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AGRO 6505 – Fertilidad de Suelos Avanzada

2- Evaluación de fertilidad (muestreo de suelos)

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¿Porqué evaluar la fertilidad del suelo?

• Diagnosticar

• Predecir• Predecir

• Recomendar

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2-1 Existen distintas técnicas para evaluar la fertilidad de suelos

• Observación visual de plantas (síntomas visuales de deficiencia en la planta)

• Pruebas empíricas en el campo

• Ensayos pequeños en umbráculos

• Ensayos en el campo (replicados o no replicados)

• Análisis de planta (foliar)

• Análisis de suelos

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Síntomas visuales de deficiencia en la planta• Se basa en la premisa de que la deficiencias nutricionales

sufridas por la planta se manifiestan en forma visual de acuerdo a su función en la plantaEsto no siempre es cierto ya que no son interpretados con• Esto no siempre es cierto ya que no son interpretados con facilidad

• Corrección de deficiencias no necesariamente mejoran el rendimiento o evitan pérdidas

• Hambre escondida

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Pruebas empíricas en el campo

• Observaciones

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Pruebas de invernadero

• Se lleva a cabo en macetas o en tiestos.

• Los resultados no son facilmente extrapolados a condiciones en el campocondiciones en el campo

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Pruebas de respuesta en el campo

• "Strip tests"• Parcelas o predios experimentales

• Establecer tratamientosEstablecer tratamientos• Cuantificar la respuesta del cultivo al nivel del fertilizante o

nutrimento• La planta es la indicadora• Los resultados son útiles para el tipo de suelo y las

condiciones ambientales del experimento• Esfuerzo de dinero y personal• Replicaciones

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• Replicaciones• Difícil controlar todas las variables que afectan el

crecimiento y rendimiento de la planta

Análisis de planta (foliar)

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• Análisis foliar puede que ayude a cosechas subsiguiente pero no necesariamente la cosecha en cuestión

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Análisis de suelos

• Se realiza una extracción química del nutrimento(s) • Usualmente los análisis se pueden realizar con rapidéz

Di ibilid d d l b t i lifi d• Disponibilidad de laboratorios cualificados• La concentración se relaciona al rendimiento• Recomendaciónes de fertilizantes basada en pruebas

químicas requieren una combinación de ciencia, experiencia e intuición

• Se requiere de muchas pruebas de campo para desarrollar relaciones entre nivel en el suelo y cantidad de fertilizante

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relaciones entre nivel en el suelo y cantidad de fertilizante necesario para obtener rendimiento adecuado.

Preguntas

• ¿Qué es una muestra de suelos?

• ¿Cuál es el objetivo del muestreo de suelos?

¿Para que sirve una prueba de suelos?• ¿Para que sirve una prueba de suelos?

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El termino general de “Prueba de suelo” envuelve cinco componentes

1. Muestreo y preparación de la muestra

2 Extracción de los nutrimentos del suelo2. Extracción de los nutrimentos del suelo

3. Análisis del extracto

4. Interpretación del análisis basado en

• Información de correlación

• Información de calibración

5. Recomendación

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5. Recomendación

2-2 Descripción del sitio y equipo a utilizar

• Lista de información básica sobre el sitio de muestreo (Patterson, 1993)

• Fotografía aerea (Ej. GoogleEarth o ARC-Explorer)

• Catastro de suelos (USDA-NRCS) -http://soils.usda.gov/survey/printed_surveys/state.asp?state=Puerto%20Rico&abbr=PR

• Official Series Description (OSD) (USDA-NRCS) -http://soils.usda.gov/technical/classification/osd/index.html

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• Soil Characterization Data (USDA-NRCS) -http://ssldata.nrcs.usda.gov/querypage.asp

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Información asociada al muestreo de suelos1. Orden, serie del suelo, unidad de mapeo2. Fecha de muestreo3 Horizonte o profundidad de muestreo3. Horizonte o profundidad de muestreo4. Localización, latitud y longitud, descripción legal8. Cultivo actual, anterior9. Fecha de ultima fertilización o info sobre manejo previo

(encalado, residuos orgánicos, etc..)10. Topografía (pendiente, forma, elevación, aspecto)11. Plan de muestreo

