analisis de suelos y su interpretacion

ANÁLISIS DE SUELOS Y SU INTERPRETACIÓN

ÍNDICE GENERAL

1. El suelo como un medio natural. 2. Nutrientes esenciales para las plantas. 3. Determinación de las necesidades nutricionales de las plantas. 4. Análisis de los suelos. 6. Análisis de las plantas. Pruebas de invernadero y laboratorio. Ensayos de campo. a. Relaciones. b. Porosidad. 7. Expresión de los resultados del análisis de suelo. Unidades empleadas para el análisis: a. Porcentaje. Ejemplo. b. Partes por millón. Ejemplo. c. Miliequivalentes por 100 g de suelo (meq/100 g) y miliequivalentes por litro (me/l). Ejemplo. Fórmulas generales. 8. Cálculos generales. Registro agronómico. Breve descripción de la metodología de análisis de suelos utilizada en el país. Interpretación de los análisis. Análisis mecánico. Conductividad eléctrica. Carbón orgánico. Nitrógeno total. Relación carbono nitrógeno. Fósforo. Potasio. Capacidad de cambio de cationes. Bases intercambiables. Relaciones volumétricas y gravimétricas en una masa de suelo. Pesos unitarios.

El suelo como un medio natural

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La estructura y composición del suelo, así como sus propiedades y características físico-químicas, son conocimientos que cada productor agrícola debe manejar con suficiente propiedad, ya que el crecimiento y desarrollo de los cultivos y la calidad y cantidad de las cosechas están en relación directa con los nutrientes y las condiciones que los distintos tipos de suelos ofrecen. En este sentido se han desarrollado múltiples técnicas para el análisis de suelos, mediante las cuales es posible determinar las concentraciones de los distintos elementos y nutrientes, para de esta manera aplicar, en cada caso específico, las dosis exactas de los fertilizantes adecuados a las deficiencias de los terrenos. En esta publicación, además de las consideraciones sobre suelos y fertilizantes, el lector encontrará información referente a los métodos analíticos de mayor empleo para la determinación de las necesidades de nutrición de las plantas; también se describen las distintas metodologías de análisis de suelos que se utilizan en Venezuela y la interpretación de cada uno de esos análisis. De la misma manera se explican, cada una de las unidades en las que se expresan los resultados de los análisis de suelos y una serie de fórmulas generales para calcular la cantidad de cada elemento que debe ser aplicado al terreno. Es esta una nueva contribución de Palmaven, a la divulgación de temas relacionados con el estudio sistematizado de la agricultura.


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1. EL SUELO COMO UN MEDIO NATURAL El suelo es un cuerpo natural sumamente complejo, formado básicamente por cuatro componentes, cuyas proporciones idealizadas volumétricamente en un suelo superficial de buenas condiciones para el desarrollo de las plantas, son más o menos las siguientes: materia mineral (45-50%), materia orgánica (0,5-5%), espacio poroso para la circulación del aire (25%), espacio poroso para la circulación del agua (25%). DIAGRAMA DE FASES EN EL SUELO

Va =volumen de aire Vw =volumen de agua Vs =volumen de sólidos Vp = volumen de poros Vt = volumen total Vp = Va + Vw Pa = Peso de aire = 0 Pw = Peso de agua Ps =Peso de sólidos Pt = Peso total Pt = Ps + Pw + Pa Pt = Ps + Pw

Por presentar más de una fase, el suelo puede considerarse como un sistema heterogéneo y sus propiedades volumétricas y gravimétricas (sólidos y poros) pueden estudiarse mediante un diagrama de fases. En este diagrama las separaciones entre las fases son puramente imaginarías y son de gran ayuda para el estudio y la solución de problemas relacionados con volúmenes, pesos secos y húmedos, porosidad y otras características inherentes a la masa del suelo. Dependiendo de la proporción en que los poros del suelo estén llenos de agua (grado de saturación), se puede distinguir entre un sistema de tres fases y un sistema de dos fases, tal como señala el diagrama.


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Cuando los poros están parcialmente llenos de agua y el aire ocupa los espacios vacíos dejados por el agua, el sistema es de tres fases: fase sólida (materia mineral más materia orgánica), fase líquida y fase gaseosa, situación que ocurre con mayor frecuencia en condiciones naturales. Si todos los poros del suelo están llenos de agua, el sistema es de dos fases: fase sólida y fase líquida. Se dice entonces que el suelo está saturado. Si el contenido de agua es cero y el suelo se encuentra totalmente seco, el sistema es de dos fases: fase sólida y fase gaseosa. La existencia de suelos saturados (fase sólida + fase líquida) es común a aquellas situaciones en las que existe agua freática o subterránea que circula por gravedad en el suelo y llena los poros hasta la mesa de agua. Los suelos totalmente secos (fase sólida + fase gaseosa) son de muy difícil ocurrencia en condiciones naturales, ya que el suelo, aún con apariencia de estar seco, contiene algo de humedad. El flujo y el almacenamiento de agua, el movimiento de aire y la capacidad del suelo para suplir con nutrientes a las plantas, están regulados por las propiedades derivadas del tamaño y la disposición de las partículas del suelo. La cantidad de agua fluctúa estacionalmente. En cambio, algunas características físicas de los componentes de la fase sólida, como por ejemplo, la densidad de partículas, son esencialmente constantes. Las partículas inorgánicas ocupan cerca de la mitad del volumen total de la mayor parte de los suelos. Algunas partículas pueden verse a simple vista y otras requieren ayuda del microscopio electrónico. Para muchos propósitos ha sido conveniente dividir las partículas en grupos llamados fracciones. Las fracciones mayores de 2 mm (grava, piedras) no se incluyen en los análisis de distribución de tamaño de partículas y se conocen comúnmente como el esqueleto grueso del suelo. Las partículas menores de 2 mm, se dividen en 3 grupos: arena; entre 2 mm y 50 micras, la cual se determina analíticamente por tamizado del suelo disperso, limo: entre 50 micras y 2 micras, y arcilla: fracción menor de dos micras. Estas dos últimas fracciones se determinan indirectamente por la velocidad de sedimentación de las partículas dispersas en agua. Estas tres fracciones: arena, limo y arcilla, expresadas porcentualmente, constituyen lo que se llama textura del suelo. El esqueleto grueso (grava) y la arena están compuestos por fragmentos de roca o minerales primarios, siendo el más común el cuarzo. Debido a su gran tamaño, estas fracciones presentan baja superficie específica (área por unidad de masa). La mayoría de las reacciones físico-químicas del suelo se


