Laboratorio 2020-2021 h PDF

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EDAFOLOGÍA Curso 2020/2021

Departamento de Química Agrícola y Edafología Universidad de Córdoba

Determinación cuantitativa de carbonatos Material

Reactivos

Calcímetro de Bernard Matraces Erlenmeyer de boca esmerilada de 250 mL Tubos de plástico de 5 mL Pipetas graduadas de 5 mL

HCl 1:1 Carbonato cálcico puro Disolución saturada de KCl

Introducción La determinación del carbonato cálcico (CaCO3) equivalente en un suelo tiene interés por su valor diagnóstico de diversas propiedades del suelo: estructura, actividad biológica, bloqueo de nutrientes, análisis granulométrico, etc. El resultado de pH y de carbonatos totales está relacionado. En los suelos ácidos no suele haber presencia de carbonatos. En los suelos ricos en carbonatos y con pH inferior a 8,5 suele predominar el carbonato cálcico, mientras que en suelos con pH superior a 8,5 suele predominar el carbonato sódico. Los carbonatos tienen una acción muy positiva sobre la estructuración del suelo y sobre la actividad microbiana, fomentando la agregación del suelo, favoreciendo la estabilización de la materia orgánica y estimulando a las comunidades microbianas. De hecho, se utiliza como enmienda para neutralizar el pH de suelos ácidos y para suministrar el nivel de Ca para la nutrición de las plantas. No obstante, un exceso de carbonatos puede ocasionar problemas en la nutrición de las plantas porque muchos nutrientes están precipitados y por tanto no disponibles, o por antagonismo con otros elementos. Un exceso de carbonatos puede provocar un bloqueo en formas insolubles de oligoelementos como el Fe, Mn, Cu y Zn, apareciendo formas insolubles de estos elementos que no pueden ser absorbidos por las plantas. El fósforo también forma fosfatos metálicos insolubles. Fundamento Al tratar con HCl un suelo que contenga carbonatos se desprende CO2. Las reacciones que tienen lugar, de una manera simplificada, son las siguientes: CaCO3 + 2 HCl --. CO2 + H2O + CaCl2 MgCO3 + 2 HCl --. CO2 + H2O + MgCl2 Si dicha reacción se lleva a cabo en un dispositivo cerrado (calcímetro), a presión y temperatura constantes y no se desprenden otros gases, la medida del volumen de CO2 desprendido permitirá calcular el contenido de carbonatos. El método de análisis a utilizar será el del calcímetro de Bernard, que consistente en una bureta medidora de gases. Como resultado se obtiene la cantidad de CO3= que tiene el suelo analizado, una vez efectuados los cálculos, referenciando los volúmenes de CO2 desprendido en relación con los pesos conocidos de carbonato cálcico puro. Procedimiento Se pesa entre 0.5 y 1 g de la muestra de suelo (según el contenido en carbonatos) previamente secada al aire y tamizada por 2 mm. Se lleva a un matraz Erlenmeyer de boca esmerilada en el que posteriormente se introduce un tubo pequeño sobre el que se vierten con una pipeta 5 mL de HCl 1:1 cuidando que no caiga sobre la muestra de suelo (ajustando los niveles). A continuación se tapa el matraz y se vierte el ácido sobre el suelo agitando suavemente. El volumen de gas desprendido por el suelo se mide en la bureta por medida de líquido desplazado (ajustando los niveles). El contenido en carbonatos de la muestra se calcula en función del volumen desprendido mediante la misma operación realizada con una cantidad determinada de CaCO3 puro (0.2 g). 0.2 x Volumen muestra % Carbonatos =

x 100 Peso muestra x Volumen carbonatos

Determinación del color Introducción El color del suelo es una propiedad física que permite inferir características importantes del suelo, como su composición, su edad o los procesos edáficos que tienen lugar, como la rubefacción, la acumulación de carbonatos, la presencia de materia orgánica humificada, etc. Del mismo modo, permite diferenciar entre distintos tipos de horizontes de un mismo perfil o entre perfiles de distintos suelos. Fundamento Para evitar subjetividad en la determinación del color existe una nomenclatura aceptada internacionalmente: las Tablas Munsell. La tabla de colores Munsell, para suelos, está formada por cuadros coloreados y distribuidos de forma sistemática por tres parámetros simples que se combinan para describir todos los colores. Los parámetros que incluye este sistema son: Matiz (Hue) Brillo (Value) Intensidad o Saturación cromática (Chroma)