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a. Al azarb. Intencionado

12. Método de muestreoa. coreb. tirabuzón

Equipo utilizado para el muestreo

Auger (regular,

d)

Edelman (clay)

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Piston sampler

mud)

Hoffer

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La utilidad del análisis de suelo dependerá de cuan confiable es la muestra del cual se deriva, considerando:

• Profundidad

• Selección de área para muestrear

• Número de submuestras por muestra

• Numero de muestras por finca

• Apariencia o características del cultivo

• Época de muestreo

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• Frecuencia de muestreo

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2-3 Tipos de muestreo de suelo

• Muestreo envuelve la selección de un grupo de la población para estimar las propiedades de la población totaltotal

• Dos tipos principales

• Exploratorio, Basado en criterio previo “Judgement”

• Probabilistico

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Muestreo exploratorio o criterio previo

• Muy común para evaluaciones de impacto ambiental • Usado para hacer una evaluación cualitativa donde el

impacto o daño es visible o se anticipa. • Diseñar el muestreo de acuerdo a la naturaleza del• Diseñar el muestreo de acuerdo a la naturaleza del

disturbio o mobilidad del contaminante. • Util para evaluar “hot spots”.• Ejemplos

– Catastros de suelos– Areas de desperdicios industriales – se conoce el tipo

de desperdicio y el sitio.A d d di i ñ l

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– Areas de desperdicios pequeñas – se conoce el area pero no el tipo de desperdicio.

– Descargas químicas –– Disturbios físicos – areas compactadas, mezclas de

horizontes, areas rellenadas.– Obtener muestras (suelo) para hacer experimentos.

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• Experiencia y conocimiento previo sugiere que ahí existen ciertas características

• Usualmente no se replica

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Muestreo probabilístico

• Desea tener una medida de la cantidad o concentración (estimado) y una medida de la incertidumbre (error)(estimado) y una medida de la incertidumbre (error)

• La muestra tomada debe ser representativo de cada población

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Conceptos basicos estadisticos• Asumir que existe una distribución normal de las medidas

de la población• Población: media (µ), varianza (δ2)• Muestra: media (x), varianza (s2)• Dispersion de muestras individuales alrededor de la media

es la varianza, s2

s = sqrt(s2), desviacion estandars/sqrt(n), error estandar (SE o std err)

• Para un numero de muestras >50, se esta confiado en un 95% de las ocasiones que la media de la muestra está ± 2x

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95% de las ocasiones que la media de la muestra está ± 2x el SE de la media de la poblaciónx ± tα*S/sqrt(n)

• ¿Cuánto es la variación alrededor de la media?• ¿Cuántas muestras hay que tomar para lograr un nivel

deseado de precisión para una media?

Ejemplo 1

• Un suelo con una media de 11 ppm y error estandar de 1.5, la media de la poblacion estará entre 8 y 14 ppm

• x ± tα*S/sqrt(n)11 2*1 5• 11 ± 2*1.5

• El 95% del intervalo de confianza es entre 8 y 14

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Ejemplo 2Si se conoce la media (x), varianza (s2), valor aproximado de t, y la variabilidad maxima aceptable (CI), se puede calcular el numero de muestras (n) necesarias

n = t2*s2 / CI2; CI es el intervalo de confianza

• Ej. Muestreo preliminar:x = 124.3s = 10.8 Quiero estar ± 5 ppm

df = 10; 95% probabildad; t = 2.23

23

s2 = 116.695% CI = 5n = 23

re-ajustar t = 2.069n = 20

Ejemplo 3

• Ej, Suelo con rango (R) de 0 a 13 ppm P, Cual es el numero de muestras que este a 1.5 ppm del promedio? tα, 10 = 2.23;

n = t2*s2 / CI2

• s2 es la varianza s2 = (R/4)2 = 10.56

• n = 23, primera aproximación

• n = 20, segunda aproximación

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Muestreo aleatorizado simple

• Permite que cada unidad o combinacion de unidades tenga la misma oportunidad de ser seleccionada.

• El promedio de la muestra es un estimador sin sesgo del• El promedio de la muestra es un estimador sin sesgo del promedio de la población.