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llevan a cabo en la superficie de las partículas, por lo tanto, la dimensión de la partícula afecta la capacidad del suelo para reaccionar químicamente. Aquellos suelos con predominio de fracciones gruesas muestran muy poca o ninguna plasticidad, por consiguiente no pueden retener grandes cantidades de agua ni de nutrientes, sin embargo transmiten fácilmente el aire y el agua debido a los grandes espacios existentes entre las partículas. El limo ocupa una situación intermedia entre la arena y la arcilla, pero mineralógicamente está más cerca de la arena, ya que en su constitución prevalecen minerales primarios. Presenta mayor actividad que la arena como consecuencia de su mayor superficie específica, pero no en cantidad suficientemente grande para transmitirle al suelo las propiedades fisicoquímicas deseables sin la presencia de las partículas de arcilla. La fracción arcilla controla las características más importantes de los suelos. Está formada principalmente por alumino-silicatos cristalinos de forma laminar, aunque en los trópicos predominan los sesquióxidos de hierro y aluminio. La carga negativa de las partículas de ardua hace que éstas reaccionen con otras partículas iónicas, de tal modo que se produce una atracción entre las partículas de arcilla y los iones cargados positivamente: (H+) (Ca2+), (Mg2+), (K+), constituyendo una de las propiedades más importantes de los suelos. Los iones atraídos son mantenidos en equilibrio dinámico con iones similares de la solución del suelo y pueden ser reemplazados o intercambiados como respuesta a los cambios de concentración de la solución del suelo. Este proceso de intercambio iónico es de importancia fundamental para entender los diferentes cambios que ocurren en el manejo de los suelos y en la nutrición de las plantas. La materia orgánica está formada por la acumulación de los residuos de animales y plantas en estado activo de descomposición. La fase final del proceso es la formación de un compuesto más o menos estable, de color marrón oscuro que se conoce como humus, el cual es un producto de descomposición biológica que contiene nutrientes como el nitrógeno (95%), fósforo (5-60%) y azufre (10-50%) respectivamente del total existente en el suelo. Se requieren procesos biológicos para llevar estas fuentes orgánicas a un estado iónico que sea utilizado por las plantas. La capacidad de intercambio de cationes proviene de la fase sólida del suelo, especialmente de la arcilla y de la materia orgánica y constituye un proceso reversible mediante el cual los cationes se intercambian entre la fase sólida y la fase líquida.


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La capacidad de un suelo para mantener cationes cambiables se conoce como capacidad de intercambio de cationes, y varia de 2 a 50 miliequivalentes por 100 gramos de suelo. Los principales cationes adsorbidos por el complejo coloidal del suelo son: hidrógeno, calcio, magnesio, sodio y potasio, y en cantidades menores el amonio, manganeso, zinc, cobre, aluminio y hierro. Estas especies iónicas son retenidas por la fase sólida con diferentes grados de energía, así por ejemplo, el calcio es retenido más fuertemente que el potasio, por lo cual existe relación entre la facilidad con que estos cationes se intercambian y la intensidad con que son retenidos. Los aniones por poseer carga negativa, no son adsorbidos por los coloides del suelo y de esa manera circulan por la solución del suelo. El agua que se mueve en el suelo es retenida con diferentes grados de energía de acuerdo con la cantidad presente y junto con las sales disueltas constituye lo que se conoce como solución del suelo, la cual representa el medio de suministro de nutrientes a las plantas. La solución del suelo es muy dinámica ya que cambia continuamente de carácter y de concentración debido a las actividades de las plantas y a la acción de microorganismos, de la lluvia y el riego. Su composición es muy heterogénea, variando de un sitio a otro en el suelo. Los nutrientes presentes en la solución del suelo son aprovechados inmediatamente por las plantas, por ello la solución del suelo es dinámica debido a que los iones están continuamente siendo removidos por las raíces. Las plantas obtienen los nutrientes de varias fuentes: solución del suelo, cationes cambiables y materia orgánica. Un aspecto muy importante y complejo, es el referente a la presencia de bacterias en el suelo, ya que transforman compuestos inorgánicos en otros más fácilmente asimilable por las plantas. Las Acetobacter, por ejemplo, transforman el nitrógeno atmosférico en amonio ( NH4

+ ) el cuál es transformado en nitrito ( NO2

- ) y finalmente en nitrato ( NO3- ), la forma en

que es asimilado por las plantas, enriqueciendo el suelo. Las Sulfato-reductoras, reducen el sulfato ( SO4 ) a sulfuro ( S= ) y el cuál es asimilado por las plantas. La presencia o no de las bacterias, son ampliamente dependientes del pH del suelo, de la humedad, temperatura y materia orgánica. Si el pH no es el adecuado, pueden crecer bacterias que transforman el nitrato del suelo en gas nitrógeno, empobreciendo en este caso el suelo.

