Fósforo disponible del suelo

Para el protocolo en detalle, véase el manual completo descargable

El fósforo (P) es uno de los principales macronutrientes requeridos para el crecimiento de los cultivos y, a menudo, es limitante en los sistemas de pequeños propietarios donde la erosión del suelo o la exportación de nutrientes en los cultivos ha despojado al suelo de materia orgánica y nutrientes. La P disponible es sensible al pH, por lo que el pH del suelo también debe monitorearse para no limitar la P.

Este video ilustra el método.  Está en inglés pero se aprecia bien los pasos principales.

Video on youtube at:  https://youtu.be/fDyssRA-WN8

Lista de materiales:

  • Colorímetro de campo de rango alto de Hanna (número de pieza de hannainst.com HI-717; nota: estamos utilizando los paquetes de reactivos de rango bajo con el colorímetro de rango alto. Esto es intencional).
  • Paquetes de reactivos de Hanna: reactivo de fosfato de bajo rango (número de catálogo de hannainst.com HI-93713; el número HI93713-03 es un paquete con 300 pruebas)
  • Cilindro graduado de 25 ml
  • Una pequeña botella de jugo, por ej. 100-500 ml, o un tubo de centrífuga de 50 ml, para agitar el suelo con extractor, lavar y enjuagar con agua libre de fosfato (ver más abajo)
  • Una segunda botella pequeña de jugo para filtrar (300-500 mL, por ejemplo) con una boca de tipo más ancho, de aproximadamente 4 cm de diámetro, con una tapa modificada que tiene agujeros con una aguja de costura mediana o un taladro fino. Puede ver las instrucciones completas de la plataforma de filtración, que pueden ser útiles para otras tareas de filtrado, en el video a continuación.
  • Agua destilada o agua libre de fosfato (esto se puede probar con el kit de Hanna y los reactivos, para verificar que tenga niveles bajos de fosfato, por ejemplo, <0.5 ppm de fosfato; muchas marcas de agua embotellada que no se anuncian como “agua mineral” tienen estos niveles.
  • Filtros de papel para filtrar el extracto y producir un extracto de suelo transparente para análisis, dos alternativas.
  • Los filtros de café (papel de filtro, modelo en forma de cono) se pueden usar en muchos suelos que tienen un contenido de arcilla más bajo. Inicialmente pasarán partículas de arcilla, pero después de unas pocas gotas, la arcilla tapará los poros del filtro y se obtendrá una solución clara. Este método puede ser más lento, pero es accesible si no se pueden encontrar filtros de tipo laboratorio.
  • Filtros de laboratorio, cualitativos # 5 tipo Whatman, 90 mm de diámetro. Este es el filtro de laboratorio de poros más pequeños en el grado cualitativo más barato que se puede encontrar (# 5, con un tamaño de poro estimado de 2.5 micrones). Si usa otro tipo de filtro de laboratorio, intente con los suelos típicos de la región para verificar que no deje una solución turbia (consulte el método a continuación). La compra del diámetro de 90 mm le permitirá cortar 4 discos de filtro más pequeños de un disco de filtro grande, de modo que una caja de 100 filtros funcionará para 400 muestras.
  • Frasquitos de 11 ml para hacer reaccionar el extracto del suelo con el paquete de reactivos (arriba) y leer la cantidad de color azul desarrollado en el colorímetro Hanna: viales de 11 ml, 3/4 “de diámetro para adaptarse al colorímetro.
  • Pipetas graduadas para transferir liquido (o goteros con graduaciones para medir volúmenes) para transferir el extracto en los pasos de la filtración y la acidificación.  Es bueno tener suficientes goteros para asignarlo un uso especifico: transferir extracto, agregar solución de bisulfato, etc.
  • Pequeños vasos de plástico, 75 a 150 mL para recibir el extracto filtrado y para acidificar el extracto (2 tazas por muestra analizada).
  • Una botella de enjuague o piseta con agua sin fosfato (destilada u otra verificada) para facilitar el enjuague de las tazas y agregar agua al extracto con precisión.
  • Solución de Olsen: NaHCO3 0,5 M + NaOH suficiente para elevar el pH a 8,5 (aproximadamente 2 g de NaOH por litro como una estimación aproximada)
  • NaHSO4 sólido (bisulfato de sodio) para preparar una solución de 15 g de NaHSO4 en 100 ml de agua (consulte el manual o el video en arriba).  Ojo que éste NO es bisulfito de sodio (un conservante de comida común pero con “ito” y no “ato”) porque el bisulfito NO tiene acidez.

