INTRODUCCION

El suelo puede llegar a tener infinidad de definiciones según sea el campo y el

aprovechamiento que se le dé a este; para los geólogos es una roca meteorizada,

para un ingeniero civil es un material de construcción o fundación donde edificar,

el agricultor lo ve como un medio de cultivo y así como estos podríamos fijar

muchos puntos de vista. Nosotros podemos definir el suelo como “una delgada

capa sobre la corteza terrestre de material que proviene de la desintegración y/o

alteración física y/o química de las rocas y de los residuos de las actividades de

los seres vivos que sobre ella se asientan.” (Villalaz, 2004, pg58) Puede estar

cubierto por agua (como en los océanos o mares) o no (como en la tierra común

sobre la que habitamos).

En este tiempo aún no se le ha llegado a dar la importancia necesaria al suelo,

puesto que nosotros no conocemos lo relevante que es el manejo adecuado de

este, por esto es necesario conocer acerca del estudio de los suelos ya que

mediante esta práctica sabremos el estado del terreno al que le daremos uso y

más sabiendo que en la gran mayoría de nuestro territorio colombiano se

implementa la agricultura. “Un estudio de suelo es el que nos permite conocer las

características físicas y geológicas del suelo, desde la secuencia litológica, las

diferentes capas y su espesor, la profundidad del nivel del agua subterránea,

hasta la capacidad de resistencia de un suelo o una roca.” (DOSSA, 2011)

La agricultura se presenta como un servicio para la humanidad y es de gran

beneficio pero si al suelo se le dan malos hábitos al momento del cultivo en este

caso la caña el suelo pierde sus propiedades y su calidad perjudicando a los seres

vivos en general y causando un gran impacto ambiental debido a esto se hacen el

informes a  para evaluar el suelo y a partir de estos generar soluciones que

beneficien a los diferentes aspectos  socioeconómicos y ambientales.

Este informe en específico  se hace con el fin mostrar resultados y análisis de un

terreno al cual se le han dado tres usos el primero caña de azúcar con manejo

agroecológico, el segundo un cultivo de caña convencional, y el tercero es un

sistema de control antrópica. Todo ubicados  en el  municipio de cerrito valle del

cauca en donde el suelo se ha visto bastante deteriorado ya que  se usan

fertilizantes en exceso para volver más productivo el suelo, como consecuencia

dañan el suelo desmedidamente y contaminan.

Además de proporcionar soluciones y evidenciar datos este informe también es

una   manera de apropiarnos del tema y poder aplicarlo en el futuro de nuestra

vida profesional  ya que como ingenieros ambientales es crucial conocer acerca

de estos temas, y al mismo tiempo sirve como   oportunidad para  enriquecer

nuestro conocimiento en el área de geología dándole un sentido aplicable en

nuestra profesión pensando a futuro. 

Cada día que pasa las personas están más enteradas sobre las buenas prácticas

agrícolas pero esto aún no es suficiente, pues se ha seguido produciendo con

sistemas convencionales como el monocultivo, el exceso de agroquímicos y

deforestación. Estos manejos no son adecuados para el suelo pues por ejemplo

utilizar una gran cantidad de agroquímicos con lleva a cambios significativos con el

pH o el uso de monocultivos disminuiría los nutrientes en este terreno.

“Una combinación de políticas, innovaciones institucionales e inversiones puede

ayudar a reducir la enorme huella que ha dejado la agricultura en el medio

ambiente y a aprovechar el potencial que tiene para prestar servicios ambientales.

El manejo de los vínculos entre agricultura, conservación de los recursos naturales

y medio ambiente debe ser una parte integral del uso de la agricultura con fines de

desarrollo, siendo el objetivo la realización de sistemas de producción agrícola

más sostenibles.” (Agricultura para el Desarrollo, 2008)

OBJETIVO GENERAL

Evaluar y aplicar todos los aspectos del suelo vistos a lo largo del semestre

para así conocer las propiedades (físicas, químicas y biológicas), estado y

calidad del suelo para un terreno que a sido sometido a tres usos diferentes

(El primero caña de azúcar con manejo agroecológico, el segundo un cultivo de

caña convencional, y el tercero es un sistema de control antrópica).

