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 + CO2­


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)
 

Cultivo 

PSAl (% <)

Guineo

15

Plátano

25

Café

25

Caña de azúcar

20

Cítricos

20

Fríjol

20

Gandul

40

Mangó 20

20

Piña 30

30

Sorgo 20

20

Soya 10

10

Trigo 10

10

Yuca 60

60


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 cmolc/kg

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

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

2 x 105 molc/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

Material

Nombre común

 Equivalente a Carbonato Calizo (CCE)

Comentarios

CaCO3

cal agrícola

100

lo mas utilizado

MgCO3

dolomita

119

buena fuente de Mg, mas caro

CaMg(CO3)2

 cal dolomitica

109

 

Ca(OH)2

cal muerta

136

muy cáustico a la piel, de reacción muy rápida

CaO

cal viva

179

igual que Ca(OH)2

CaSiO3

silicato de calcio

86

 

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

b. Factor de Finura (FF)
 
 

Tamaño de partícula ("mesh")

Efectividad (%)

>8 (2.5 mm)

0

8 – 60 (0.4 – 2.5 mm)

50

<60 (<0.4 mm)

100

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:

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.

Categoría

pH

Conductividad eléctrica (mmhos/cm)

% Saturación de Na

salino

<8.5

>4

<15

sódico

>=8.5

<4

>15

salino-sódico

<=8.5

>4

>15

calcáreo

7.3-8.4

<4

<15

Utilizando el método del extracto de pasta saturada:


Utilizando el método de CIC:

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
 

Grupo

Conductividad eléctrica (mmhos/cm)

Efecto sobre cosechas

A

0-2

insignificante

B

2-4

rendimientos limitados en algunos

C

4-8

rendimientos limitados en muchos

D

8-16

solo algunos cultivos tolerantes

E

>16

solo algunos cultivos muy tolerantes

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.

So + 3/2O2 ------------------------------> SO3

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

neta:  So + 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+2solución --------> arcilla-Ca + Na+solución

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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