AGRO 4037 - Fertilidad de Suelos y Abonos

IV. Reacción del Suelo

Objetivos:

1.  Detallar fuentes y factores (naturales y antropogénicos) que afectan la acidez del suelo.

2.  Utilizando principios de intercambio catiónico cuantificar la acidez activa y potencial y las cantidades de enmiendas necesarias para aumentar el pH a niveles deseados.

3.  Describir los diferentes métodos para cuantificar los requerimientos de cal en suelos

4.  Identificar diferentes materiales encaladores y cuantificar su efectividad relativa para neutralizar la acidez

5.  Describir las propiedades químicas, físicas y condiciones ambientales que distinguen suelos calcáreos, salinos, sódicos y salino-sódicos.

6.  Reconocer las condiciones de suelos donde las aplicaciones de enmiendas alcalinizantes o acidificantes son necesarias y prácticas.

7.  Utilizando las relaciones que existen entre sales en solución e intercambiables, cuantificar el grado de salinidad y sodicidad y la cantidad de enmienda necesario para reclamar los suelos.

8.  Describir los efectos de sodio y otras sales en el crecimiento de las plantas.

A. pH y Acidez
 1. Introducción

2. Clasificación de acidez del suelo

·         Acidez activa -

·         Acidez intercambiable -

·         Acidez  no intercambiable

·         Acidez potencial -

3. Fuentes de la acidez
 

·         Lixiviación de aniones

·         Ionización de OH^- terminales en sesquióxidos y bordes rotos de minerales arcillosos

·         Actividad de microorganismos y disolución de CO₂

·         Ionización de OH^- terminales en la materia orgánica

·         Fertilizantes nitrogenados reducidos -

·         Oxidación rápida de piritas (FeS₂) a través de drenaje de suelos inundados resultando en H₂SO₄.

·         Aluminio intercambiable

Al⁺³ + H₂O          ---------------> Al(OH)⁺² + H⁺
Al(OH)⁺² + H₂O ---------------> Al(OH)₂⁺ + H⁺
Al(OH)²⁺ + H₂O ---------------> Al(OH)₃⁰ + 3H⁺

4. Razones de la Infertilidad de Suelos Ácidos

 
a. H⁺ a pH < 4.2
 

b. Toxicidad de Al
 

c. Deficiencia de Ca, Mg, P
 

d. Toxicidad de Mn
 
 
 

5. Parámetros para Evaluar la Acidez de un Suelo

 
a. Medición de acidez activa
 

 

b.  Uso de acidez o Al intercambiable
 
 

c. % saturación de acidez
 
 

B. Manejo de la acidez

1. Uso de Especies y Variedades Resistentes a la Acidez
 

2. Encalado

 
a. Reacciones:

arcilla - 2Al⁺³ + 3CaCO₃ + 3H₂O ------> arcilla - 3Ca⁺² +2Al(OH)₃ + 3CO₂

arcilla – 2H⁺ + CaCO₃ ------> arcilla – Ca⁺² + H₂O + CO_2­

Otras alternativas (son buena fuente???):

arcilla – 2H⁺ + CaCl₂ -----> arcilla – Ca⁺² + 2H⁺ + 2Cl^-

arcilla – 2H⁺ + Na₂CO₃ -----> arcilla - 2Na⁺ + H₂O + CO₂

b. Métodos para determinar la cantidad de encalado
 

·         Suelos dominados por arcillas 2:1

1. Método pH - Saturación de Bases (excelente para suelos de zonas templadas)
 
 
 
 
 

2. "SMP Buffer Method" (u otros similares)
 
 
 
 
 

·         Suelos dominados por arcillas 2:1

1.  La curva de encalado (curva de titulación)

2. En base al Al intercambiable
 
 
 

3.  En base al % saturación de Al (PSAl); (Al / CICE) * 100

o        ningún cultivo tolera niveles saturación de Al > 60 %  y casi ningún cultivo presenta problemas < 10 %.

o        no es lo mismo un suelo con 2 cmolc/kg de Al y 20 cmolc/kg CICE = 10 % saturación Al que un suelo con 2 cmolc/kg de Al y 4 cmolc/kg CICE = 50 % saturación Al

o        De acuerdo al nivel de tolerancia del cultivo se trata de bajar a un nivel deseado.

t CaCO3/ha = [1.5 * (% PSAlexistente - % PSAldeseado) * CICE * 1 / PNT)] 100;  PNT = Poder Neutralizante Total
 

Porcentaje máximo recomendado de saturación de aluminio (PSAl) para algunos cultivos en producción.  (Fuente:  Bertsch, 1995)
 

c. Neutralizar acidez activa versus acidez potencial - ejemplo de cálculos:

 
1. Neutralizar acidez activa: suelo con pH = 5 ; y 25 % humedad.

Peso suelo en 1 ha = 2 x 10⁶ kg

cantidad de agua = (2 x 10⁶) * (0.25) = 5 x 10⁵ kg agua

pH = -log (H⁺) = 1 x 10^-5 mol H⁺/L = 1 x 10^-5 eq H⁺/L

5 x 10⁵ L agua/ha x 1 x10^-5 eq H⁺/L = 5 eq H⁺/ha

5 eq H⁺/ha = 5 eq base/ha = 5 eq CaCO₃ x (50 g CaCO₃/eq CaCO₃) = 250 g CaCO₃/ha.