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Manejo adecuado del programa estadístico PAST para obtener unos

resultados apropiados.

Identificar cada una de las diferencias y consecuencias que tienen los tres

usos aplicados a este terreno (Cultivo de caña con manejo agroecológico,

cultivo de caña convencional y sistema sin intervención antrópica).

MATERIALES

Suelo húmedo Balanza de precisión 2 Frascos lavadores Agua destilada 4 Cucharas de plástico pHmetro y Conductivimetro 500 mL 16 crisoles pequeños Estufa u horno de secado KCL 0,1 N KCL 0,01 N 3 Marcadores de vidrio Desecador 16 Beakers de 50 mL Mufla Guantes de Látex Plataforma de agitación orbital Cinta de enmascarar *5 Beakers de

10 mL 1 Rollo de Papel Scott

MATERIALES Y REACTIVOS PARA LOS PRIMEROS CALACULOS

MATERIALES Y REACTIVOS PARA LOS SEGUNDOS CALACULOS

Un rollo de papel aluminio Cucharas de plástico Cinta de enmascarar Cartulina blanca 1 rollo Marcadores de vidrio Guantes de Látex 1 Rollo de Papel Scott Reutilizable Regla Tamiz de 2 mm Frascos lavadores con agua destilada Vasos plásticos pequeños 10 Picnómetros lavados y secados 2 Termómetros de mercurio Probetas de 10 mL (6) Papel periódico

METODOS

Preparación de muestras de suelo

La toma de muestras tiene un papel importante en la calidad y la utilidad

que tengan los datos. Es necesario para un muestreo tomar gran cantidad

de muestras del suelo debía que “A medida que se incrementa el número

de muestras, aumenta la exactitud y precisión”. (Mason, 1992)

Las muestras fueron tomadas de una hacienda ubicada en el municipio de

cerrito departamento del valle del cauca, “la localización geomorfológica del

sitio de muestreo es la llanura aluvial del Río Cauca, que comprende la

Preparación de muestras de suelo

Las muestras se extienden sobre papel periódico o cartulina blanca, en una superficie plana

Se rompen manualmente los agregados grandes para acelerar el secado

Las muestras deben voltearse manualmente al menos 2-3 veces para facilitar la pérdida de humedad y posteriormente, las muestras deben pasarse antes de analizarlas, a través de un tamiz con malla de 2 mm de diámetro.

Sobre otro papel grueso romper los agregados de suelo que no pasaron por el tamiz, y volver a pasar la muestra a través del tamiz.

Si están muy duros o compactos se pueden disgregar con ayuda de un martillo de goma o madera.

Finalmente, las muestras son almacenadas en bolsas limpias de plástico ziploc y son etiquetadas.

Se continúa así, hasta que al final sólo deben permanecer en el tamiz los fragmentos rocosos o los residuos grandes de materia orgánica.

zona de influencia del río Cauca, el cual es su principal agente generador,

caracterizado por un relieve plano muy amplio.” (Tomado de trabajo final

edafología) Se tomaron 5 muestras diferentes de cada sistema el primero

con manejo agroecológico, el segundo con manejo convencional y el

tercero sin intervención antrópica.

Determinación de humedad:

La humedad del suelo es muy dinámica y depende del clima, de las plantas,

de la profundidad del suelo y las características y condiciones físicas del

perfil. En un momento dado y a una profundidad dada, es muy variable y

depende de la ubicación en el terreno del punto en consideración.

(Forsythe, 1985, pg19)

DETERMINACION DE HUMEDAD

Realizar bandejitas en papel aluminio de tamaño mediano.

El porcentaje de humedad se determina

La bandeja con el suelo se pesa nuevamente.

Poner las bandejas de aluminio con el suelo en desecador hasta que se enfríen.

Pesar 10 g de suelo sobredichas bandejas, anotar el peso hasta 4 cifras significativas en una balanza de precisión y llevar las muestras a un horno de secado a 105°C/24 h.

