Analisis y Control Quimico de Los Suelos
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de Ciencias Agropecuarias Escuela de Ingeniería Agroindustrial ALUMNOS : Arteaga Sebastián Martin Asencio Gonzales David Chávez Chancahuaña, Harlhet Blas Tello Raúl Helber Guerrero Medina, Neiver Gutiérrez Marín, Viviana Lezama Cancino, Luis Martínez Saldaña, Yurico CURSO : Química analítica CICLO : III 1
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
Facultad de Ciencias Agropecuarias Escuela de Ingeniería Agroindustrial
ALUMNOS : Arteaga Sebastián Martin
Asencio Gonzales David
Chávez Chancahuaña, Harlhet
Blas Tello Raúl Helber
Guerrero Medina, Neiver
Gutiérrez Marín, Viviana
Lezama Cancino, Luis
Martínez Saldaña, Yurico
CURSO : Química analítica
CICLO : III
PROFESOR : Ms C. José Alfredo Cruz Monzón
TEMA : Análisis y control químico de los suelos
1
TRUJILLO – PERU
Agosto de 2009
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo ha sido elaborado con la finalidad de desarrollar
los aspectos más resaltantes del tema relacionado con los suelos,
los cuales abarcan la cubierta superficial de la mayoría de la
superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no
consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción
combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración
orgánica.
Los suelos cambian mucho de un lugar a otro. La composición
química y la estructura física del suelo en un lugar dado, están
determinadas por el tipo de material geológico del que se origina, por
la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la
meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales
resultantes de las actividades humanas. Las variaciones del suelo en
la naturaleza son graduales, excepto las derivadas de desastres
naturales.
2
ANALISIS Y
CONTROL QUIMICO
DE SUELOS
3
I
ANALISIS QUIMICO
DE SUELOS
EL SUELO
4
I. DEFINICIÓN
Es la capa más superficial de la corteza terrestre, que resulta de la
descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura
y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos.
El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez
más pequeños, se disuelven o van a formar nuevos compuestos, se
conoce con el nombre de meteorización.
Los productos rocosos de la meteorización se mezclan con el aire,
agua y restos orgánicos provenientes de plantas y animales para
formar suelos. Luego el suelo puede ser considerado como el
producto de la interacción entre la litosfera, la atmósfera, la
hidrosfera y la biosfera. Este proceso tarda muchos años, razón por la
cual los suelos son considerados recursos naturales no renovables. En
el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una
gran cantidad de plantas, y viven muchos animales.
II. COMPONENTES
Se pueden clasificar en inorgánicos, como la arena, la arcilla, el agua
y el aire; y orgánicos, como los restos de plantas y animales. Uno de
los componentes orgánicos de los suelos es el humus. El humus se
encuentra en las capas superiores de los suelos y constituye el
producto final de la descomposición de los restos de plantas y
animales, junto con algunos minerales; tiene un color de amarillento a
negro, y confiere un alto grado de fertilidad a los suelos.
Fase Sólida: Comprende, principalmente, los minerales formados
por compuestos relacionado con la litosfera, como sílice o arena,
arcilla o greda y cal. También incluye el humus.
Fase Líquida: Comprende el agua de la hidrosfera que se filtra por
entre las partículas del suelo.
5
Fase Gaseosa: Tiene una composición similar a la del aire que
respiramos, aunque con mayor proporción de dióxido de carbono ).
Además, presenta un contenido muy alto de vapor de agua. Cuando
el suelo(CO es muy húmedo, los espacios de aire disminuyen, al
llenarse de agua.
III. PROPIEDADES Y TEXTURA
Entre las propiedades de los suelos se encuentran: El color,
distribución del tamaño de las partículas, consistencia, textura,
estructura, porosidad, atmósfera, humedad, densidad, pH, materia
6
orgánica, capacidad de intercambio iónico, sales solubles y óxidos
amorfos-sílice alúmina y óxidos de fierro libres.