La determinación del color se realiza de manera visual mediante el sistema Munsell. El color de una muestra de suelo se compara con muestras de color estándar, de manera que pueden identificarse tres parámetros: Matiz (H) Representa al color espectral puro correspondiente a una determinada longitud de onda. Hace referencia a la composición cromática de la luz que emite el suelo y que está relacionado con la longitud de onda dominante en la radiación reflejada. La notación del matiz de un color indica su posición relativa en una escala de 100 matices de color distintos. La notación está basada en 10 clases principales: rojo (5R), rojo amarillento (5YR), amarillo (5Y), amarillo verdoso (5GY), verde (5G), verde azulado (5BG), azul (5B), azul purpúreo (5PB), púrpura (5P) y púrpura rojizo (5RP). Para cada color se establece una gradación de 0 a 10. Cada hoja de una tabla Munsell corresponde a un matiz. Brillo (V) Expresa la proporción de luz reflejada. Representa la amplitud de la radiación midiendo el grado de claridad u oscuridad. La notación del brillo indica la luminosidad u oscuridad de un color en relación con una escala neutra de grises, que va desde el negro absoluto (0/) hasta el blanco absoluto (10/). En los suelos los brillos más altos suelen ser de 8 a 9. Intensidad o Saturación cromática (C) Expresa la pureza relativa del color El croma mide la proporción de gris que contiene el color, de forma que cuanto mayor es el croma más puro es el color y menos gris contiene La notación de la intensidad indica el grado de alejamiento de un determinado matiz de color respecto a un gris neutral (5/) con el mismo brillo. La escala de la intensidad va desde /0 (gris neutro) hasta /10, /12, /14 o más, dependiendo de la muestra que se evalúe. En los suelos el croma no suele ser superior a 8.

Procedimiento La determinación del color se realiza de manera visual mediante la Tabla Munsell. Se coloca una porción de suelo en un vidrio de reloj. Identificar, por comparación, el color del suelo con el que más se asemeje de la Tabla Munsell. La notación del color se realiza a partir de los tres parámetros, del siguiente modo: H V/C En la página opuesta, se encuentra el nombre del color, que debe anotarse.

Ejemplo El color de la matriz de un suelo tiene los siguientes valores: matiz: 7.5YR; brillo: 5 y intensidad: 6. 7.5YR 5/6. Color pardo oscuro (strong brown)

Determinación de la conductividad eléctrica

Material Matraz Erlenmeyer de 100 mL Embudos y papel de filtro Frascos de agitación Agitador rotativo Centrífuga Conductímetro

Reactivos Disolución de Hexametafosfato sódico 0,1% Agua destilada Disolución patrón de conductividad 147 µS/cm Disolución patrón de conductividad 1413 µS/cm Disolución patrón de conductividad 12,88 µS/cm