%Humedad de suelo=( pesoinicial−peso final )

pesoinicial∗100

Determinación de color

En el suelo, cuya superficie está formada por materiales con diferentes

coeficientes de reflexión, el color dominante vendrá dado por el material

que sea más abundante y con mayor superficie especifica cómo puede

ocurrir con los óxidos de hierro y con la materia orgánica. (Llorca, 2007, pg

72)

El color se determina por comparación en una tabla de colores, siendo la

tabla de Munsell la generalmente utilizada para suelos. Un color queda

definido por tres variables: Matriz, Brillo y Saturación. (Llorca, 2007, pg73)

DETERMINACION DE COLOR

Determinar el color comparándolo con los colores de la tabla de Munsell.

Después de lo anterior humedecer la muestra con agua destilada.

Colocar un poco de suelo seco y tamizado, en una placa de porcelana o una cuchara de plástico.

Identificar para muestras secas y humedad: “HUE” O “MATIZ”(Tinte); “VALUE” O “VALOR” (Brillantez) y “CHROMA” O “CROMA” (Intensidad).

Para la determinación del color se utiliza

Determinación de textura

La proposición relativa de las fracciones de arena, limo y arcilla que constituyen la masa del suelo es llamada textura del suelo. La textura está íntimamente relacionada con la composición mineral, el área superficial específica y el espacio de poros del suelo. La textura del suelo tiene influencia sobre el movimiento y la disponibilidad de la humedad del suelo, la aireación, la disponibilidad de nutrimentos y la resistencia a la penetración de las raíces. (FAO, 1997) También llega a tener influencia sobre las propiedades físicas del suelo.

DETERMINACION DE TEXTURA

Coloque los 3 tubos de separación del suelo.

Se utiliza la siguiente formula:

Arena=(lecturadel tubo∗100)

V total=15

Vierta toda la solución de suelo del Tubo “A” en el tubo de separación "B". Déjelo en reposo durante 45 minutos.

Tape y agite suavemente por 2 minutos, asegúrese que la muestra de suelo y el agua se mezclen adecuadamente. Déjelo en reposo 1 minuto.

Adicione 1 mL de reactivo y posteriormente diluya hasta la línea 45 con agua destilada

Golpee suavemente la parte inferior del tubo en una superficie firme con el objetivo de dejar la superficie totalmente plana y eliminar espacios de aire.

Tubo A: Agregue la muestra del suelo

previamente tamizada al tubo hasta la línea 15

Tome lectura del tubo “B”Vierta la solución del suelo proveniente del tubo separación "B" en el tubo de separación "C".

Tome lectura del tubo “A”

Tome lectura del tubo “C” después de 24 horas

Añadir 1 ml de reactivo de floculación del suelo para la separación del suelo en el tubo "C". Tape y agite suavemente durante un minuto.

Densidad Real (DR)

Se define densidad real o densidad de partículas a la relación: Peso de

suelo seco por unidad de volumen sin incluir el espacio poroso. (Nuñez,

1985, pg67).

La DR de un suelo es la relación que existe entre la masa de las partículas

sólidas y el volumen ocupado por las mismas, es decir, se excluye el

volumen ocupado por los poros que hay entre las partículas. Se deduce,

entonces, su dependencia de la composición mineral del suelo y del

contenido de algunos sólidos especiales en él, como la materia orgánica y

los óxidos de hierro. En síntesis es la densidad de la fase sólida del suelo.

DETERMINACION DENSIDAD REAL

Dejar reposar dentro del desecador por 30 min y eliminar todo el vacío del desecador paulatinamente. Posteriormente, sacar el matraz y llenar hasta aforo con agua destilada y fría, secar perfectamente el exterior y pesar en balanza analítica.

Vaciar el picnómetro, removiendo todo el suelo a un recipiente de desechos, enjuagarlo perfectamente y llenarlo hasta aforo con agua destilada, hervida y fría; inserte la tapa y seque el agua que haya quedado en el exterior del picnómetro. Pesar el picnómetro con el agua dentro.

Medir la T° de la suspensión.

Se debe evitar la humedad y/o grasa de las manos.

Pesar 2,5 g de suelo y llenar el picnómetro con la muestra haciendo uso de un embudo plástico pequeño. Tapar y pesar.

Pesar el picnómetro debidamente lavado y secado, con su respectiva tapa o tapón en una balanza analítica.