Las propiedades físicas de los suelos dependen de la composición
menerológica, de la forma y del tamaño de las partículas que lo
forman y del ambiente que los rodea. El tamaño, la forma y la
composición química de las partículas determinan la permeabilidad,
la capilaridad, la tenacidad, la cohesión y otras propiedades
resultantes de la combinación de todos los integrantes del suelo.
Otra propiedad física de los suelos que hay que considerar es la
temperatura, que tiene como fuente principal la irradiación solar.
Las propiedades físicas permiten conocer mejor las actividades
agrícolas fundamentales como el laboreo, la fertilización, el drenaje,
la irrigación, la conservación de suelos y agua, así como, el manejo
adecuado de los residuos cosechas. Tanto las propiedades físicas
como las químicas, biológicas y mineralógicas determinan, entre
otras, a la productividad de los suelos.
IV. CLASES DE TEXTURA DE LOS SUELOS
Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y
características químicas en función de los materiales minerales y
orgánicos que lo forman. El color es uno de los criterios más simples
para calificar las variedades de suelo. La regla general, aunque con
excepciones, es que los suelos oscuros son más fértiles que los
claros. La oscuridad suele ser resultado de la presencia de grandes
cantidades de humus. A veces, sin embargo, los suelos oscuros o
negros deben su tono a la materia mineral o a humedad excesiva; en
estos casos, el color oscuro no es un indicador de fertilidad.
Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran
proporción de óxidos de hierro (derivado de las rocas primigenias)
que no han sido sometidos a humedad excesiva. Por tanto, el color
7
rojo es, en general, un indicio de que el suelo está bien drenado, no
es húmedo en exceso y es fértil.
Los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad. Deben su
color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este
modo señal de un terreno mal drenado.
Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o
un exceso de sales alcalinas, como carbonato de calcio.
La textura general de un suelo depende de las proporciones de
partículas de distintos tamaños que lo constituyen. Las partículas del
suelo se clasifican como arena, limo y arcilla. Las partículas de arena
tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm, las de limo entre 0,05 y
0,002 mm, y las de arcilla son menores de 0,002 mm.
En general, las partículas de arena pueden verse con facilidad y son
rugosas al tacto. Las partículas de limo apenas se ven sin la ayuda de
un microscopio y parecen harina cuando se tocan. Las partículas de
arcilla son invisibles si no se utilizan instrumentos y forman una masa
viscosa cuando se mojan.
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9
V. HORIZONTES DEL SUELO
Se define como Horizontes a las capas que forman el suelo. El perfil
de un suelo ideal comprende los siguientes horizontes:
Horizonte A: Llamado también “Horizonte de Lavado” por estar
expuesto a la erosión y lavado de la lluvia. Es la capa más superficial
del suelo, abundan las raíces y se pueden encontrar los
microorganismos animales y vegetales, es de color oscuro debido a la
presencia del humus.
Horizonte B: Recibe el nombre también de “Horizonte de
Precipitación”, ya que aquí se acumulan las arcillas que han sido
arrastradas por el agua del horizonte, es de color más claro que el
anterior y está constituido por humus mezclado con fragmentos de
rocas.
Horizonte C: Se le conoce también como “Subsuelo o Zona de
Transición”, está formado por la roca madre fragmentada en proceso
de desintegración.
10
Horizonte D: Es la capa más profunda del suelo, está formado por la
roca madre fragmentada, por lo que también recibe el nombre de
Horizonte R.
VI. FA
CT
OR
ES
QUE
INFLUYEN EN LA FORMACIÓN DE LOS SUELOS
Los principales factores que influyen en la formación de los suelos
son:
Factores Litológicos : Son aquellos que se refieren a la naturaleza
física y química de la roca madre, la cual puede ser de cualquier
tipo.