Nutrientes Esenciales para Las Plantas

Para que este proceso de absorción se realice, se requiere cierta cantidad de energía, ya que no ocurre absorción alguna en ausencia de actividad metabólica en la planta. Cuando esta actividad se inhibe por falta de oxígeno o por temperaturas muy bajas, la acumulación de nutrientes se reduce. Los cationes pueden intercambiarse por hidrógeno, los aniones por bicarbonato y por hidroxilo. El potasio y el amonio son absorbidos rápidamente, mientras que el calcio y el magnesio se absorben más lentamente. Los aniones nitrato y cloruro se absorben más rápidamente que el sulfato y el fosfato biácido. El aire del suelo difiere del aire atmosférico en varios aspectos. No es continuo, sino que se localiza en las masas de poros entre los sólidos del suelo. Su contenido de humedad es mayor, siendo alrededor de 100% en condiciones adecuadas de suministro de agua. El contenido del bióxido de carbono es de 6 a 100 veces mayor y el de oxigeno es más bajo (10 a 12%), en comparación con el 20% que contiene el aire atmosférico. 2. NUTRIENTES ESENCIALES PARA LAS PLANTAS Las plantas absorben en forma indiscriminada elementos minerales del suelo, sin que ello signifique que todos sean esenciales. El elemento esencial debe cumplir con los siguientes requisitos: a) Una deficiencia del elemento imposibilita a la planta completar sus ciclos vegetativos y reproductivos. b) El síntoma de deficiencia del elemento sólo puede prevenirse o corregirse mediante el suministro de ese elemento. c) El elemento está involucrado directamente en la nutrición de las plantas, independientemente de su posible efecto de corregir una condición química o microbiológica en el suelo o medio de cultivo. Los nutrientes esenciales para las plantas son 16 y se dividen en macronutrientes, los cuales son usados por las plantas en cantidades relativamente grandes, y micronutrientes, utilizados por las plantas en cantidades muy pequeñas. A su vez, los macronutrientes se dividen en: • Primarios: carbono (C), hidrógeno (H) y oxigeno (O), derivados en su mayor parte del agua y del aire, además están nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). • Secundarios: calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S). El grupo de los micronutrientes lo integran: hierro (Fe), zinc (Zn), manganeso (Mn), cloro (Cl), molibdeno (Mo), cobre (Cu) y boro (B).

Expresión De Los Resultados De Análisis De Suelos

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Con excepción del carbono, hidrógeno y oxigeno, las plantas obtienen sus nutrientes esenciales de la fase sólida del suelo. Afortunadamente el 94-99,5% del peso de los tejidos vegetales está formado por carbono, hidrógeno y oxigeno, los cuales se obtienen fácilmente del aire y del agua, mientras que el 0,5 a 6% de su peso está formado por los otros nutrientes obtenidos del suelo. El carbono, hidrógeno, oxígeno, fósforo, nitrógeno y azufre son constituyentes principales del protoplasma celular. El calcio, conjuntamente con compuestos orgánicos, es agente cementante en la laminilla medianera entre las células. El magnesio es el elemento central de la molécula de clorofila y los otros elementos actúan en procesos enzimáticos específicos de las plantas. Los elementos esenciales son obtenidos por las plantas en forma iónica mediante un proceso selectivo que requiere energía: Entre los nutrientes absorbidos como cationes (iones cargados positivamente) están: potasio (K+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), hierro (Fe3+), manganeso (Mn2+), zinc (Zn2+), cobre (Cu2+) y amonio (NH4+). El hierro, el cobre y el zinc, existen en diferentes formas íónicas, dependiendo de la condición que prevalezca en el suelo. En condiciones asociadas con drenaje deficiente (reducción) estos elementos se presentan con valencias más bajas que en el caso de suelos bien aireados (oxidación). Entre los nutrientes absorbidos como aniones (iones negativamente cargados) están: nitrato (NO3

-), sulfato (SO4=), cloruro (Cl-), fosfato monoácido (HPO4

2-), fosfato biácido (H2PO4-), borato (BO3

-2), molíbdato (MoO42-),

carbonato (CO3-2) y bicarbonato (HCO3

-). Es importante destacar que en un medio ambiente «sano», muchos de estos nutrientes son reciclados y readsorbidos por el suelo a partir de las hojas «muertas» y otros desechos que generan los cultivos, árboles, insectos, gusanos y demás miembros del ecosistema, los cuales han evolucionado y adaptado durante miles de años a las condiciones del suelo en cuestión. El «compost» es un sustituto muy importante para el enriquecimiento del suelo.

Determinación De Las Necesidades Nutricionales De Las Plantas

3. DETERMINACIÓN DE LAS NECESIDADES NUTRICIONALES DE LAS PLANTAS El diagnóstico de las necesidades nutricionales de las plantas conlleva la observación cuidadosa de la sintomatología, la información acerca del uso presente y pasado del suelo y el empleo de técnicas apropiadas de análisis de suelos y plantas, además de los principios fundamentales involucrados. Comúnmente se dice que las plantas «hablan», ya que cuando ocurre una deficiencia o un exceso nutricional, alguna función de la planta se ve afectada, lo que generalmente se manifiesta con la aparición de síntomas visuales. Cuando estos síntomas se presentan en una sola planta, generalmente la causa es debida a enfermedad, daños mecánicos o variación genética, ya que los síntomas de deficiencias nutricionales se manifiestan en muchas plantas sobre un área extensa. Cuando el síntoma ocurre en las hojas inferiores, más viejas, la deficiencia es usualmente causada por falta de un nutriente de gran movilidad, como el nitrógeno, el potasio o el magnesio. Por el contrario si la deficiencia ocurre en las hojas superiores, es usualmente debido a la falta de un elemento de baja movilidad, como el hierro, el zinc o el manganeso. Las limitaciones en el uso de síntomas visuales son: a) En muchos casos puede haber confusión con los síntomas causados por daño de plagas, enfermedades, toxicidades, nemátodos o daños mecánicos. b) Generalmente es demasiado tarde para corregir la deficiencia en el ciclo que es observada. a. Análisis de Suelos Constituye una de las técnicas más utilizadas para la recomendación de fertilizantes. Mediante el análisis de muestras representativas de suelos se puede determinar la concentración total de uno o más elementos, o la concentración de nutrientes solubles o asimilables. En los análisis se utilizan ácidos débiles y otras sustancias como soluciones extractoras, las cuales no remueven necesariamente la misma cantidad de nutrientes que un cultivo dado. Extraen cierta fracción que puede estar o no correlacionada con la respuesta de la planta a la aplicación de fertilizantes. Cuando esta correlación se ha realizado en un cultivo dado, en condiciones de suelo establecidas, los análisis de suelos son de gran utilidad, de lo contrario sólo tienen un valor relativo.