Conectar al desecador la bomba de vacío y generar vacío durante 15 min para eliminar todo el aire retenido en el suelo.

Llene el picnómetro hasta la mitad con agua destilada fresca, lavando el suelo que haya quedado en el cuello del picnómetro. Agitar suavemente y colocar en un desecador.

Para el cálculo de la densidad real se usa la siguiente formula:

Peso de las partículas del suelo = PS

Volumen de las partículas del suelo = VS

Peso del agua desplazada por partículas del suelo = PAS

VS= PASDensidad del agua

Densidad Real=PSVS

Densidad Aparente (DA)

Podemos definir densidad aparente como la relación: Peso de suelo seco al horno,

a 105ºC por 24 horas / volumen total de la muestra de suelo incluyendo el espacio

poroso. (Nuñez, 1985, pg67) Depende de varios factores, que incluyen los

siguientes: La densidad de las partículas de suelo mineral, la cantidad de materia

orgánica, la compactación del suelo, las actividades de animales que excavan en

la tierra, tales como las lombrices, y la abundancia de raíces de plantas.

Este es un parámetro necesario en varios cálculos relacionados con el suelo,

como los siguientes: calcular el peso de un determinado volumen de suelo,

calcular la porosidad total del suelo, cuando se conoce una densidad real, entre

otros.

Para los cálculos de la densidad aparente se necesita:

M= Masa del suelo [Peso (probeta + suelo)-Peso probeta]

Vt= Volumen total= Volumen de la probeta = 10 mL= 10 cm3

Densidad aparente (DA )=MVt

Calculando las dos densidades podemos calcular la porosidad que es:

P=(1−DADR )∗100

DETERMINACION DENSISDAD APARENTE

Golpear la base de la probeta, sobre la palma de la mano o la mesa del laboratorio, un promedio de diez veces utilizando siempre la misma fuerza

Para evitar romper la probeta se puede colocar un cuaderno o una tela.

Llenarla hasta la marca de 10 mL con suelo secado al aire y tamizado, procurando que caiga libremente dentro de la probeta sin agitarla.

Pesar una probeta de 10 mL (completamente seca y limpia) y anotar el peso.

Si durante el aforo se sobrepasan los 10 mL es necesario hacer nuevamente esa repetición.

Repetir los pasos 2 a 3 un mínimo de 8-10 veces para

cada muestra de suelo.

Determinación de consistencia del suelo

La cohesión que mantiene unidas las partículas formando agregados o

tormos, recibe el nombre de consistencia del suelo. Según el contenido en

agua, la consistencia puede expresarse en términos de dureza, firmeza

plasticidad o pegajosidad. Una descripción completa de la consistencia del

suelo requiere comprobaciones en estado seco, húmedo y mojado, de

manera que pueda evaluarse en todas las escalas.

La consistencia se determina apretando el suelo entre los dedos pulgar e índice, sintiendo y observando los cambios que se registran.

Tome otro de los terrones secados al aire y humedézcalo ligeramente con ayuda de una probeta o frasco lavador. El contenido de humedad del suelo debe ser aproximadamente la mitad entre el secado al aire y la capacidad de campo.

Humedezca en mayor grado el mismo suelo hasta aproximadamente capacidad de campo. Esta determinación se basa en adhesividad y plasticidad. La adhesividad es la cualidad de adhesión a los objetos y la determinación se hace presionando el suelo entre el pulgar y el índice para observar su grado de adherencia.

Se determina en 3 condiciones de humedad, iniciando la determinación en seco, posteriormente en húmedo y, finalmente, en condición muy húmedo.

Seleccionar 2 o 3 terrones de suelo de 3 a 5 cm de diámetro, previamente secados al aire, y colocarlos sobre una superficie plana.

DETERMINACION DE CONSISTENCIA DE SUELO

Determinación de pH

La lectura de pH se refiere a la concentración de iones hidró-geno activos

(H+) que se da en la interface líquida del suelo, por la interacción de los

componentes sólidos y líquidos. La concentración de iones hidrógeno es

fundamental en los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo. El

grado de acidez o alcalinidad de un suelo es determinado por medio de un

electrodo de vidrio en un contenido de humedad específico o relación de

suelo-agua, y expresado en términos de la escala de pH. (Willard 1974,

Bates 1983)

DETERMINACION DE PH

Pesar 10 g de muestra de suelo húmedo y colocar en un beaker de 50 mL.