Factores Biológicos: Son aquellos que están representados por los
seres vivos (plantas, animales, microorganismos), los cuales juegan
un papel importantes en el desarrollo de los suelos.
Factores Topográficos: Son aquellos que se derivan de la ubicación
geográfica de los suelos.
11
Factores Climáticos: Son los más importantes en la formación de los
suelos ya que el clima establece las condiciones de temperatura y
humedad.
- El aumento de la temperatura influye de manera decisiva en
muchas de las reacciones químicas que se desarrollan en los
suelos, con lo cual se hace mas intenso el proceso de
desintegración de las rocas.
- El aumento de la humedad o de las precipitaciones es favorable
para el aumento de los compuestos orgánicos y la disminución de
las sales en los suelos.
- El exceso de precipitaciones ocasiona un intenso lavado del suelo
y por consiguiente lo deja estéril.
Factores Temporales: El tiempo es otro factor necesario para que el
resto de los factores que influyen en la formación de los suelos
puedan actuar.
VII. FORMACIÓN DE LOS SUELOS
El suelo es resultado de la interacción de cinco factores: El material
parental, el relieve, el tiempo, el clima, y los seres vivos. Los tres
primeros factores desempeñan un rol pasivo, mientras que el clima y
los seres vivos participan activamente en la formación del suelo.
El material parental o roca madre es el sustrato a partir del cual se
desarrolla el suelo. De éste se deriva directamente la fracción
mineral del suelo y ejerce una fuerte influencia sobre todo en la
textura del suelo.
El clima influye en la formación del suelo a través de la
temperatura y la precipitación, los cuales determinan la velocidad
de descomposición de los minerales y la redistribución de los
elementos; así como a través de su influencia sobre la vida animal
y vegetal.
12
Los seres vivos (plantas, animales, bacterias y hongos) son el
origen de la materia orgánica del suelo, y facilitan su mezcla con la
materia mineral.
El relieve afecta a la cantidad de agua que penetra en el suelo y a
la cantidad de material que es arrastrado, sea por el agua o el
viento.
El tiempo es necesario para un completo desarrollo del suelo. El
tiempo de formación de un pequeño volumen de suelo es muy largo
(1 cm3 de suelo puede tardar entre 100 y 1000 años en formarse)
pero su destrucción es muy rápida.
VIII. CRITERIOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
Los criterios más considerados para la clasificación de los suelos los
Petrográficos, los genéticos y los climáticos.
1. Clasificación Petrográfica: Es aquella que toma en cuenta el
predominio de uno de los integrantes de la fracción mineral del suelo,
de donde resultan suelos silíceos, arcillosos, calizos, salinos, etc.
2. Clasificación Genética : Es aquella que toma en cuenta el proceso
que dio origen a los suelos. Esta divide los suelos en:
Suelos Autóctonos: Son aquellos que resultan del proceso de
desintegración de las rocas de un lugar, sin que los materiales
desintegrados sean transportados a otros, por los que estos se
quedan cubriendo la roca madre.
Suelos Alóctonos: Son los que se forman por los componentes
que han llegado de fuentes de suministro alejadas del lugar de
depósito.
3. Clasificación Climática: Está relacionada con las condiciones
climáticas
IX. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
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La clasificación de los suelos suele basarse en la morfología y la
composición del suelo, con énfasis en las propiedades que se pueden
ver, sentir o medir. A continuación se presentan algunas
clasificaciones.
Clasificación Nº1
- Suelos Zonales: Suelos que reflejan la influencia del clima y
la vegetación como los controles más importantes.
- Suelos Azonales: Son aquellos que no tienen limites
claramente definidos y no están mayormente influenciados por
el clima.
- Suelos Intrazonales: Son aquellos que reflejan la influencia
dominante de un factor local sobre el efecto normal del clima y
la vegetación. Ej.: los suelos hidromorficos (pantanos) o
calcimorficos formados por calcificación.