Introducción La determinación de la conductividad eléctrica de una muestra de suelo en agua tiene por objeto detectar si una de las causas de posibles problemas en los cultivos es el exceso de sales solubles en el suelo. Para diagnosticar si existe o no riesgo de daños por salinidad, se recurre a la medida de la conductividad eléctrica de un extracto de suelo. Fundamento La presión osmótica de la solución del suelo es función del contenido de sales solubles de este. Las medidas de presión osmótica son difíciles de efectuar, por lo que se aprovecha la relación existente entre concentración de sales-presión osmótica-conductividad, para utilizar un método de análisis simple que permita detectar rápidamente problemas de salinidad en suelos. Este método se basa en la medida de la conductividad de un extracto acuoso de suelo mediante un conductímetro, basado en un puente de Wheatstone en el que una resistencia corresponde a la disolución problema y otra es variable, y permite igualar potenciales de forma que no pase corriente eléctrica por un galvanómetro. Procedimiento Pesar 10 g de suelo y añadir 50 mL de agua destilada. Agitar durante 20 min, en agitador rotativo. Seguidamente centrifugar a 3000 rpm durante 10 minutos, y se filtra en un matraz erlenmeyer de 100 mL. Si en la disolución filtrada aparece un precipitado de CaCO3, añadir una gota de hexametafosfato sódico al 0.1 %. En las condiciones de trabajo descritas esta adición provoca un aumento en la concentración de Na del orden de 0.5 ppm. Introducir la célula del conductímetro en el vaso que contiene la disolución del suelo, enjuagarla varias veces con la disolución a medir y efectuar la lectura habiendo calibrado previamente el aparato. Medir la temperatura de la disolución y efectuar la corrección necesaria para referir la lectura a una temperatura de 25 °C. (Ver tabla de correcciones, C.E.25 ºC = C.E.t ºC x ft).

Clases de salinidad del suelo CE (1:5) (dS/m)

Clasificación del suelo

< 0,35

No salino.

0,35-0,65

Ligeramente salino

0,65-1,15

Salino

> 1,15

Muy salino

Determinación de la consistencia Introducción Es una propiedad mecánica del suelo. Se refiere al grado de cohesión o adhesión del suelo. Incluye las propiedades del suelo como la friabilidad, plasticidad, adhesividad, y resistencia a la compresión. Esta propiedad nos informa sobre la facilidad del paso de las raíces a través del suelo, el estado de aireación, la compactación de los agregados, la adherencia y la resistencia a la deformación. Depende en gran medida de la cantidad y tipo de arcilla, materia orgánica y contenido de humedad del suelo. Fundamento Debido a la relación que existe entre la consistencia del suelo y el contenido de agua, la consistencia se determina considerando tres posibles estados del suelo: Seco (contenido en humedad por debajo del punto de marchitez permanente) Húmedo (humedad por debajo del límite plástico) Mojado (contenido en humedad por encima de la capacidad de campo) Procedimiento Consistencia en seco El ensayo se realiza cuando el suelo se ha secado al aire Trate de romper una pequeña cantidad de suelo seco, presionándola entre el pulgar y el índice o apretándola en la palma de la mano Se determina la resistencia a la ruptura de los agregados Suelto: sin coherencia Blando: débilmente coherente y frágil; se rompe Ligeramente duro: débilmente resistente a la presión; se rompe fácilmente entre pulgar e índice Muy duro: muy resistente a la presión; difícil de romper con la mano y no se rompe entre pulgar e índice Extremadamente duro: no se puede romper con la mano; se requieren herramientas Consistencia en húmedo Trate de desmenuzar una pequeña cantidad de suelo húmedo, presionándolo entre el pulgar y el índice o apretándolo en la palma de la mano. Suelto: sin coherencia. Friable: el material amasado se desmenuza bajo presión suave y moderada entre pulgar e índice, pero se vuelve a unir bajo presión Firme: el material amasado se desmenuza bajo presión suave y moderada entre pulgar e índice, pero ofrece una resistencia evidente Muy firme: el material amasado se desmenuza bajo fuerte presión, pero difícilmente lo hace bajo la presión de pulgar e índice Extremadamente firme: el material amasado se desmenuza bajo presión muy fuerte; no es posible hacerlo entre el pulgar y el índice

