a mayor porcentaje de porosidad también mayor espacio superficial de la muestra en estudio, y a menor porcentaje de porosidad, también menor espacio superficial de la muestra en estudio. Por lo tanto, existe una relación directa entre el espacio poroso de una muestra y el espacio superficial de la misma muestra. la arena en este caso ha sido de partículas fina por cual la filtración de agua ha sido un tanto rápida, también por la granulometría que este presenta.
Determinación de la capacidad de campo del suelo
El suelo en estudio presenta una textura arenosa el cual hace que la capacidad de campo sea menor ya que la arena tiene un diámetro de 0.05 a 2 mm por lo que el agua fluya y esta no pueda retenerla. Determinación de la capacidad de intercambio catiónico del suelo agrícola Nuestro suelo en estudio posee una CIC de 7,24; el cual quiere decir que el suelo tiene una capacidad de intercambio catiónico bajo, indicando así que tiene pocas propiedades de infiltración, retención de humedad. Este suelo retiene poca cantidad de cationes; no tiene buena fertilidad.
Determinación del pH del suelo El pH puede variar de 0 a 14 y de acuerdo con esta escala establecida en 1909 por el bioquímico danés Sören Sörens. En el resultado obtenido mediante el potenciómetro el suelo en estudio presenta un pH medianamente acido de acuerdo a la clasificación de potenciales de hidrogeno (Porta et al.,2003)
Determinación de la conductividad eléctrica y salinidad del suelo La calidad y fertilidad de un suelo agrícola es el contenido de sales. Estas a su vez reducen el potencial osmótico de la solución del suelo, reduciendo al mismo tiempo la disponibilidad de agua para las plantas, a pesar de que el suelo muestre niveles razonables de humedad. Los problemas de salinidad son más comunes en regiones semiáridas y áridas. La manera en la que se mide dicha salinidad en los suelos es mediante la conductividad eléctrica.
Determinación de la materia orgánico del suelo 64
El suelo en estudio presenta un nivel bajo de materia orgánica el cual nos da a entender que dicho suelo en su estado actual no posee las condiciones adecuadas para ser un área de cultivo.
65
CONCLUSIONES
En el estudio realizado se determinó que el suelo no tiene una fertilidad prudente para ser un área agrícola debido a diversos factores entre ellas tenemos a la baja cantidad de capacidad de intercambio catiónico(CIC) por lo que retiene poca cantidad de cationes. El contenido de sales en un suelo es fundamental para que este presenta una buena calidad y fertilidad; por lo que la conductividad eléctrica determinada presenta un efecto despreciable de la salinidad en este suelo de cultivo.
La materia orgánica puede influir de manera positiva en la fertilidad de los suelos, aumentan las propiedades físicas, biológicas y químicas de los suelos; así también en lugares donde existe exceso te M.O favorecen a la acidez de los mismos suelos.
66
RECOMENDACIONES
Se sugiere abordar otros temas importantes para obtener un diagnóstico completo del área de estudio como es la relación carbono nitrógeno(C/N) con esta relación podemos determinar si el nitrógeno esta biodisponible o no en el suelo y así poder saber si la descomposición de MO en este es sencilla o difícil. Se sugiere realizar la remediación del área en estudio dependiendo del cultivo que se desea realizar; ya que no todos los cultivos se ven afectados en igual proporción a la acidez del suelo. Algunas especies muestran mayor productividad en pH ácidos.
Los estudios realizados como CIC, MO, pH, CE, entre otros deberían ser realizados permanentemente, revisadas y validadas para así tener resultados certeros y confiables. Estos resultados podrían ser sistematizados y especializados para de esta manera poder ser presentados ante la autoridad correspondiente para que realicen medidas correctivas. Se debe evitar quemar la materia orgánica de los suelos ya que los empobrece y con esto se le ocasiona un daño a la agricultura.
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70
ANEXOS
71
GRAFICO N° 01: realizando el agujero de 30cm de profundidad
GRAFICO N° 02: realizando el agujero de 30 cm de profundidad
GRAFICO N° 03: limpiado de la muestra tomada en campo
GRAFICO N° 03: Calicata de un metro de profundidad para visualizar los horizontes
GRAFICO N° 04: Calicata de un metro de profundidad para visualizar los horizontes
11
GRAFICO N° 05: Preparación en laboratorio de la muestra del suelo para su posterior análisis.
12