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La información obtenida mediante los análisis de suelos, conjuntamente con el tipo de cultivo, el uso de prácticas culturales apropiadas y el nivel de manejo por parte del agricultor, nos dan una buena base para hacer recomendaciones de fertilizantes en situaciones específicas. Cualitativamente los análisis de suelos presentan el nivel de nutrientes en cuatro categorías: bajo, medio, alto y muy alto. Estas categorías nos indican la probabilidad de obtener una respuesta adicional con el fertilizante que se utiliza. En líneas generales se puede decir que mientras más alto es el contenido de nutrientes en el suelo, menor será la probabilidad de obtener una respuesta a la aplicación de fertilizantes. Para contenidos muy elevados de nutrientes se puede estimar la contribución relativa del suelo en un 80% y del fertilizante en un 20%, para suelos de contenido alto, estas cifras son del orden de 60-70% y 40-30%, para suelos medios, 30-40% y 70-60% y para suelos bajos: 10-20% y 90-80%, respectivamente. Los fertilizantes no constituyen una panacea, es decir, no corrigen los efectos negativos derivados de otras condiciones existentes en el suelo. Así por ejemplo, la respuesta a la aplicación de fertilizantes en suelos de condiciones físicas deterioradas es relativamente pobre. Lo mismo puede esperarse cuando se aplican fertilizantes en zonas en las cuales el drenaje constituye el factor más limitante. El uso de los análisis de suelos como guía para la utilización de fertilizantes comprende dos fases especificas: la interpretación de los resultados y la recomendación. La interpretación de los resultados no es otra cosa que la estimación de la posibilidad de obtener una respuesta mediante el empleo de los fertilizantes que se utilizan como fuente de nutrientes y se basa en la correlación de los valores obtenidos mediante los análisis químicos de suelos y la respuesta de los cultivos en las mismas unidades de suelos de donde provienen las muestras analizadas. La recomendación es la interpretación práctica de los resultados obtenidos, con miras a su aplicación en la producción comercial de los cultivos, por lo que generalmente es necesario considerar algunos parámetros de carácter económico, así como también todas aquellas prácticas que puedan influir en el rendimiento del cultivo. Ha sido demostrado que los análisis de suelos constituyen una excelente guía para el uso racional de los fertilizantes en suelos y cultivos, sin embargo, no garantizan por si solos altos retornos de la inversión realizada en


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fertilizantes, ya que en la producción de los cultivos intervienen un conjunto de factores de gran importancia, tales como: variedades. control fitosanitario, humedad adecuada y manejo de la explotación, entre otros. De todas maneras, la eliminación de las deficiencias nutricionales se considera la más decisiva, responsable en la mayoría de los casos hasta en un 50% en el aumento de los rendimientos. Entre las ventajas de los análisis de suelos se pueden señalar: 1) Su rapidez 2) Pueden ser hechos con antelación a la siembra y fertilización de los cultivos. Sin embargo, generalmente es complicado obtener una buena correlación con ensayos de campo debido a la gran variabilidad en la solubilidad de los nutrientes del suelo, a la variación en el poder de suministro, en la profundidad radicular de los cultivos y en las condiciones climáticas. b. Análisis de las plantas Los análisis de las plantas se utilizan para medir no sólo el nivel relativo de los nutrientes del suelo, sino también la capacidad de las plantas para obtenerlos en el ambiente en que éstas se desarrollan. Esto significa que las plantas integran los efectos de todos los factores ambientales de crecimiento que influyen en el aprovechamiento de los nutrientes en el suelo. Algunas consideraciones deben ser tomadas en cuenta: a) Selección de la parte de la planta a ser analizada: se debe escoger aquella que presente el mayor rango de valores, cuando el nutriente varía entre deficiente y adecuado. Pueden utilizarse tejidos de conducción (pecíolos) u hojas, de acuerdo con el elemento de interés, el cultivo y el grado de desarrollo del mismo. b) Época del análisis: es ideal seguir la absorción de nutrientes a través del ciclo del cultivo, muestreando 5 ó 6 veces. En las etapas iniciales de crecimiento los niveles nutricionales son generalmente altos, y la planta no se encuentra sometida a deficiencias. La mayor necesidad ocurre cuando la planta se prepara para producir semilla. Es aconsejable el muestreo de áreas deficientes y de áreas normales para establecer comparaciones. Ventajas: Ayuda a determinar síntomas de deficiencias, a evaluar el efecto de fertilizantes en el suministro de nutrientes a la planta y a establecer la relación entre el status nutritivo y el rendimiento.


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Limitaciones: Usualmente es difícil la interpretación de los resultados, ya que no se puede separar el efecto de los otros nutrientes, de las condiciones ambientales y del suelo, de las prácticas culturales, etc. Además, los análisis de plantas generalmente indican el primer factor limitante. c. Pruebas en invernadero y laboratorio Se utilizan ciertas plantas y microorganismos en condiciones de laboratorio y de invernadero para la extracción de nutrientes asimilables de los suelos. Este tipo de pruebas presenta mejor correlación con las respuestas de ensayos de campo, en comparación con la obtenida mediante el análisis de suelos, debido principalmente a que la planta se somete a un período de extracción más largo. Puede utilizarse un cultivo apropiado (maíz, sorgo) por un período de extracción de 6 a 3 semanas. Además, pueden establecerse ensayos en potes para estudios específicos de síntomas de deficiencia de nutrientes, complementando con análisis de suelos y tejidos. Estas pruebas tienen sus limitaciones, ya que para su ejecución se emplean tiempos y costos relativos más altos que en los análisis de suelos. d. Ensayos de campo Constituyen la prueba final para la calibración e interpretación de los análisis de suelos, plantas, pruebas de invernadero y de otros métodos de evaluación de la fertilidad. Es el único medio de determinar el nivel óptimo y el método y momento más oportuno de aplicación de fertilizantes. Se utiliza conjuntamente con estudios de laboratorio e invernadero como prueba final. e. Registro agronómico Es un método gráfico del cultivo mediante una serie de medidas de tipo físico y químico. Estas medidas indican la condición general de las plantas y sugieren los cambios de manejo necesarios para producir rendimientos óptimos. Ha sido utilizado en los cultivos de piña y caña de azúcar. Es un sistema muy laborioso y caro.

