AGRO 6505 Fertilidad de Suelos Avanzada

AGRO 6505 Fertilidad de Suelos Avanzada 2- Evaluación de fertilidad (muestreo de suelos) 1 Porqué evaluar la fertilidad del suelo? Diagnosticar Predecir Recomendar 2 1

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 3 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 planta 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 4 2

Pruebas empíricas en el campo Observaciones 5 Pruebas de invernadero Se lleva a cabo en macetas o en tiestos. Los resultados no son facilmente extrapolados a condiciones en el campo 6 3

Pruebas de respuesta en el campo "Strip tests" Parcelas o predios experimentales Establecer 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 Difícil controlar todas las variables que afectan el crecimiento y rendimiento de la planta 7 Análisis de planta (foliar) Análisis foliar puede que ayude a cosechas subsiguiente pero no necesariamente la cosecha en cuestión 8 4

Análisis de suelos Se realiza una extracción química del nutrimento(s) Usualmente los análisis se pueden realizar con rapidéz Disponibilidad ibilid d 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 necesario para obtener rendimiento adecuado. 9 Preguntas Qué es una muestra de suelos? Cuál es el objetivo del muestreo de suelos? Para que sirve una prueba de suelos? 10 5

El termino general de Prueba de suelo envuelve cinco componentes 1. Muestreo y preparación de la muestra 2. Extracción de los nutrimentos del suelo 3. Análisis del extracto 4. Interpretación del análisis basado en Información de correlación Información de calibración 5. Recomendación 11 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 Soil Characterization Data (USDA-NRCS) - http://ssldata.nrcs.usda.gov/querypage.asp 12 6

Información asociada al muestreo de suelos 1. Orden, serie del suelo, unidad de mapeo 2. Fecha de muestreo 3. Horizonte o profundidad de muestreo 4. Localización, latitud y longitud, descripción legal 8. Cultivo actual, anterior 9. Fecha de ultima fertilización o info sobre manejo previo (encalado, residuos orgánicos, etc..) 10. Topografía (pendiente, forma, elevación, aspecto) 11. Plan de muestreo a. Al azar b. Intencionado 12. Método de muestreo a. core b. tirabuzón 13 Equipo utilizado para el muestreo Auger (regular, mud) Edelman (clay) Hoffer Piston sampler 14 7

15 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 Frecuencia de muestreo 16 8

2-3 Tipos de muestreo de suelo Muestreo envuelve la selección de un grupo de la población para estimar las propiedades de la población total Dos tipos principales Exploratorio, Basado en criterio previo Judgement Probabilistico 17 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 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. Areas de desperdicios di i 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. 18 9

Experiencia y conocimiento previo sugiere que ahí existen ciertas características Usualmente no se replica 19 Muestreo probabilístico Desea tener una medida de la cantidad o concentración (estimado) y una medida de la incertidumbre (error) La muestra tomada debe ser representativo de cada población 20 10

Conceptos basicos estadisticos Asumir que existe una distribución normal de las medidas de la población Población: media (µ), varianza (δ 2 ) Muestra: media (x), varianza (s 2 ) Dispersion de muestras individuales alrededor de la media es la varianza, s 2 s = sqrt(s 2 ), desviacion estandar s/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 el SE de la media de la población x±t α *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? 21 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 ± t α *S/sqrt(n) 11 ± 2*1.5 El 95% del intervalo de confianza es entre 8 y 14 22 11

Ejemplo 2 Si se conoce la media (x), varianza (s 2 ), valor aproximado de t, y la variabilidad maxima aceptable (CI), se puede calcular el numero de muestras (n) necesarias n = t 2 *s 2 / CI 2 ; CI es el intervalo de confianza Ej. Muestreo preliminar: x = 124.3 s = 10.8 Quiero estar ± 5 ppm df = 10; 95% probabildad; t = 2.23 s 2 = 116.6 95% CI = 5 n = 23 re-ajustar t = 2.069 n = 20 23 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? t α, 10 = 2.23; n = t 2 *s 2 / CI 2 s 2 es la varianza s 2 = (R/4) 2 = 10.56 n = 23, primera aproximación n = 20, segunda aproximación 24 12

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 promedio de la población. 25 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 para 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. 26 13

Muestreo sistemático Grid sampling Las unidades seleccionadas están a distancias regulares el uno del otro. Se establece una cuadrícula en el predio. El 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. 27 28 14

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 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 muestra Establecer unos criterios para seleccionar el area a muestrear Como muestrear: grilla, zig-zag, Benchmark 29 30 Tomado de Muñiz, (SEA) 15

31 A B 32 16

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 nutrimento t 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 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. 33 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 un periodo seco. Muestrear cada tres años para nutrimentos t 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. 34 17

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 by horizon by depth by horizon by depth 50 50 Depth (cm) 100 Depth (cm) 100 150 150 200 200 35 2-4 Manejo y preparación de las muestras Secado del suelo La mayoría de los suelos son tomados del campo en diferentes rangos de humedad. a. Mineralogía Procedimiento - Freeze drying b. Microorganismos; Estudios enzimáticos (Wollum, 1994) Temperatura durante el secado Efecto sobre NH 4+ -N y NO 3- -N c. Evaluación de fertilidad Recomendaciones generales para pruebas de macronutrimentos 36 18

Tamizar Rompimiento de agregados Pasar por un tamiz No. 10 (2mm o 0.078 ) 37 Almacenamiento Condiciones anaerobicas durante el alamacenamiento Temperatura del almacenamiento 38 19

39 40 20

41 42 21

43 44 22

45 23