practica 4_ph y ce

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA DEPARTAMENTO DE RECURSOS HIDRICOS CURSO: FUNDAMENTOS DE SUELOS Y PLANTAS Prof. Lia Ramos Fernández

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PRACTICA Nº 4.

SALINIDAD Y pH DEL SUELO

I. INTRODUCCIÓN

Las propiedades químicas del suelo influyen directamente en la disponibilidad de nutrientes para las plantas y otros organismos. Estas propiedades influyen también en la capacidad de los suelos para el almacenaje, filtraje y descomposición de compuestos químicos tóxicos o potencialmente tóxicos, para plantas, animales y el hombre. En la presente práctica se abarcará dos propiedades químicas del suelo: la concentración de sales y el pH. La salinización de los suelos es el proceso de acumulación en el suelo de sales solubles en agua. Esto puede darse en forma natural por el movimiento ascendente desde las capas inferiores hasta la superficie por capilaridad y al llegar a la superficie el agua se evapora y las sales precipitan, acumulándose paulatinamente. Cuando este proceso tiene un origen antropogénico, generalmente está asociado a sistemas de riego y drenaje. Una alta concentración de sales en el suelo genera pérdida de fertilidad, problemas de toxicidad para las plantas, problemas de absorción de agua. Por lo que tendría que cultivarse plantas que toleren mejor la salinidad o realizar un lavado del suelo para lixiviar las sales. La determinación de la concentración de sales solubles se efectúa mediante la medición de la conductividad eléctrica del suelo. El grado de acidez o alcalinidad del suelo, expresado en pH, influye principalmente en la disponibilidad de nutrientes para las plantas, la descomposición de la materia orgánica y otras propiedades químicas, además es reflejo de los procesos de formación que ocurren en el suelo. Objetivo de la Práctica

Determinar el pH y CE de seis muestras de suelo salino Obtener la recta de calibración de la CE del extracto de saturación y la pasta saturada de un

suelo salino Determinar la relación entre salinidad y CE a través de la recta de calibración de la

concentración de sal y CE para diferentes sales solubles. II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

2.1 Conductividad eléctrica Cuando un suelo tiene un exceso de sales solubles se le denomina suelo salino. La medida de la conductividad eléctrica (CE) del suelo y de las aguas de riego permite estimar en forma casi cuantitativa la cantidad de sales que contiene. El análisis de la CE en suelos se hace para establecer si las sales solubles se encuentran en cantidades suficientes como para afectar la germinación normal de las semillas, el crecimiento de las plantas o la absorción de agua por parte de las mismas. Las sales solubles que se encuentran en los suelos en cantidades superiores al 0.1 % están formadas principalmente por los cationes Na

+, Ca

2+ y Mg

2+ asociados con los aniones Cl‐, SO4

2‐, NO3

‐ y HCO3

‐.

La CE de una solución se mide a través de la resistencia que ofrece el paso de la corriente la solución que se encuentra entre los dos electrodos paralelos de la celda de conductividad al sumergirla en la solución. La CE se informa siempre a 25ºC porque varía con la temperatura. La variación es del orden de un 2 % por cada ºC, entonces hacer la corrección consultando la Tabla de factores de corrección para diferentes temperaturas, se multiplica el resultado de conductividad eléctrica por el valor correspondiente.


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Tabla. Factores de corrección de la conductividad eléctrica en función de la temperatura del extracto de

saturación. La conductividad se mide con una sonda electrónica que aplica un voltaje entre dos electrodos. La disminución del voltaje se usa para medir la resistencia del agua que se traduce a conductividad. La conductividad es el valor inverso de la resistencia y se mide como la cantidad de conductancia en una distancia determinada. 2.2 Efecto de la salinidad en los Cultivos

Problemas en la absorción de agua. Al haber altas concentraciones salinas, la planta debe hacer

frente a una elevada presión osmótica, que le obliga a desarrollar altas fuerzas de succión para extraer agua del medio y, por consiguiente, se impide una adecuada absorción de agua.

Problemas de toxicidad. Hay ciertos iones que pueden afectar a rutas metabólicas, alterando el correcto desarrollo del cultivo; si éstos se encuentran en altas concentraciones, la posibilidad de dañar a la planta aumenta.

Problemas en la estructura del suelo. El exceso de sales favorece la aparición de costras que ocasionan la asfixia radicular. Además, la existencia de ion sodio ocasiona la dispersión de la materia orgánica y de las arcillas, con la consiguiente pérdida de estructura, por lo que los efectos de impermeabilización y formación de costras se acentúan.

2.3 Clasificación de suelos según salinidad Los indicadores químicos de salinidad de carácter global utilizados para caracterizar y diagnosticar la afectación por la salinidad son la CE, PSI (% Na+ intercambiable) y pH, cuyos parámetros permiten separar a los suelos afectados por salinidad en 3 grupos:

2.4 Lámina de lavado para reducir salinidad del suelo

Los requerimientos de lavado (RL) en riego localizado de alta frecuencia son:

RL = CEw/(2CEe) Donde: CEw = CE del agua de riego CEe = CE del extracto de saturación para la cual la productividad es del 100 % (Tabla)


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La Tabla se obtiene de aplicar la fórmula de Maas‐Hoffman, obtenida a partir de datos reales, y refleja la relación lineal entre las producciones de los cultivos y la salinidad del suelo. La expresión es la siguiente:

P = 100 ‐ b (CEe ‐a)100

Donde: P = Productividad del cultivo en % respecto al máximo a y b = dos parámetros, cuyos valores son constantes para cada cultivo


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Tabla. Tolerancia de los cultivos a la salinidad en relación con al porcentaje de producción (Maas‐Hoffman)

La relación entre el rendimiento del cultivo y CE (Mass & Hoffman) se puede representar gráficamente obteniéndose 5 grupos de cultivos de diferente sensibilidad frente a la CE:

2.5 pH

La alcalinidad o acidez del suelo se mide con el pH, no alcanzando nunca valores extremos en suelos agrícolas. Suelos con pH 7 son neutros, con valores >7 son alcalinos, y <7 son ácidos. En suelos agrícolas varía el pH entre 4 y 8. Suelos con cultivos varía entre 6 y 8.