Metodología De Análisis De Suelos

4. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA DE ANÁLISIS DE SUELOS UTILIZADA EN EL PAÍS 1. Análisis mecánico Método de Bouyoucos: está basado en el proceso de sedimentación. Utiliza hexametafosfato de sodio como agente dispersante. Mediante un hidrómetro se determina la cantidad de arena (lectura a los 50 segundos) y de arcilla (lectura a las 5 horas o más). El limo se obtiene por diferencia. Los valores porcentuales de las tres fracciones se llevan al triángulo «textural» para la determinación de la clase respectiva. 2. Carbón orgánico: Se utiliza el método de Walkley y Black, mediante el cual la materia orgánica se oxida con un exceso de agente oxidante (ácido crómico) y este exceso se valora por titulación con sulfato ferroso amónico. 3. pH y Conductividad eléctrica Ambas determinaciones se efectúan en una suspensión suelo-agua de relación 1:2 ó 1:5. El pH por lectura directa en un potenciómetro, y la conductividad por medición directa en un conductímetro. 4. Nitrógeno total Se utiliza el método de Kjeldhal, el cual consiste en hacer la digestión de la muestra con ácido sulfúrico concentrado y la destilación del nitrógeno en forma amoniacal en una solución de ácido bórico, titulando el borato de amonio que se forma con ácido sulfúrico. 5. Fósforo asimilable Los métodos más usados en el país son: a) El método Olsen, el cual utiliza como solución extractora bicarbonato de sodio 0,5 molar. b) El método de Bray-Kurtz, que utiliza como solución extractora una mezcla de floruro de amonio 0,03 normal y de ácido clorhídrico 0,025 normal. Ambos métodos son colorímetros. 6. Potasio cambiable


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Se utiliza como solución extractora el acetato de amonio normal ajustado a pH 7. El potasio extraído se determina por fotometría de llama. 7. Bases cambiables Se emplea como solución desplazante el acetato de amonio normal ajustado a pH 7. El calcio y el magnesio se determina, por absorción atómica y el sodio y el potasio por fotometría de llama. 8. Acidez intercambiable Se utiliza como solución extractora una mezcla de cloruro de bario 0,5 normal y de trietanolamina 0,055 normal, ajustada a pH 8, y se titula con ácido clorhídrico 0,2 normal. 9. Capacidad de intercambio de cationes Se utiliza el método de saturación con acetato de amonio, desplazamiento de amonio con cloruro de sodio acidificado, y la valoración del amonio desplazado por el método de Kjeldhal.

Interpretación De Los Análisis 5. INTERPRETACIÓN DE LOS ANÁLISIS Los resultados se expresan en porcentajes de arena, limo y arcilla. Estos valores son llevados al triángulo textural para la determinación de la clase correspondiente. Clases texturales: arena (a), areno-francoso (aF), franco-arenoso (Fa), franco-arcillo-arenoso (FAa), franco (F), franco-arcilloso (FA), francolimoso (FL), franco-arcillo-limoso (FAL), limoso (L), arcillo-limoso (AL), arcillo-arenoso (Aa), arcilloso (A).


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b. pH Muy ácido menos de 5,5 Acido 5,6 - 6,4 Neutro 6,5 -7,1 Alcalino 7,2 – 8,3 Muy alcalino más de 8,3 c. Conductividad eléctrica ( mmhos/cm ) Si el valor de la conductividad eléctrica en la suspensión de suelo-agua 1:2 es mayor de 1 milimhos por cm, se prepara una pasta saturada y se determina la conductividad en el extracto de saturación con la siguiente interpretación: 0- 2: Los efectos de las sales sobre los cultivos son despreciables. 2 -4: El rendimiento en cultivos muy sensibles puede ser afectado. 4 -8: El rendimiento de muchos cultivos se reduce. 8 - 14: Sólo cultivos tolerantes rinden satisfactoriamente. Más de 14: Sólo algunos cultivos muy tolerantes rinden satisfactoriamente. d. Carbón orgánico La materia orgánica se calcula a partir del carbón orgánico multiplicándola por el factor 1,724, por lo que se asume que la materia orgánica tiene 58% de carbón. El contenido de nitrógeno de la materia orgánica es del 5% y la capacidad de intercambio de cationes puede alcanzar a 200 meq/100 g, de lo que se deduce que cada 1% de materia orgánica en el suelo equivale aproximadamente a una capacidad de intercambio de 2 meq/100 g.

Nivel Carbón Orgánico (%)

Materia Orgánica (%)

Bajo Medio Alto

< 1,16

1,16-2,32 > 2,32

<2,0

2,0-4,0 >4,0


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e. Nitrógeno total El nitrógeno del suelo proviene de la mineralización de la materia orgánica y se clasifica en total y asimilable. El nitrógeno total no indica por si solo mayor cosa, ya que algunos suelos pueden tener un contenido de nitrógeno total alto y un contenido de nitrógeno asimilable bajo, debido a una tasa de mineralización baja. La tasa de mineralización depende de muchos factores, como son: temperatura, humedad, labores de cultivo y cultivos que se desarrollan; pero puede considerarse en condiciones medias que el nitrógeno asimilable es 1,5% del total. En la mayoría de los laboratorios de suelos se omite la determinación del nitrógeno total, ya que es muy costosa y laboriosa y puede estimarse a partir de la materia orgánica, asumiéndose 5% de nitrógeno total. Nitrógeno total Bajo < 0,10 Medio 0,10-0,20 Alto 0,20-0,40 Muy alto > 0,40 f. Relación carbono/nitrógeno Se obtiene dividiendo el contenido de carbón orgánico en %, entre el contenido de nitrógeno en %. La relación óptima está entre los 13:1. Al añadir al suelo residuos orgánicos con una relación carbono/nitrógeno mayor de 30 (residuos de cosecha de maíz), se puede producir inmovilización del nitrógeno, ya que la actividad de los microorganismos tiende a consumir el nitrógeno asimilable del suelo, por lo que los cultivos que se siembren pueden presentar síntomas de deficiencia de nitrógeno. En estos casos es conveniente la aplicación de nitrógeno en cantidades adicionales para satisfacer la demanda del cultivo y de los microorganismos. Si se incorporan materiales de relación carbono/nitrógeno de 20 y 25:1, como en el caso de las leguminosas, entonces habrá liberación de nitrógeno durante el proceso de descomposición, que puede ser utilizado por los cultivos y por los microorganismos. Relación carbono/nitrógeno Muy alta mayor de 25