Consistencia en mojado La prueba se realiza cuando el suelo está saturado de agua. En primer lugar, se determina la adhesividad, que es la cualidad que el suelo de adherirse a otros objetos. Después, se determina la plasticidad, que es la cualidad por la cual el material edáfico cambia continuamente de forma, pero no de volumen, bajo la acción de una presión constante, y mantiene dicha forma al desaparecer la presión Adhesividad La adhesividad viene determinada por el grado de adherencia después de presionado el suelo entre el pulgar y el índice No adherente: el suelo no se adhiere prácticamente a los dedos Ligeramente adherente: el suelo se adhiere a los dedos, pero no hay estiramiento apreciable. Los dedos quedan limpios cuando se separan Adherente: el suelo se adhiere a ambos dedos y tiende a estirarse antes de soltarse de ellos cuando se separan Muy adherente: el suelo se adhiere fuertemente a ambos dedos y se estira apreciablemente cuando se separan Plasticidad La plasticidad se determina arrollando el material del suelo entre pulgar e índice No plástico: no se pueden formar cordones con el material Ligeramente plástico: se forma un cordón, pero la masa del suelo se deforma sin ejercer presión sobre ella Plástico: se forma un cordón y se requiere presión moderada para deformar la masa de suelo Muy plástico: se forma un cordón y se requiere mucha presión para deformar el suelo

Efecto del Na+ y del Ca2+ sobre la estructura del suelo

Material

Reactivos

Columnas de percolación. Probetas de 100 mL.

Disolución de CaCl2 1N. Disolución de NaCl 1N. H 2O destilada.

Introducción. Las partículas de las fracciones arena, limo y arcilla constituyen las partículas primarias del suelo. Por la acción de los coloides orgánicos e inorgánicos del suelo, junto a la presencia de cationes floculantes, estas partículas se unen formando AGREGADOS o partículas secundarias del suelo, cuyo tamaño, forma y grado de cohesión confieren al suelo una determinada estructura. Algunas propiedades físicas del suelo tales como porosidad, infiltración del agua, transferencia de calor, erosión, etc., están estrechamente relacionadas con la TEXTURA y la ESTRUCTURA. Así, una buena estructura determina la presencia de macro y microporos que permiten una buena aireación y retención de agua respectivamente, como consecuencia de ello la escorrentía será menor, pues la infiltración será más rápida, y por tanto la erosión será menor Fundamento Cuánto más pequeño es el radio hidratado, y cuánto mayor la valencia de un catión, mayor es su poder de flocular el suelo. El calcio tiene un efecto floculante, mientras que el sodio dispersa el suelo. Las partículas de arcilla dispersas se mueven por la estructura del suelo bloqueando sus poros. Los resultados son que la infiltración del agua a través del suelo así como su conductividad hidráulica, se reducen (la conductividad hidráulica es una medida de la movilidad del agua por el suelo). Por lo tanto, el suelo puede anegarse y/o inundarse por deficiencia del proceso natural de filtración. Procedimiento. En dos columnas de percolación con drenaje colocar suelo tamizado y seco al aire. Añadir a uno de ellos 50 mL de CaCl2 1N y a otro la misma cantidad de NaCl 1N. Estos lavados darán un suelo salino y otro salino sódico respectivamente. A continuación se añade agua. Medir el percolado a los 2, 5, 10, 15, 20, 30, 60, 80, 100, 120 y 140 minutos e interpretar los resultados.

Reacción del suelo (pH) Material

pH-metro digital con electrodo de vidrio Vasos de precipitados de 50 ó 100 mL Varillas de vidrio