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Figura. pH óptimo para diferentes cultivos III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Materiales y equipos

Seis muestras de suelo salino (50 gr) Espátula Papel de filtro Bomba de vacío Envase de vidrio Pizeta con agua destilada Sales: cloruro de sodio, urea, cloruro de potasio Conductivímetro pH‐metro Termómetro Balanza analítica

3.2 Procedimiento a. Obtener CE, pH y temperatura en el suelo A la muestra de suelo de 50 gr se le agrega agua destilada hasta saturarlo Se mescla la muestra de suelo y agua destilada hasta formar una pasta suave y manejable

(lámina brillosa delgada sobre la superficie) Medir CE, pH y temperatura en la pasta La pasta es vertida en la bomba de vacío, el cual succiona el agua de la pasta, acumulándola en

un recipiente, a esta agua se le llama “extracto de saturación” Medir CE, pH y temperatura en el extracto de saturación

FUERTE

y = 3.0268x + 4.3283R² = 0.9918

0

50

100

150

200

250

0 20 40 60 80 100

CE extracto (mS/cm)

CE pasta Saturada (mS/cm)


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b. Obtener recta calibrada de “concentración de sales” vs “conductividad eléctrica”: Medir la CE y temperatura de varias soluciones a concentraciones de 0.5, 1, 2, 4, 6, 8 y 10 ppm de

cloruro de sodio, urea y cloruro de potasio. Con los datos obtenidos graficar la curva de concentración (ppm, meq/L, gr/100gr de agua) vs.

CE (mmhos/cm) para las tres sales Compare sus resultados con la relación teórica: sales disueltas (g/L) / CE (dS/m) = 0.64 Como influye sus resultados con la temperatura

Nº muestra

Concentración (ppm=mg/L)

Cantidad de sal (mg) en 100 ml de agua destilada

CE (mmhos/cm = mS/cm) a TºC

1 0.5 0.05 1.06

2 1 0.1 2.38

3 2 0.2 3.95

4 4 0.4 7.99

5 6 0.6 11.41

6 8 0.8 15.42

7 10 1 17.8

8 12 1.2 21.4

9 14 1.4 23.7

10 20 2 35.9

y = 0.5741x ‐ 0.3448R² = 0.9971

0

4

8

12

16

20

0 10 20 30 40

Concentración de Sal (ppm)

Conductividad Eléctrica (mS/cm)


7


8


9

IV. BIBLIOGRAFÍA 1. Porta Casanellas Jaime et al (2008) "Introducción a la Edafología: uso y protección del suelo”.

Ediciones Mundi Prensa. Madrid. 451pp. 2. Echevarría, H. & García, F. (2005). “Fertilidad de suelos y fertilización de cultivos”. Instituto

Nacional de Tecnología Agropecuaria. ISBN 9875211923. 525pp 3. Navarro, Gines. & Navarro, Simón. (2003). “Química Agrícola”. Ediciones Mundi Prensa. 2da

Edición. Madrid. 4. http://www.sap.uchile.cl/descargas/suelos/033SALINIDAD.pdf 5. http://www.infoagro.com/instrumentos_medida/doc_conductividad_electrica.asp?k=53 6. http://www.lenntech.com/espanol/irrigacion/Riesgo‐salinidad‐regadio.htmOtras que se detallan

en el texto 7. Otros indicados en el texto


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V. ANEXO

1. Explique el origen de la acumulación de sales en el suelo a través de la siguiente figura:

2. ¿Cuáles son las sales más frecuentes en suelos salinos? ¿Cómo influye el tipo de sal en la salinidad del suelo?. Explique

Clase Presencia en suelos salinos Solubilidad Toxicidad para las plantas

CLORUROS: NaCl, CaCl2, MgCl2, KCl

Sódico común alta +++

Magnésico común alta ++++

Cálcico raro alta ++

Potásico baja alta +

SULFATOS: MgSO4, Na2SO4

Sódico común muy ++

Magnésico común media ++++

Potásico baja alta +

CARBONATOS: Na2 CO3

Sódico en suelos sódicos media +++++

BICARBONATOS: NaCO3H

Sódico en suelos sódicos media ++++

NITRATOS: NaNO3, KNO3

3. ¿Por qué dS/m es una unidad de medida de la CE?

4. ¿Cómo influye la salinidad del suelo en su estructura?. Explique con ayuda de la figura:


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5. Explique la figura para un suelo de textura arenosa, limosa y arcillosa

6. Calcular la lámina de lavado de un suelo salino a aplicar con un sistema de riego por goteo para

sembrar el cultivo elegido. El suelo tienen una CE de 20 mmhos/cm y se regará con agua de pozo y canal de la Unalm.

7. Explique la ecuación de Coachelli en el lavado de sales del suelo

min 10.15

( )

( )

lá a de lavado

CE fprofundidad de raizCE i

8. Explique la calibración que debe realizarse del equipo antes de realizar las lecturas: pH‐metro y Conductivímetro

9. Explique la disponibilidad de nutrientes según el pH (ver figura)

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