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Alta 14-25 Optima 10-13 Bajo 6-9 g. Fósforo La metodología para la determinación del fósforo es muy extensa. Cada método utiliza una solución extractora diferente que, por supuesto, extrae cantidades diferentes de fósforo asimilable. Los métodos deben ser calibrados en condiciones de invernadero y de campo para establecer niveles de apreciación que nos permiten orientar las recomendaciones de fertilizantes. En el país, los métodos más usados son el de Olsen y el de Bray-Kurtz, para los cuales se da una escala de valores con el propósito de que sirva de orientación en la interpretación de los resultados del análisis. Método de Olsen Método de Bray-Kurtz p.p.m. p.p.m. Bajo 0-11 0-15 Medio 12-20 16-35 Alto más de 20 más de 35 h. Potasio El potasio cambiable no es siempre un buen índice para determinar el potasio que asimilan las plantas de manera inmediata, ya que muchos suelos tienen la capacidad de ir liberando gradualmente potasio de formas no cambiables que también puede ser utilizado por las plantas. Es decir, existe una capacidad potencial de suministro de potasio que no se registra en los valores de análisis. Como guía en la interpretación de los resultados de potasio asimilable extraído con acetato de amonio normal (N/1), puede usarse la siguiente: p.p m. Bajo 0-60 Medio 61-120 Alto más de 120


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m. Capacidad de intercambio de cationes La capacidad de intercambio de cationes está representada por la cantidad de cationes expresados en meliequivalentes por 100 gramos de suelo, necesarios para neutralizar las cargas negativas de la fracción coloidal. Los principales cationes cambiables son: calcio, magnesio, sodio y potasio, los cuales constituyen las bases cambiables, el hidrógeno y el aluminio que representan la acidez cambiable. Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas y tipos de suelo Miliequivaientes por 100 g de suelo Vermiculita 150 Montmorillonita 100 Mica 30 Caolinita 9 Hidróxido de Hierro y Aluminio 4 Materia Orgánica 200 Arena 1-3 Franco arenoso 2- 12 Franco-limoso 8 - 25 Franco-arcilloso y arcilloso 8 - 50 En líneas generales, la capacidad de intercambio de cationes de los suelos aumenta con las cantidades de arcilla, dependiendo del tipo, y con la materia orgánica. Una fórmula empírica que puede ser utilizada para calcular aproximadamente la capacidad de intercambio de cationes de un suelo, es la siguiente: Capacidad de intercambio de cationes (CIC) = % MO x 2 + % A x 0,15 (meq / 100 g) Donde : MO = materia orgánica y A = arcilla. Interpretación de la capacidad de intercambio de cationes


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Miliequivalentes por 100 g de suelo Bajo menos de 10 Media 10-20 Alta más de 20 El conocimiento de la capacidad de intercambio de cationes de los suelos da una idea general de muchas de sus propiedades. Así, por ejemplo, algunas características de los suelos con capacidad de intercambio de mediana o alta, son las siguientes: a) Alto contenido de arcilla y/o materia orgánica. b) Requieren mayor cantidad de enmienda (caliza) para corregir el pH. c) Mayor capacidad de suministro de nutrientes d) Mayor capacidad de almacenamiento de agua e) Textura moderada a fina. Algunas características en suelos de baja capacidad de intercambio (menor de 10 me/100 g) son: a) Alto contenido de arena. b) Requieren menos cantidad de enmienda (caliza) para corregir el pH. c) Posibilidad de mayor lixiviación de nitrógeno y potasio. d) Baja capacidad de almacenamiento de agua. e) Textura gruesa a moderada. j. Acidez Intercambiable En la mayoría de los suelos está representada por el hidrógeno y el aluminio cambiable. En los suelos minerales predomina el aluminio a valores de pH por debajo de 5,5. Algunos criterios muy generales se aceptan para considerar el problema del aluminio en los suelos: a) Si el contenido de aluminio cambiable es superior a 1 meq/100 g. b) Si la relación ( Ca + Mg + K ) me/100 g ---------------------------------------------------------- es menor o igual a 1 Al ( meq /100 g ) c) Si el porcentaje de saturación con aluminio es mayor de 25.


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k. Bases Intercambiables Las bases intercambiables más abundantes en los suelos son: calcio, magnesio, sodio y potasio. El porcentaje de saturación de bases es la relación entre las bases intercambiables expresadas en meq /100 g y la capacidad de intercambio de cationes expresada en meq/100 g, de acuerdo con la siguiente ecuación: bases intercambiables (me/100g) % Saturación de bases = ----------------------------------------------------------- x 100 capacidad de intercambio de cationes (me/100g) Para los diferentes cationes, un suelo ideal podría tener los siguientes porcentajes de saturación:

Catión % de Saturación Calcio 65 - 85 Magnesio 10- 20 Potasio 2 - 6 Sodio 1 Hidrógeno 2 – 8

Criterio estimativo de las bases en el suelo Elemento Bajo Medio Alto Calcio me/l00 g < 5 5 - 10 > 10

%saturación < 40 40 - 60 > 60 Magnesio me/l00 g < 1 1 - 3 > 3 % saturación < 10 10 - 20 > 20 Potasio me/l00 g < 0,15 0,15 - 0,30 > 0,30 % saturación < 2 2 - 3 > 3 Sodio me/l00g % saturación idealmente menor de 1

Para ilustrar los conceptos anteriores, vamos a presentar los datos analíticos encontrados en una muestra de suelo.


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Análisis ppm me/100 g % saturación CIC 25,00 Calcio cambiable 3750 18,75 75 Magnesio cambiable 450 3,75 15 Potasio cambiable 487.5 1,25 5 Sodio cambiable 57,5 0,25 1 Acidez cambiable 1,0 4

CIC = dc capacidad de intercambio de cationes me/100 g = míliequivalente por 100 g de suelo p.p.m. = partes por millón

Relaciones Volumetricas Y Gravimetricas En Una Masa De Suelo 6. RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS EN UNA MASA DE SUELO

Pesos unitarios Peso unitario o densidad de una masa de suelo es el peso de la unidad de volumen o la relación entre el peso total y el volumen total. Si el suelo está seco, Pw = 0, entonces: Pt = Ps (1) Peso unitario o densidad de la masa húmeda (Dh) Dh = Pt / Vt = Ps+ 0 / Vt (2) Peso unitario o densidad de la masa seca, la cual vamos a denominar densidad aparente (Da) Da = Ps+Pa / Vt = Ps + 0 / Vt (3) Peso unitario de los sólidos del suelo, el cual vamos a denominar densidad de partícula (Dp)

Dp= Ps / Vs (4) Peso unitario o densidad del agua (Dw) Dw = Pw / Vw (5) La densidad del agua a 4 ºC es igual a 1 g/cc, a 20 ºC 0,992 g/cc, a 50 ºC 0,988 g/cc. Para efecto de estos cálculos se asume una densidad del agua igual a la unidad, obviando la pequeña diferencia que existe como consecuencia de la temperatura.

