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AGRO 6505 – Fertilidad de Suelos Avanzada

2- Evaluación de fertilidad (muestreo de suelos)

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Manejo de nutrientes

• (Def.) Manejar la cantidad, fuente, localización, forma y tiempo de la aplicación de nutrientes y enmiendas al suelo para asegurar óptima fertilidad del suelo y producción de cultivos y minimizar el potencial de degradación ambiental, en particular el agua

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Objetivos

1. Concienciar sobre algunas metodologías utilizadas en la toma de muestras de suelo

2. Reconocer la importancia de que la muestra de suelo sea representativa del predio

3. Reconocer los materiales y el equipo necesario4. Conocer como manejar la muestra para enviarla

para análisis

El muestreo de suelo es una de varias técnicas combinadas utilizadas en

fertilidad de suelos para

•Diagnosticar - a priori posibles problemas nutricionales

•Predecir - lo que ocurrirá si no se corrige (reducción en rendimiento)

•Recomendar - la forma, fuente, localizacion y los niveles apropiados de nutrientes

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Para utilizar apropiadamente una prueba de suelos, hay que realizar varios pasos

1. Muestreo y preparación de la muestra2. Extracción de los nutrimentos del suelo 3. Análisis del extracto4. Interpretación del análisis basado en

• Información de correlación • Información de calibración

5. Recomendación

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Existen distintos tipos de muestreo entre ellos

• Exploratorio• Aleatorizado simple• Aleatorizado estratificado• Muestreo en grillas• Muestreo compuesto “field average composite sampling”

• Este es el que más se utiliza en la agricultura comercial. Se selecciona un área y se toman varias submuestras para formar una muestra compuesta

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

Aspectos que hay que considerar:• 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

Consideraciones importantes al muestrear para propósitos agronómicos

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Asunto Ideal Más realProfundidad de muestreo

Usualmente 0 a 6" Podría ser un poco más (para nutrientes móviles) o un poco menos (Hay suelos que es muy difícil muestrear más profundo)

Selección de área para muestrear

Áreas deben tener similar: Historial de manejo de nutrientes Cultivos Tipo de suelo (uniforme en color,

textura, retencion de humedad, mineralogia)

Manejo del suelo Relieve y pendiente

Combinar áreas de acuerdo al mejor criterio profesional

Combinar distintos suelos, que están en un mismo predio

Combinar áreas que se va a manejar en forma similar aunque existan diferencias

Número de submuestras por muestra

Combinar 15 a 30 submuestras individuales en una sola muestra

Mientras más submuestras mejor, pero a veces no se logra

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Consideraciones importantes al muestrear para propósitos agronómicos

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Asunto Ideal Más realNumero de muestras por finca

Una para cada predio; subdividir según el tipo de suelo e historial de manejo

Considerar el costo, tiempo de la persona muestreando, y qué se va a hacer con los resultados

Apariencia o características del cultivo

Muestrear cada cultivo por separado e identificar áreas que tengan apariencia o historial de manejo diferente

Por lo menos identificar aquellas áreas con historial de manejo diferente

Época de muestreo

Epoca seca, sin cosechas, sin recién fertilización, encalado

La lluvia es lo más que limita. Áreas con fertilización o encalado reciente afectará los resultados

Frecuencia de muestreo - Ideal

cada 2 o 3 años Al menos una vez en el tiempo de operación agrícola

Descripción del sitio e información de trasfondo de utilidad

• Fotografía aerea • Catastro de suelos (USDA-NRCS) -• Official Series Description (OSD) (USDA-NRCS) • Soil Characterization Data (USDA-NRCS) -

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Descripción del sitio e información de trasfondo de utilidad

• Fotografía aerea (ARC-Explorer, google earth)

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Descripción del sitio e información de trasfondo de utilidad

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

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Descripción del sitio e información de trasfondo de utilidad

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

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Descripción del sitio e información de trasfondo de utilidad

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

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Equipo y materiales necesario para el muestreo

1. Barrenos2. Bolsas plásticas3. Marcador "Sharpie"4. Balde para ir hechando submuestras5. Paleta con filo metal o plástico para remover suelo

adherido al equipo

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Tipo "Hoffer" o "sacabocado"

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Tipo "Auger"

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Muestreador de suelos de textura fina

Muestreador de suelos de textura gruesa

Tipo "Dutch"

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Tipo "Edelman"

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Metodología

1. Describir y recopilar información del sitio2. Seleccionar el predio o área3. Establecer estrategia de muestreo (patrón, # de

submuestras, identificación de áreas no-representativas)4. Identificar la bolsa apropiadamente (poner solamente la

información necesaria: finca, predio, fecha)5. Seleccionar el primer punto 6. Remover materia extraña vegetativa sobre el suelo7. Introducir barrena a la profundidad apropiada8. Remover submuestra y colocar en balde plástico9. Repetir las veces que sea para obtener una muestra

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

• Cuando se necesita un valor promedio de la unidad de suelo.

• Puede ser utilizado en combinación con estratificación. Se puede obtener estadísticas de variabilidad de cada unidad muestreada

• 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

Estrategia de muestreo (ejemplo 1)

22Tomado de Muñiz, (SEA)

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Estrategia de muestreo (ejemplo 2)

23Tomado de Havlin et al (2006)

Secuencia de pasos

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Información que debe recopilar con el muestreo y guardar

• Orden, serie del suelo, unidad de mapeo• Fecha de muestreo• Localización: latitud y longitud, descripción legal• Cultivo actual, anterior• Fecha de ultima fertilización o info sobre manejo previo

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

• Al azar• Intencionado

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Evitar

• Bordes de los predios, caminos, carreteras, zanjas• Entrada a los predios• Areas de manejo de carga, almacenaje de

fertilizantes, plaguicidas, animales en confinamiento

• Lugares donde se acumulan desperdicios de animales y cosechas... Bebederos

• Puntos poco representativos del área o predio de interes: parches de grava, cascajo, rocas o caliche, áreas de pobre drenaje

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Repaso

Considerar:• 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

Suelos difíciles

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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

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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

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 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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Distintos tipos de muestreo• Exploratorio• Aleatorizado simple• Aleatorizado estratificado• Muestreo en grillas• Muestreo compuesto “field average composite sampling”

• Este es el que más se utiliza en la agricultura comercial. Se selecciona un área y se toman varias submuestras para formar una muestra compuesta

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Ejemplos

• "composite"• Estratificado• Grilla

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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 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 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.

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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. 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.

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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, s2s = 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 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?

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Ejemplo 1

• Un suelo con una media de 11 ppm y error estandar de 1.5, n = 50

• x ± tα*S/sqrt(n)• 11 ± 2*1.5• El 95% del intervalo de confianza es entre 8 y 14 ppm

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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, n = 10:x = 124.3s = 10.8 Quiero estar ± 5 ppm

df = 10; 95% probabildad; t = 2.23s2 = 116.695% CI = 5n = 23

re-ajustar t = 2.069n = 20

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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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Ejemplos

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