Clasificación Nº2
- Suelos Exodinamorficos: Son aquellos suelos que reflejan la
influencia del clima y la vegetación.
- Suelos Exodinamorficos: Son aquellos suelos influenciados
por el material parental.
Clasificación Nº3
- Pedocales: Suelos con acumulación de carbonatos de calcio,
generalmente están en ambientes áridos y semiáridos.
- Pedalfers: Suelos con alta lixiviación y segregación de Al y Fe
, generalmente están en ambientes húmedos.
X. TIPOS DE SUELO
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Existen básicamente tres tipos de suelos: los no evolucionados, los
poco evolucionados y los muy evolucionados; atendiendo al grado de
desarrollo del perfil, la naturaleza de la evolución y el tipo de humus.
1. Los suelos no evolucionados
Estos son suelos brutos muy próximos a la roca madre. Apenas
tienen aporte de materia orgánica y carecen de horizonte B.
Si son resultado de fenómenos erosivos, pueden ser: regosoles, si
se forman sobre roca madre blanda, o litosoles, si se forman sobre
roca madre dura. También pueden ser resultado de la
acumulación reciente de aportes aluviales. Aunque pueden ser
suelos climáticos, como los suelos poligonales de las regiones
polares, los reg (o desiertos pedregosos), y los ergs, de los
desiertos de arena.
2. Los suelos poco evolucionados
Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la
naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: los suelos
ránker, los suelos rendzina y los suelos de estepa.
Los suelos ránker son más o menos ácidos y tienen un humus de
tipo moder o mor. Pueden ser fruto de la erosión, si están en
pendiente, del aporte de materiales coluviales, o climáticos, como
los suelos de tundra y los alpinos.
Los suelos rendzina se forman sobre una roca madre carbonatada,
como la caliza, y suelen ser fruto de la erosión. El humus típico es
el mull y son suelos básicos.
Los suelos de estepa se desarrollan en climas continentales y
mediterráneo subárido. El aporte de materia orgánica es muy alto,
por lo que el horizonte A está muy desarrollado. La lixiviación es
muy escasa. Un tipo particular de suelo de estepa es el suelo
chernozem, o brunizem o las tierras negras; y según sea la aridez
del clima pueden ser desde castaños hasta rojos.
3. Los suelos evolucionados
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Estos son los suelos que tienen perfectamente formados los tres
horizontes. Encontramos todo tipo de humus, y cierta
independencia de la roca madre. Los suelos típicos son: los suelos
pardos, lixiviados, podsólicos, podsoles, ferruginosos, ferralíticos,
pseudogley, gley y halomorfos (solonchaks, alcalinos, solonetz y
solods).
Los suelos pardos son típicos del bosque templado y el tipo de
humus es mull.
Los suelos lixiviados son típicos de regiones de gran abundancia
de precipitaciones en el clima templado, dominados por los
procesos de lixiviación. El tipo de humus también es mull.
Los podsoles son suelos de podsolización acentuada; es decir,
tienen gran acumulación de elementos ferruginosos, silicatos y
alumínicos en el horizonte B. La lixiviación arrastra estos
elementos del horizonte A al B. El humus típico es el mor.
Los suelos podsólicos tienen una podsolización limitada. Son de
color ocre claro o rojizo. El tipo de humus es mor. Tanto este como
el anterior son típicos de los climas templados.
Los suelos ferruginosos se desarrollan en los climas cálidos con
una estación seca muy marcada. A este tipo de suelo pertenece el
suelo rojo mediterráneo. Se caracterizan por la rubefacción de los
horizontes superficiales. En ocasiones se desarrolla la terra
rossasobre roca madre caliza.
Los suelos ferralíticos se encuentran en climas cálidos y muy
húmedos. La roca madre está alterada y libera óxidos de hierro,
aluminio y sílice. Son suelos muy lixiviados. Estos suelos pueden
tener caparazón si se ven sometidos a la erosión o a migraciones
masivas de coloides.