Va = Volumen de aire Vw = Volumen de agua Vs = Volumen de sólidos Vt = Volumen total Vp = Va + Vw Pa = Peso de aire = 0 Pw = Peso de agua Ps = Peso de sólidos Pt = Peso total


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Al dividir la densidad aparente (Da) entre la densidad de partícula (Dp), se obtiene: Da / Dp = Vs / Vt (6) El contenido unitario de humedad en base a peso seco en el suelo (w) viene dado por la relación: w = Pw / Ps (7) de donde Pw = w x Ps (8) El contenido unitario de humedad en base a volumen en el suelo (v) viene dado por la relación: v = Vw / Vt (9) de donde Vw = v x Vt (10) Relaciones En la ecuación (5), al despejar Vw, se obtiene: Vw = Pw / Dw (11) Pero Dw = 1, luego Vw = Pw (12) Vw = V x Vt por ecuación (10), y Vt = Ps / Da por ecuación (3), Luego: Vw = v x Vt = v x Ps / Da v x Ps / Da = w x Ps (13) por ecuación (8) y (12) v = w x Da (14) por ecuación (13)


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Si se va a aplicar una lámina de agua (d) para llenar parte o toda la porosidad de un suelo de área (A) a una profundidad (p), el peso del agua viene dado por la siguiente ecuación: Pw = A x d x Dw, pero Dw= 1, luego Pw = A x d Pw = w x Ps por ecuación (8) Ps = Vt x Da por ecuación (3), y Vt = A x p, luego Ps = A x p x Da (15) Combinando, tenemos: A x d = w x A x p x Da d = w x p x Da (16) d = v x p (17) por ecuación (14). Porosidad La porosidad (n) de una masa de suelo se define como la relación que existe entre el volumen de poros (Vp) y el volumen total (Vt) n = Vp/Vt Vp = Vw + Va = Vt - Vs n = ( Vt – Vs ) / Vt = 1 - Vs/Vt n = 1 - Da / Dp (19 ) por la ecuación (6).

Expresión De Los Resultados De Análisis De Suelos 7. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS DE ANÁLISIS DE SUELOS Las expresiones más usadas de los análisis de suelos se hacen en base a porcentaje (%), miliequivalentes por 100 g de suelo (me/100 g), miliequivalentes por litro (meq/l) y partes por millón (p.p.m.). Es muy frecuente encontrar resultados expresados en kilogramos por hectárea. Esta última forma de expresión se relaciona con el peso de una hectárea a una profundidad determinada, y ésta a su vez depende de la densidad aparente. Por lo tanto, la expresión de resultados en kg/Ha utilizando un valor estimado de la densidad aparente, no es muy exacta, pero cuando la densidad aparente se determina en el laboratorio mediante un método preciso, como el método de Uhland, y este valor se incorpora al cálculo del peso de una hectárea a una profundidad dada, entonces la expresión kg/Ha es bastante correcta. Unidades empleadas en los análisis a. Porcentaje (%) Son las partes de un constituyente en 100 partes del material analizado. Es común su uso en las siguientes determinaciones: carbón orgánico y materia orgánica, nitrógeno total, carbonato de calcio, saturación de bases, sodio intercambiable y constantes de humedad. EJEMPLO: Teniendo en cuenta que el suelo analizado resultó con un contenido de materia orgánica de 1%, ¿Cuál es el contenido de materia orgánica, si la muestra se tomó a una profundidad de 20 cm? Peso de una hectárea a 20 cm = 2,6 x 106 kg. 100 kg de suelo — 1 kg de m.o. 2,6 x 106 — x x = 26.000 kg de materia orgánica b. Partes por millón ( p.p.m. ) Es el número de partes en un millón de partes de su misma especie. Se utiliza en las siguientes determinaciones: fósforo, potasio, micronutrientes, etc. Su uso es muy frecuente, ya que de partes por millón se puede pasar a por ciento y miliequivalente o viceversa.


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EJEMPLO: Una muestra de suelo tomada a una profundidad de 15 cm resultó tener un contenido de fósforo (P) de 10 p.p.m., calcular la cantidad de fósforo (P) y de pentóxido de fósforo (P2O5) que cor tiene una hectárea de suelo. Peso de una hectárea a 15 cm: Pt = Vt x Da. Se asume una densidad aparente de 1,30 TM / m3 Vt = A x p , A = área, p = profundidad Vt = 10.000 x 0,15 = 1500 m3 Pt = 1500 m3 x 1.30 TM / m3 1950 TM = 1.95 x 106 kg Peso estimado de una hectárea a 15 cm de profundidad = 1,95 x 106 kg 1 p.p.m. = 1 mg x kg de suelo = 1 g por tonelada de suelo 1 kg por 1000 TM de suelo = 1,95 kg por 1950 TM de suelo (peso de una hectárea a 15 cm de profundidad) Si el resultado del análisis es de 10 p.p.m. de fósforo (P), en el suelo habrá 19,5 kg/Ha a una profundidad de 15 cm Fórmulas generales: p.p.m. x 2,6 = kg/Ha a 20 cm de profundidad p.p.m. x 1,95 = kg/Ha a 15 cm de profundidad p.p.m. x 1.3 = kg/Ha a 10 cm de profundidad Para pasar el fósforo (P) a pentóxido de fósforo (P2O5) hay que multiplicar por el factor 2,29.