Reactivos

Agua destilada Disolución 1 N de KCl

Introducción El pH se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones H+ en una solución. La medida del pH en una suspensión de suelo en agua informa de la concentración de H3O+ disociados. Estos iones se encuentran en equilibrio con los no disociados, es decir, fijados a las arcillas, a la materia orgánica y a algunos compuestos en los que el Al está asociado a moléculas de agua u OH-. Estos constituyentes sólidos, por su capacidad para fijar protones y aniones hidroxilo, moderan las variaciones de pH del suelo, denominándose la resistencia que éste ofrece a los cambios como poder tampón. Dicho poder tampón es tanto mayor cuanto más elevada sea la capacidad de intercambio catiónico del suelo, y, por consiguiente, cuanto mayor sea el contenido de arcilla y materia orgánica. Sin embargo, el equilibrio en agua no tiene en cuenta la totalidad de los iones ácidos (H+ y Al3+) fijados en el complejo arcillo-húmico. Estos, que constituyen la acidez potencial efectiva, o más simplemente la acidez de cambio, pueden no obstante ser desplazados del complejo mediante otro ión, como el K+ de una disolución de KCl. Como consecuencia del intercambio, se observa generalmente que el valor de pH en KCl es menor que el obtenido en agua, variando normalmente la medida entre 0.5 y 1.5 unidades. Por ello, la determinación del pH del suelo se lleva a cabo en una mezcla de suelo y agua en proporción 1:2.5 y en una mezcla en las mismas proporciones de suelo y una solución de KCl.

Determinación del pH en agua Se coloca una muestra de 20 g de suelo previamente secada al aire y tamizada por malla de 2 mm en un vaso de precipitados de 100 mL. A continuación se añaden 50 mL de agua destilada en una relación 1:2.5 (suelo:agua), removiendo suavemente con una varilla de vidrio durante 5 minutos. Finalmente se realiza la medida potenciométrica del pH, no antes de 30 min.

Determinación del pH en KCl Se procede de forma análoga, pero usando 50 ml de una solución de KCl (1N) en lugar de agua destilada. La medida potenciométrica no debe realizarse antes de 120 min.

Determinación de la textura. Ensayo al Tacto

Introducción La textura es una propiedad del suelo que nos informa sobre la proporción relativa de las tres clases granulométricas de los componentes minerales del suelo: arcilla, limo y arena. Las partículas del suelo se distribuyen en diversas fracciones atendiendo a su tamaño. La distinta proporción de arena, limo y arcilla define la textura de cada horizonte. La textura puede interferir en las siguientes propiedades del suelo: Comportamiento frente al laboreo Capacidad de retención de agua disponible para las plantas Riesgo de compactación Disponibilidad de nutrientes Erosionabilidad Rendimiento de los cultivos Fundamento Los distintos métodos de ensayo al tacto se basan en el comportamiento del material edáfico en estado seco o en húmedo, y en su grado de plasticidad o adherencia. Esta aproximación al tacto de la clase textural se basa en la respuesta que puede manifestar el suelo frente a un manejo determinado, tal como la labranza o su comportamiento frente al agua. 1. Procedimiento Esta metodología se utiliza corrientemente en las prospecciones de campo. La precisión alcanzada dependerá de la experiencia a. En primer lugar, se humedecen con agua destilada, unos 25 a 50 gramos de suelo hasta alcanzar el punto de adherencia, haciendo una masa por compresión, estiramiento, etc. (El punto de adherencia es aquel en el que el contenido de agua, por pérdida paulatina de fluidez, es el estrictamente preciso para que la masa no se adhiera a la mano y pueda realizarse un corte neto, con cuchillo). b. Después se intenta formar un filamento de 3 mm de diámetro y unos 10 cm de longitud. c. En caso afirmativo, se intenta doblar el filamento, formando un anillo sin resquebrajarse ni romperse. d. A continuación, eliminando los granos de arena gruesa visibles, se forman filamentos de 1 mm de diámetro y 8 cm de longitud. e. Si se consigue el paso anterior, se comprueba si se puede doblar sin resquebrajarse.

2. Interpretación

Texturas

Filamentos de 3 mm

Filamentos de 1 mm

Se hace

Se dobla

Se hace

Se dobla

Arenosa

No

No

No

No

Areno-limosa

Sí

No

No

No

Limo-arenosa

Sí

Se resquebraja

No

No

Franca

Sí

No

Sí

No

Limo-arcillosa

Sí

Sí

Sí

No

Arcillosa

Sí

Si

Si

Sí

Edafología 2020/ 2021

Grupo Mediano:

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Muestra

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