Los suelos gley son suelos hidromorfos, en los que los procesos de
descomposición de la materia biológica se hacen de manera
anaeróbica, y la carga orgánica es abundante y ácida. Se
16
encuentran en condiciones de agua estancada. Es un suelo
asfixiante, poco propicio para la vida. La presencia de agua es
permanente, como ocurre en la orilla de los ríos y lagos. Es de
color gris verdoso debido a la presencia de hierro ferroso.
Los suelos pseudogley son semejantes a los gley; pero la capa
freática es temporal, por lo que se alternan los períodos húmedos
con los secos. Este suelo y el anterior suelen tener humus de
turba.
Los fenómenos de hidromorfia son los responsables de la
lixiviación de los suelos y de la capacidad de estos para contener
vida en las épocas secas. Si la hidromorfia no es muy acusada
tendremos otro tipo de suelo.
Los suelos halomorfos presentan abundancia de cloruro sódico, ya
sea de origen marino o geológico. Según el grado de saturación y
de lixiviación se distinguen:
Suelos solonchaks, que aparecen en regiones con una estación
muy seca, debido a los fenómenos de migración ascendente de
los coloides salinos, y no tiene horizonte B.
Suelos alcalinos, que aparecen en climas ligeramente más
húmedos, se trata de suelos solonchaks que reciben aportes de
agua dulce.
Los suelos solonetz son alcalinos y reciben aportes minerales y
orgánicos producto de la lixiviación. Estos coloides forman un
horizonte B salino, pero el horizonte A está menos saturado.
Los suelos solods que tienen una lixiviación más intensa que los
solonetz, lo que permite que se produzcan fenómenos de
podsolización.
XI. LA ESTRUCTURA DEL SUELO
17
Se refiere a la manera en que las partículas del suelo se agrupan
en fragmentos mayores. Las partículas irregulares de aristas y
vértices agudos dan lugar a una estructura en bloques con forma
de nuez. Si las partículas son más o menos esféricas, la estructura
es granular. Algunos suelos tienen estructura prismática o en
columnas, formada por prismas o columnas verticales de tamaño
comprendido entre 0,5 y 10 centímetros.
La estructura laminar consiste en trozos planos en posición
horizontal. La estructura influye en la proporción de agua que es
absorbida por el suelo, en la susceptibilidad del suelo a la erosión
y en la facilidad de cultivo.
XII.
CARACTERÍSTICAS HÍDRICAS DE LOS SUELOS
Agua Estructural: Esta contenida en los minerales del suelo
(hidromica, óxidos hidratados, etc.) solamente son liberados en
procesos edáficos
Agua Hidroscópica: Es Agua inmóvil, es removida solamente por
calentamiento o sequía prolongada.
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Agua Capilar: Es agua retenida en los microporos por fuerza de
capilaridad, el agua de los capilares mayores puede percolar pero
no puede drenar fuera del perfil
Agua Gravitacional: Es agua retenida en los macro poros y puede
drenar fuera del perfil.
XIII. ALGUNAS TÉCNICAS PARA LA PROTECCIÓN DE LOS
SUELOS
1. No dejar los suelos desnudos, sin vegetación, porque los
vegetales forman una capa protectora contra los agentes que
causan la erosión de los suelos como el agua y el viento.
2. Se debe practicar la rotación de cultivos y sembrar plantas
leguminosas, como la alfalfa, que restituyen el nitrógeno a los
suelos empobrecidos.
3. Dejar descansar el suelo después de cada cosecha, así se
evitará el desgaste acelerado de los nutrientes.
4. Se debe evitar el uso de fertilizantes químicos, ya que éstos
matan los organismos del suelo y contaminan las aguas
subterráneas, que luego se utilizan para el consumo humano y
animal.