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Muestreo aleatorizado estratificado• El area se divide estratos y se sigue el mismo

procedimiento de “muestreo aleatorizado simple” dentro de cada estrato

• Se utiliza para hacer estimados de cada subpoblación y p p ypara aumentar la precisión de los estimados del area total. La estratificación se puede hacer en base a topografía, pendiente, drenaje, vegetación etc.

• Util para hacer comparaciones entre area impactada vs no-impactada.

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Muestreo sistemático “Grid sampling”–

• Las unidades seleccionadas están a distancias regulares el uno del otro. Se establece una cuadrícula en el predio. pEl primer punto de muestreo se selecciona al azar y luego se sigue un patrón. Es muy común en predios de investigación. Util tambíen cuando existe un gradiente. Util para mapas tri-dimensionales, geoestadisticas.

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Muestreo para inventario de nutrientes “field average sampling” “composite”

• Cuando se necesita un valor promedio de la unidad de suelo. Se ahorra tiempo y dinero en el procesamiento de muestras Solamente se obtiene un promedio y no hay unmuestras. Solamente se obtiene un promedio y no hay un estimado de la varianza ni de la precisión.

• Puede ser utilizado en combinación con estratificación. Aquí entonces se puede utilizar el promedio de cada unidad muestreada para calcular el promedio, desviación estandar y otros parámetros útiles.

• Usualmente se toman de 15 a 20 submuestras por cada

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• Usualmente se toman de 15 a 20 submuestras por cada muestra

• Establecer unos criterios para seleccionar el area a muestrear

• Como muestrear: grilla, zig-zag, “Benchmark”

30Tomado de Muñiz, (SEA)

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31

AB

32

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2-3.8 Factores a tomar en cuenta al realizar muestreos de suelos:

1. Profundidad - Debe ser representativo del sistema radical de la planta de interes. Va a depender del

t i t d i t (El t óbil 0 15nutrimento de interes (Elementos móbiles 0-15 cm, elementos inmobiles (0-50 cm). ¿Que tal los microorganismos?

2. Selección de área para muestrear - Debe considerar aspectos del área tales como pendiente, color del suelo, drenaje, tipos de suelo, historial para recolectar las muestras.

3 Número de submuestras por muestra - Una muestra

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3. Número de submuestras por muestra - Una muestra representativa de cada una de las parcelas se debe componer de 10 a 15 submuestras. Estas pueden ser tomado al azar o en forma de zig-zag.

4. Numero de muestras por finca - Depende del objetivo del muestreo.

5. Apariencia o características del cultivo - Si dentro de un predio hay un grupo de plantas que se ven diferentes, esta área debe ser muestrada aparte.

6. Época de muestreo - Evitar muestreos inmediatamente despues de aplicar fertilizantes. Lo ideal es semanas antes de sembrar y durante

i d M t d t ñ t i tun periodo seco. Muestrear cada tres años para nutrimentos inmóbiles y anualmente para nutrimentos móbiles.

7. Frecuencia de muestreo – Terrenos nuevos para el agricultor debe ser muestreado anualmente, para desarrollar un historial de valores promedios. Luego se puede muestrear cada 3 a 4 años.

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¿Muestreo por horizontes o por profundidad?

% Clay

30 35 40 45 50 55 60 65 70

0

Soil carbon (%)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

0

Dep

th (

cm)

50

100

by horizon

by depth

Dep

th (

cm)

50

100

by horizonby depth

35

150

200

D150

200

2-4 Manejo y preparación de las muestrasSecado del suelo

• La mayoría de los suelos son tomados del campo en diferentes rangos de humedad. g

a. Mineralogía– Procedimiento - “Freeze drying”

b. Microorganismos; Estudios enzimáticos (Wollum, 1994)– Temperatura durante el secado

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– Temperatura durante el secado– Efecto sobre NH4

+-N y NO3--N

c. Evaluación de fertilidad– Recomendaciones generales para pruebas de

macronutrimentos

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Tamizar

• Rompimiento de agregados

• Pasar por un tamiz No. 10 (2mm o 0.078”)

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Almacenamiento

• Condiciones anaerobicas durante el alamacenamiento

• Temperatura del almacenamiento• Temperatura del almacenamiento

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40

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