Posteriormente, añadir 10 mL de agua destilada. Someter a agitación orbital a 160 rpm/15 min o manualmente.

Transcurrido este tiempo, Dejar decantar las muestras x 1h a T° ambiente.

Medir el pH de la solución acuosa empleando el pH-metro previamente calibrado

DETERMINACION DE C ORGANICO

Basado en la oxidacion humeda del carbono organico contenido en el suelo

mediante el dicronato de potasio en medio sulfurico esta oxidacion se hace

a una temperatura de 110-130 grados producida por la reaccion de

solvatacion del acido sulfurico como fuente de energia para acelerar la

reaccion mencionada.(hesse, 1974, pag 204)

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

DETERMINACIÓN DE CARBONO ORGANICO

Lavar los crisoles con HCL al 1% previo a la realización del protocolo. Secar 10 g de muestra de suelo en

crisoles (previamente pesados) a 105°C por dos horas.

Posteriormente dejar el crisol enfriar en un desecador y registrar el peso.

Posteriormente, el crisol es llevado a calentamiento en mufla a 550°C/2h; seguidamente se espera el enfriamiento del crisol en el desecador y se registra de nuevo el peso del crisol

Es la medida de la capacidad de un material para dejar pasar o dejar circular libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del suelo. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura.

Determinación de conductividad eléctrica

Preparación de soluciones: KCL 0,1 N: Disolver 0,7455g de KCL en agua destilada y aforar

a 100 mL. KCL 0,01N: Tomar una alícuota de 10 mL de la solución estándar anterior y aforar a 100 mL.

Se toma o pesa 10 g de suelo tamizado a continuación adicionar 50 mL de agua destilada, agitar por 10 min

Medir la conductividad del extracto. Medir la T° del extracto

ANALISIS DE RESULTADOS

Luego de haber calculado en Excel los promedios y las desviaciones estándar de

cada una de las variables tomadas en campo, se graficaron los promedios de cada

una de ellas con el fin de comprar los tres usos que se le dieron a cada uno de los

terrenos (Monocultivo, caña agroecológica y el sistema sin intervención antrópica).

Como era de esperarse en los resultados podemos darnos cuenta que el

monocultivo presenta un déficit en las propiedades físicas químicas y biológicas, lo

que conlleva a que este suelo tenga una menor calidad. La caña agroecológica

presenta un desgaste mínimo en sus propiedades pero con intervención y una

recuperación adecuada y a tiempo podemos mantener este suelo con una buena

calidad. Finalmente el BST presenta las mejores propiedades y la mejor calidad de

suelo ya que no ha tenido intervención alguna y es prácticamente un ambiente

natural.

Posteriormente analizaremos por aparte cada una de las variables que se tomaron

en campo, las cuales encontraran en forma de graficas en Excel con el fin de

justificar lo mencionado anteriormente.

Densidad Aparente

El monocultivo tiene un valor de densidad aparente 2,02 lo cual nos puede hacer

deducir que el suelo es arenoso ya que este es mucho mayor a los otros dos

valores de caña convencional y BST los cuales son 1,384 y 1,084

respectivamente. La densidad aparente es un buen indicador de importantes

características del suelo, tales como porosidad, grado de aireación y capacidad

de drenaje lo que nos lleva a concluir que el cultivo de caña agroecológica y el

BST mantienen estas características puesto que los valores arrojados son bajos.

Nitrato (Ppm)

El nitrato es utilizado en el suelo como abono y como aditivo, como observamos

en la gráfica el monocultivo y la caña agroecológica presenta un mayor contenido

de nitratos lo cual hace que aumente la absorción de agua y disminuye el

contenido de sustancias valiosas en el suelo. Mientras el BST presenta un valor

bajo (5,2) lo cual hace que sus propiedades estén en mejores condiciones con

respectos a los dos primeros usos mencionados anteriormente.