Método

Preparando el extracto Olsen

  1. Pesar 2,5 g de suelo en el tubo de centrífuga de 50 ml o algun recipiente similar, y anotar el peso con una precisión de 0.01g en lo posible.
  2. Usando el cilindro graduado de 25 ml (o una balanza para pesar la solución), agregue 25 ml de solución de Olsen al suelo en la botella. (La solución también puede pesarse previamente, durante el mismo día de la medición)
  3. Agitar 10 minutos
    Dejar reposar durante 7 a 10 minutos hasta lograr cierto asentiamiento de las arcillas de la solucón.  Para algunos suelos esto producirá un asentamiento de la mayor parte de la arcilla, para otros solo se esclarecerá un poco la solución. Aún así, esto es útil para no tener que filtrar tanta arcilla, lo que a veces requiere mucho tiempo.
  4. Ahora puede elegir el método de filtrado según el tipo de filtro que esté utilizando (ver el video). En general la mayoria de las muestras se pueden filtrar con una prensa para el filtrado y una botella modificada para realizar la filtración, o el método tradicional de doblar los filtros en forma de un embudo.  La segunda o tradicional puede funcionar bien cuando hay muchas muestras y se puede esperar algun tiempo (entre 30 y 90 minutos) para realizar la filtración.  La primera es más rápido y se justifica cuando hay pocas muestras o cuando se tiene que terminar rapidamente los analisis, como en un taller.

Nota: vea el video a continuación en la plataforma de filtración como una idea para filtrar los extractos, además de los procedimientos de filtrado a continuación.

Método de filtro 1 con una botella de filtración y una prensa para filtrado a presión:

  1. con una pipeta de transferencia o gotero, aspire con cuidado el líquido más claro de la parte superior del tubo o botella y transfiéralo a la segunda botella con una tapa perforada (aguja o taladro). Debe transferir aproximadamente 10 ml o un poco más para permitir el uso de 7 ml en el análisis a continuación. Tenga en cuenta que la extrusión sedimentada no será completamente clara, y también que si aspira un poco de la arcilla sin resolver, está bien. Solo queremos reducir la carga de arcilla sobre el filtro, no eliminarlo.
  2. Coloque un filtro del tamaño correcto en la tapa que llene completamente el área de la tapa para que los bordes se sellen contra la boca de la botella. Es probable que este disco de filtro deba cortarse para que quepa, y usted puede hacer un patrón de cartón fino o incluso un disco de corte para hacerlo más rápido y más fácil.
  3. Atornille la tapa con el filtro en la botella y apriete la botella con una prensa que se puede hacer según el modelo que se aprecia en el video en abajo o el manual en arriba.  Coloca un vaso plástico pequeño para captar las gotas de filtrado.
  4. Comprobar que las gotas que salen estén transparentes, al caso contrario el filtro puede haberse roto en el proceso de apretar la tapa.
  5. Continuar el proceso del filtrado hasta captar por lo menos 5 mL de solución.  7 mL es lo ideal pero con algunos suelos el proceso puede volverse muy lento y 5 mL es acceptable.

Video corto sobre un juego de fabricación propia para realizar filtrado a presión (en inglés):

Youtube video: simple soil filtration rig

Método de filtro 2 – tradicional con filtro en forma de embudo:

  1. Doblar un filtro entero de 9 mm en forma de embudo, que se puede realizar de diferentes maneras.  Puede ser deseable mantener una area grande del filtro para que se puede sentar el filtro sobre un vaso.
  2. Fijar este embudo en un vaso plastico.
  3. Utilizando la pipeta de transferencia, transferir 12 a 15 mL de suspensión asentada de extracto al embudo.
  4. Esperar hasta que 5 a 7 mL de solución se filtre al vaso.
  5. Si es menos que 7 mL cuidese de utilizar menos solución de bisulfato en los pasos suguientes, en relación a los 5 o 6 mL de extracto (ver el manual para las cantidades precisos)