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Contenido de (P2O5)= 19,5 x 2.29 = 44,7 p.p.m. Además se puede pasar de p.p.m. a % y viceversa. 1% = 10.000 p.p.m. 1 p.p.m. = 0.0001% Luego el resultado expresado en % será: 0,00447 de (P2O5) c. Miliequivalentes por 100 gramos de suelo (meq /100 g) y miliequivalentes por litro (meq/l) Son expresiones comunes en los análisis de cationes cambiables, capacidad de intercambio de cationes y cationes y aniones solubles. El equivalente gramo de un elemento es la cantidad de dicho elemento que se combina o desplaza un átomo-gramo de hidrógeno. El miliequivalente es igual al peso equivalente dividido por mil. El equivalente químico de un elemento es igual al peso atómico dividido por su valencia. Elementos Peso valencia Peso Atómico Equivalente gramos gramos Calcio 40 2 20 Magnesio 24 2 12 Sodio 23 1 23 Potasio 39 1 39 Luego, si un miliequivalente es la milésima parte de un equivalente, tendremos: 1 me. de Calcio = 20/1000 = 0.020 g = 20 mg 1 me. de Magnesio = 12/1000 = 0,012 g = 12 mg 1 me. de Sodio = 23/1000 = 0.023 g = 23 mg


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1 me. de potasio = 39/1000 = 0,039 g = 39 mg EJEMPLO: El análisis de una muestra de suelo tomada a 20 cm de profundidad, dio los siguientes resultados: Calcio cambiable: 15 me /100 g Magnesio cambiable 4 me /100 g Sodio cambiable: 0,4 me /100 g Potasio cambiable: 0,3 me /100g ¿cuántos p.p.m. y kg/Ha habrá de cada uno de los elementos? Para calcular el contenido de calcio procedemos de la siguiente manera: 15 m.e./100 g = 15 x 20(mg/100 g) = 300 mg/100 g de calcio 300 mg/100 g = 3000 mg/kg = 3000 p.p.m. kg/Ha = p pm. x 2,6 = 7800 Fórmulas generales p.p.m = m.e./ 100 g x peso equivalente x 10 kg/Ha = p.p.m. x 2,6 Para el caso del magnesio, sodio y potasio vamos a aplicar las fórmulas derivadas: p.p m. de magnesio m.e./100 g x peso equivalente x 10 = 4 x 12 x 10= 480 p.p.m Kg/Ha de magnesio = 480 x 2.6 = 1248 Sodio p.p.m.= 0,4 x 23 x 10 = 92 Kg/Ha = 92 x 2,6 = 239,2 Potasio


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p.p.m. =0,3 x 39 x 10 = 117 Kg/Ha = 117 x 2,6 = 304,2 Para pasar de potasio (K) a óxido de potasio hay que multiplicar por el factor 1,20, luego: Kg/Ha de K2O = 304,2 x 1,20 = 365,04

Cálculos Generales 8. CÁLCULOS GENERALES * Se toma una muestra inalterada de suelo en un cilindro de Uhland de 345 cc para análisis fisicoquímico. El laboratorio reporta la siguiente información: Volumen del cilindro = 345 cc Peso húmedo del suelo = 582,9 g Peso seco del suelo = 455,4 g Densidad de partícula asumida = 2,65 g/cc Considerando el siguiente modelo de fases: Pt = Ps + Pw + Pa = 455,4 + 127,5 + 0 = 582,9 g Pw = Pt -- Ps = 582,9 -- 455,4 = 127,5 g Ps 455,4 Vs = -------------- = ----------------- = 171,8cc Dp 2,65 Vw = Pw / Dw = 127,5 / 1 = 127,5 cc Va = Vt — Vs — Vw = 345 --171,8 -- 127,5 = 45,7 cc 4554 Da = Ps / Vt = ----------------- = 1,32 g / cc 345 45,7 + 127,5 Porosidad (n) = Dp / Da = Vw + Va = ---------------------------------- = 0,50 = 50 % Vt 345 Porosidad (n) = 1 — Da / Dp = 1 - 1,32 / 2,65 = 50% w = humedad en base a peso seco = Pw / Ps = _127,5 / 455,4 = 0,28 = 28 %


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v = humedad en base a volumen = Vw / Vt = 127,5 / 345 = 0,37 = 37 % v = humedad en base a volumen = Pw x Da = 0,28 x 1,32 = 37% Porcentaje de humedad a saturación (base seca) = 127,5+45,7= 0,38 =38% 455,4 Volumen de humedad a saturación Vws = Vp = 45,7+127.5 = 0.50 = 50% Vt 345 Peso de una hectárea de suelo a una profundidad de 20 cm Volumen de una hectárea = A x p A = área ( m2 ) p = profundidad (m) Vt = 10.000 x 0,20= 2000 m3 Peso = Vt x Da = 2000 x 1 ,32 TM/m3 = 2640 TM =2,64 x l06 kg Lámina de agua requerida para llevar al suelo a un contenido de humedad del 28% en base seca d =w x p x Da = 0,28 x 1,32 x 0,020 = 0,074 m = 7,4 cm d = y x p = 0,37 x 0,20 = 0,074 m = 7,4 cm. El análisis químico practicado arrojó los siguientes resultados: Fósforo (P) = 25 ppm. Calcio cambiable = 18,75 me/100 g Magnesio cambiable = 3,75 me/100 g Sodio cambiable = 0,25 me/ 100 g Acidez cambiable = 1 ,00 me/ 100 g


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Capacidad de intercambio de cationes = 25 me/ 100 g 18,75+3,75+1,25+0,25 % de saturación de bases = ------------------------------------ = 0,96= 96% 25 18,75 % de saturación con calcio = ----------- = 0.75 = 75% 25 3,75 % de saturación con magnesio = ------------ = 0.15 = 15% 25 1,25 % de saturación con potasio = ----------- = 0,05 = 5% 25 0,25 % de saturación con sodio = ----------- = 0,01 = 1% 25 ppm de calcio = 18,75 x 10 x 20 = 3750 ppm de magnesio = 3,75 x 10 x 12 = 450 ppm de potasio = 1,25 x 10 x 39 = 487,5 p.p.m. de sodio = 0,25 x 10 x 23 = 57,5 Kg/Ha de calcio = 3750 x 2,64 = 9900 Kg/Ha de magnesio = 450 x 2,64 = 1188 Kg/Ha de potasio = 487,5 x 2,64= 1287 Kg/Ha de sodio = 57,5 x 2,64 = 151,8 Kg/Ha de fósforo (P) = 25 x 2,64 = 66 * Estos cálculos se encuentran en el programa EXCEL de suelos.

analisis de suelos y su interpretacion

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