PH

La caña agroecológica y el BST presentar un valor promedio de 7,16 y 7,13 lo que

nos indica que el pH de estos dos usos es neutro es decir no presenta acides y el

suelo está en buenas condiciones. El monocultivo tiene un pH demasiado bajo

4,54 es decir que este uso aplicado al suelo hace que esté presente una gran

acidez y su calidad no sea la apropiada.

% de Humedad

Como ya lo mencionamos anteriormente la humedad presente en el suelo es el

agua retenida por este mismo, si observamos la gráfica y como era de esperarse

el BST posee mayor capacidad de retención de agua seguido por la caña

agroecológica y por último el monocultivo sus valores son respectivamente 28,878,

22,612 y 12,33.

NITRÓGENO TOTAL

En el cultivo de caña agroecológica contiene una suma del nitrógeno orgánico

más abundante en sus diversas formas:  proteínas y ácidos nucleicos en diversos

estados de degradación, urea, aminas, y el ion amonio NH4+. Lo contrario de los

demás cultivos el cual presentan un contenido inferior de nitrógeno en este orden

monocultivo y BST

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

Es la medida de la capacidad de un material para dejar circular libremente

la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y

molecular del material en estos cultivos evaluados y mediante las gráficas

podemos observar que el monocultivo presenta gran capacidad de circulación de

corriente eléctrica a comparación de los demás cultivos Esta tendencia

probablemente está asociada con el aumento de la materia orgánica y la

estabilidad de los agregados del suelo.

RELACION CARBONO NITROGENO

Los microorganismos, como todos los organismos vivos necesitamos carbono y

relativamente poco nitrógeno para vivir por lo tanto una presencia de estos

elementos generan una mejor calidad edáfica y al demostrarlo con las gráficas

observamos que el mayor contenido de C/N se encuentra en BST seguido del

cultivo de caña agroecológica y finalmente el monocultivo.

AMONIO

El amoníaco es usado en la agricultura se usa como base para fertilizantes

agrícolas lo cual nos hace deducir que en los terrenos cultivados se encuentra en

mayor proporción, examinando las gráficas nos damos cuenta que la deducción es

correcta. Los monocultivos con 6,06 ppm, el cultivo de caña agroecológica con

5,69 ppm y el BST con 3,308 ppm incluidos en el suelo.

RESISTENCIA A LA PENETRACION

La resistencia a la penetración es un buen índice pare evaluar problemas de

restricción en el desarrollo radicular de las raíces de los cultivos, por la presencia

de capas compactas o baja porosidad, En el monocultivo se ven los daños

efectuados y se reflejan en las gráficas primero monocultivos ,seguido de la caña

agroecológica y por ultimo BST.

CONCLUSIONES

Se logra evaluar y aplicar todos los aspectos del suelo vistos a lo largo

del semestre para así conociendo asi las propiedades (físicas, químicas

y biológicas),como también estado y calidad del suelo para los terrenos

evaluados en este informe.

Se realizó el experimento con past y obtuvimos los resultados

esperados.

cada una de las diferencias y consecuencias que tienen los tres usos

aplicados a este terreno fueron identificadas y entendidas mediante la

explicación de análisis.

BIBLIOGRAFIA

Mecánica de suelos y cimentaciones, Crespo Villalaz, 2004.

Informe sobre el desarrollo mundial, Agricultura para el Desarrollo, 2008.

Manual de laboratorio: Física de suelos, Warren Forsythe, 1985.

Prácticas de atmosfera, suelo y agua, Rafael Llorca, 2007.

Manual de prácticas integradas de manejo y conservación de suelos, FAO,

1997.

Fundamentos de edafología, Jorge Nuñez, 1985.

Manual de edafología, Ricardo Honorato, 2001

INTRODUCCION A LA EDAFOLOGIA: Uso y protección del suelo, Porta

Casanellas, 2008.

Edafologia para la agricultura y el medio ambiente, Porta Casanellas, 2003.

PROYECTO FINALPROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS Y BIOLOGICAS

JESUS RICARDO ZALDUA RAMIREZ

LUIS FELIPE DONCEL ROMERO

PROFESORA: VICTORIA VALLEJO

25/11/2014

UNIVERSIDAD CENTRAL

BOGOTA DC