2. Neutralizar acidez potencial: suelo con pH = 5, SB = 50 %, CIC = 20 cmol_c/kg

 
(0.50) * 20 cmol_c H⁺/kg = 10 cmol_c/kg = 10 meq/100g

0.1 molc/kg * (2 x 10⁶ kg suelo/ha) = 2 x 10⁵ molc/ha

2 x 10⁵ mol_c/ha x (50 g CaCO₃/eq CaCO₃) =

= 1 x 10⁷ g CaCO₃/ha = 10,000 kg CaCO₃/ha
 
 

3.  Fuente: Tipos y calidad del material

a. CCE - medida del poder neutralizante del material encalador con relación a CaCO₃ puro (CCE = 100)
 
 

b. Factor de Finura (FF)
 
 

Para obtener la cantidad real de Cal a aplicar.  Hay que multiplicar el CCE x FF para obtener el Valor Neutralizante Efectivo (VNE) =>   VNE = CCE x FF
 

4. Método de aplicación:
 

5. Momento y frecuencia de aplicación:
 
 
 

6. Efectos del Sobreencalado
 
 

C. Suelos Salinos y Alcalinos

1.  Introducción

·         existen mayormente en zonas áridas y semiáridas

·         podría se un futuro problema en PR; existen algunos suelos con grados de salinidad y sodicidad

·         riego con agua alta en sales

·         utilización de aguas servidas para riego en suelos

·         influencia intrusión salina en los acuíferos

·         con un % alto de Na en sitios de intercambio suelo se dispersa

2. Definiciones:

• Suelos Salinos –

• Suelos Sódicos –

• Suelos Salino-Sódicos -

• Suelos Calcáreos - contienen CaCO₃ libre

• Conductividad eléctrica (CE) –

Porcentaje da saturación de Na (ESP) –
 

Valores de pH en suelo, conductividad eléctrica en solución de pasta saturada, y % de saturación de Na para categorizar suelos.

Utilizando el método del extracto de pasta saturada:

• CE x 10 = totalidad de cationes solubles (meq/L)
• SAR = Na⁺ / sqrt [(Ca⁺² + Mg⁺²)/2]; todas unidades en meq/L
• ESR = 0.015 * SAR
• ESP = 100 (ESR) / (1 + ESR)

Utilizando el método de CIC:

• ESR = Na_{intercambiable} / (Ca⁺² + Mg⁺²)_{intercambiable} todas unidades en meq/100g
• Porcentaje de Saturación de Sodio = ESP = (Na/CIC)*100; todas unidades en meq/100g

3. Efectos de salinidad y sodicidad en la planta en la planta (nótese que no es lo mismo):
 
 
 

4.  Efectos de salinidad y sodicidad en el suelo (nótese que no es lo mismo):
 
 

Escala de conductividad eléctrica (valores de extracto de pasta saturada) del suelo y su efecto general en los cultivos
 

D. Manejo de Suelos Alcalinos - Disminuir el pH del Suelo

1. Para Reclamar Suelos Calcáreos

Hay que añadir materiales acidificantes para disminuir el pH

Ejemplo de reacción de oxidación de S.

S^o + 3/2O₂ ------------------------------> SO₃

SO₃ + H₂O -------------------------------> 2H⁺ + SO₄^-2
 

neta:  S^o + 3/2O₂ + H₂O <-----------------------> 2H⁺ + SO₄^-2

CaCO₃ + H₂SO₄ -----------------> Ca⁺² +SO₄^-2 + CO₂ + H₂O
 

Ejemplo.  Un suelo tiene 10 % CaCO₃.  ¿Cuanto S aplicar para neutralizar todo el S?

(0.1) * 2 x 10⁶ kg suelo/ha = 2 x 10⁵ kg CaCO₃/ha

2 x 10⁵ kg CaCO₃ x 32 S / 100 CaCO₃ = 64,000 kg S/ha = 64 ton S/ha = no es practico!!!

2. Para Reclamar Suelos Salinos:
Requiere de cantidades adecuadas de agua de buena calidad, y un sistema de drenaje apropiado.  La cantidad adecuada para remover el exceso de sales se determina tomando en consideración el cultivo, la calidad del agua de riego y el suelo.
 

3. Para Reclamar Suelos Sódicos:
 

·  Na tiene que ser reemplazado por otro catión y luego lixiviado fuera del perfil del suelo. Se reemplaza el Na con una fuente soluble de Ca. Puede ser en forma de yeso (CaSO₄).

arcilla-Na + Ca⁺²_solución --------> arcilla-Ca + Na⁺_solución

• La técnica directa envuelve la aplicación de yeso.

Ejemplo

SAR ----> ESR -----> ESP---------------> cambio en ESP * CIC = meq/100 g

Suelo con SAR = 16 , y CIC = 20 meq / 100g

por definición: ESR = (0.015) * (SAR = 16) = 0.24

ESP = Na intercambiable / CIC = 100 (ESR) / (1 + ESR) = 19 % ESP

La idea es bajar ESP de 19 % a 3 %, por lo tanto 19 - 3 = 16 %

(0.16) * (20) = 3.2 meq/100 g Na⁺ para ser removidos

3.2 meq/Na+/100 g * (172 mg yeso/mmol yeso) * (mmol yeso/2 meq yeso)

= 27 mg yeso/100 g

= 275 mg yeso/100 g

= 5,500 kg yeso/ha
 

·  Una técnica para reclamar suelos calcáreos con problemas de sodicidad es aplicando S. Bacterias oxidan lentamente el S para producir H₂SO₄. Los H de H₂SO₄ pueden reemplazar Na de los sitios de intercambio. También el H₂SO₄ puede reaccionar con CaCO₃ para producir yeso lo cual tiene el mismo efecto que la aplicación directa del mismo.

H₂SO₄ + CaCO₃ --------> CaSO₄·H₂O + CO₂

Ultima Revisión: 7/03/01

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