Analizando el extracto Olsen

  1. Ahora, independientemente del método de filtrado anterior, debe tener entre 5 y 10 ml de muestra, idealmente 7 ml.
  2. De esta cantidad de filtrado en el vaso pequeño, mida 7 ml (menos si fue difícil filtrar) en la probeta.
  3. En un vaso limpio, echa 3,3 mL de solución de bisulfato (15g/100mL es la concentración de esta solución).   Utiliza menos, proporcionalmente, si solo se logró filtrar 5 o 6 mL de extracto Olsen; ver detalles en el manual en arriba.
  4. (Note: see the dowloadable manual for a modified version of this step that uses a sodium bisulfate solution to improve dosing of the bisulfate) In a second dry cup, measure 0.45 g dry Sodium bisulfate. If this is a very calcareous soil, it is possible that more bisulfate will be needed (e.g. 0.50 g) since the extract will have a greater neutralizing potential (ie slightly higher pH because of the calcareous soil) for the bisulfate. Also, if less filtrate was used in step 9 above, you will need to reduce this amount, e.g. 0.32 g if only 5 mL was used versus 0.65 g for 10 mL filtrate (see table 2 below for exact amounts). These are targets, if you are within about 0.02 g of these amounts of sodium bisulfate, the color development should be relatively even among samples.
  1. Agregue el extracto filtrado de la probeta a la taza con el bisulfato y déjelo burbujear a medida que el bicarbonato reacciona con el ácido en el bisulfato. Estamos llevando el pH del extracto de aproximadamente 8,5 a un pH de 6, de modo que cuando se agregan los reactivos, el pH bajará aún más a aproximadamente 1 o 2, pH donde se puede desarrollar bien el color azul del método de ácido molibdato-ácido ascórbico.
  2. Mientras se permite que la solución se pierde gradualmente sus burbujas, puede agregar el paquete de reactivo al frasquito para el colorímetro, ver el paso 13 a continuación.
  3. Reintroducir el extracto de la copa a la probeta. Enjuague con un poco de agua (<10 ml) y agregue esto a la probeta, repitiendo el enjuague hasta completar un volumen de 20 ml en el cilindro (es muy útil visualizar este paso en el video arriba al comienzo de este procedimiento). Estos 20 mL le dará 10 ml para el vial de reactivo en el colorímetro, y 10 ml como blanco para el colorímetro (el extracto será de color pajizo a café, por lo que queremos corregir este desarrollo de color en el colorímetro).
  4. Mezcle bien el contenido del cilindro graduado vertiéndolo de un lado a otro entre el vaso y la probeta, dos o tres veces. Este paso es MUY IMPORTANTE para mezclar bien el extracto con el agua; si no se puede subestimar gravemente la cantidad de fósforo en el suelo.
  5. Agregue el contenido del paquete de reactivos a un vial limpio. Puede cortar el paquete directamente a través de la parte superior, luego abrir la parte superior del paquete hasta una abertura cuadrada y verter a lo largo de una esquina del cuadrado varias veces, para evitar perder cualquier reactivo. Este paso mejora con la práctica y se visualiza bien en el video sobre este método en arriba.
  6. Agregue 10 ml de la solución al frasquito con el paquete de reactivos, hasta un nivel de 10 mL. Puede crear un frasco como patrón para copiar al llenarlo con exactamente 10 ml y marcar la línea para usar como guía para todos los viales que usa en el análisis. Además, si deja un grosor de la tapa de un vial entre las roscas de los viales y el menisco líquido, esto es aproximadamente 10 ml a una precisión adecuada.
  7. Agregue el resto de la solución en el cilindro de solución a un vial de testigo o blanco. Para muestras del mismo tipo de suelo aproximado, se puede usar un solo vial de control para todas las muestras porque el color marrón o pajizo de estas muestras será similar. Cuando se producen grandes diferencias en la materia orgánica, el vial de testigo será más oscuro para los suelos con mayor contenido de materia orgánica y se debe utilizar un vial de control diferente para este conjunto diferente de muestras.
  8. Es probable que tenga que agitar y destapar el vial de reactivo algunas veces para liberar burbujas. Sin embargo, si agregar el reactivo causa un burbujeo inmediato y vigoroso, esto puede ser una indicación de que no se agregó suficiente bisulfato de sodio en el paso anterior para neutralizar completamente las muestras.  Esto suele pasar con suelos de pH neutro a alcalino por que el suelo en sí no neutraliza el pH alto de la solución Olsen.  En este caso puede ser necesario agregar otro 0,5 mL de solución de bisulfato en el paso de neutralización en arriba, para lograr el mismo pH final.
  9. Dentro de 10 a 15 minutos, un color azul debe aparecer en el frasquito con el reactivo (a menos que sea un suelo muy bajo en fósforo disponible), mientras que el frasquito en blanco sin reactivo conservará su color original. Lea el color azul después de unos 10 a 15 minutos en el colorímetro Hanna. Brevemente, aquí están los pasos para usar el colorímetro:
      • Presione el botón para encender (presione y mantenga presionado para apagar primero si está terminando otra medición)
      • Espere que el colorimetro indique C1, inserte el frasquito en blanco y vuelva a presionar el botón.
      • Espere a que aparezca C2, inserte el vial de color azul con el reactivo y vuelva a presionar el botón.

    El colorímetro utilizado para medir el color azul en la solución Olsen con los reactivos de colorimetría
  10. Es posible que desee repetir las lecturas después de 10, 20, y 25 al principio, para comprobar si el desarrollo del color continúa.  En este caso es apropriado tomar la lectura máxima y no el promedio de varias lecturas.
  11. En muchos suelos, la complejación y precipitación del color azul con materia orgánica (OM) disuelta por la extracción de Olsen básica comenzarán a ocurrir después de unos 30 minutos, y algunas veces antes. Una vez que esto suceda, el color azul comenzará a disminuir. Es importante “capturar” la lectura antes de que ocurra mucha precipitación y aparezcan estos copos azules, y por lo tanto, entre 10 y 20 minutos es generalmente un buen momento.
  12. Sobre los desechos de la prueba: sa eliminación de los reactivos diluidos en un suelo infértil o en un compost probablemente no causará ningún efecto adverso o toxicidad, y el molibdeno puede incluso actuar como un nutriente para las plantas. En áreas de alta salinidad, el sodio del bicarbonato de sodio en los extractos podría ser un problema y es mejor disponer de un sistema de saneamiento público. Si la acidez es una preocupación, los reactivos pueden neutralizarse de nuevo a neutral con un poco de ceniza de madera o cal.

Cálculo del nivel de P disponible en el suelo:

En abajo se indica cómo se calcula la concentración de P disponible (una versión de Olsen P proporcionada por laboratorios de suelo).

  1. la concentración de “fósforo reactivo” en la solución del frasquito se puede calcular utilizando la lectura del colorímetro (no todo esto es técnicamente fosfato inorgánico, ya que algunos P orgánicos en solución también reaccionan con los reactivos):
    Concentración bruta de P = P_bruto = 0.0559 x Lectura – 0.0052
    Este cálculo se basa en una curva de calibración realizada al analizar soluciones de Olsen con concentraciones conocidas de fosfato agregado.
  2. Luego, la concentración de P en el extracto inicial antes de diluirse  = [P_inorg] = P_bruto x (20 ml / N ml de extracto usado en dilución),
    donde el “extracto de N mL usado en la dilución” es el de 7 mL agregado al cilindro graduado antes de acidificar y diluir (o 5 a 6, como se describe en los pasos 8-10 anteriores). Es decir, si se utilizó 7 mL multiplicaremos P_bruto por 20/7 o 2,86 para obtener [Pinorg] Esta concentración tiene unidades de mg P / L.
  3. Finalmente,
    Cantidad de P_inorg = masa de P en el suelo originalmente = [Pinorg] x 0.025 L (en unidades de mg P)
    (Multiplicamos la concentración por la cantidad de solución Olsen que es 25 mL o 0.025 L, o sea el volumen que agregamos al suelo para realizar la extracción)
  4. Concentración de Olsen disponible P en el suelo, el resultado generalmente que se da en un análisis de suelo =
    [Pinorg]_suelo = Pinorg / 0.0025 kg (unidades mg / kg);  probablemente tenemos que ajustar el peso exacto del suelo que usamos al inicio, por ejemplo. 0.00243 kg si utilizamos 2.43 gramos de suelo seco.

Ejemplo con datos imaginados:

Supongamos que medimos un resultado de 12.3 en el colorímetro, después de extraer 2.52 g de suelo de acuerdo con el procedimiento anterior, y utilizando 7 ml del extracto filtrado para luego diluir hasta 20 ml antes de medir.

  1. Entonces, la concentración de P cruda medida por colorímetro = 12.3 x 0.0559-0.0052 = 0.6824 mg P / L
  2. Concentración de P en extracto antes de la dilución = 0.6824 x 20/7 = 0.6824 * 2.86 = 1.952 mg P / L
  3. Cantidad de P extraído = 1.952 x 0.025 L = 0.04879 mg
  4. Concentración de P en el suelo = 0.04879 mg / 0.00252 kg = 19.4 mg P / kg
    Este sería un resultado de Olsen P para el suelo disponible P en el rango medio a alto.

Ver el manual descargable en arriba para más detalles sobre la interpretación de esta prueba.