XIV. ESQUEMA DE CLASIFICACIÓN DE TEXTURA DE LOS
SUELOS
Textura Arenoso FrancoFranco
limosoArcilloso
Agente de
agregación
19
Tacto Áspero Áspero Suave
Terronoso
o
plástico
Tensión superficial
Drenaje
internoExcesivo Bueno Suave
Suave o
pobre Materia orgánica
Agua
disponible
para las
plantas
Baja Media Alta Alta Alta concentración
de electrolitos
Agua
transportableBaja Media Alta Alta
Bajo potencial
electrocinético
Labranza Fácil Fácil Media Difícil Bajo potencial
electrocinético
Erosión
eólicaAlta Media Baja Baja
Bajo potencial
electrocinético
ANÁLISIS QUIMICOS DEL SUELO
El rendimiento de un cultivo es afectado por diversos factores, entre
los que ocupa un lugar importante la disponibilidad de los
nutrimentos esenciales para las plantas en el suelo. Cuando estos
nutrimentos no están en cantidades adecuadas, hay necesidad de
adicionar fertilizantes químicos o enmiendas para suplir las
necesidades y corregir condiciones adversas. Desde este punto de
20
vista, el, análisis químico del suelo puede suministrar información
muy valiosa.
El análisis químico del suelo constituye una de las técnicas más
utilizadas para la recomendación de fertilizantes. Es una fuente de
información vital para el manejo de suelos; permite:
Clasificar los suelos en grupos afines.
Predecir las probabilidades de obtener respuesta positiva a la
aplicación de elementos nutritivos.
Ayudar en la evaluación de la fertilidad del suelo.
Determinar las condiciones específicas del suelo que pueden
ser mejoradas.
La información obtenida mediante los análisis de suelos, es una
buena base para hacer recomendaciones sobre fertilización para
situaciones específicas.
Se ha demostrado que dichos análisis constituyen una excelente guía
para el uso racional de los fertilizantes. Sin embargo, no debe
olvidarse que en la producción de cultivos, interviene un conjunto de
factores de gran importancia como: clima, variedades, control
fitosanitario, manejo general y otras, que podrían limitar el desarrollo
adecuado de una planta si no se encuentra en el grado óptimo
requerido. De todas maneras, la eliminación de las deficiencias
nutricionales se considera la más decisiva, responsable en la mayoría
de los casos hasta aumentos de 50 % en el rendimiento.
El resultado del análisis de suelo indica la probabilidad de obtener
una respuesta adicional con el fertilizante que se utiliza.
En general, mientras más elevado sea el contenido de nutrimentos en
el suelo, menor será la probabilidad de obtener una respuesta a la
aplicación de fertilizantes.
El análisis agroquímico del suelo se hace sobre una muestra
homogénea de suelo que represente un continuo de suelo de un
21
terreno. Se toma aproximadamente de 1.0 a 2.0 kg de muestra, se
almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la información. Inmediatamente entra la
muestra al laboratorio se le asigna su respectivo número y comienza
el proceso para las diferentes determinaciones.
Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la
muestra para poder tomar la respectiva alícuota. Para tal efecto, la
muestra se extiende sobre un papel limpio y seco en una capa
delgada en un cuarto o estufa de secado. Excento de toda clase de
contaminación. Se deja secar por 72 horas. Se puede ayudar por
medio de calor suave pero esto puede distorsionar los resultados
analíticos.
Tamizado
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca, la muestra se
muele con un rodillo de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2
mm de diámetro. Posteriormente se empaca en bolsas plásticas y así
queda lista lista para el análisis agroquímico. Las muestras Patrón se
deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad
Analítico.
Preparación de la Pasta Saturada
Un método muy conveniente de analizar el suelo es en base
volumétrica de pasta saturada. Este método tiene la ventaja de que
no es necesario secar el suelo. Se gana tiempo y espacio. Las
condiciones de pasta saturada son bastante reproducibles. Durante el
proceso de Saturación y amasado se elimina el aire de los poros. Los
resultados suelen ser bastante fieles y reflejan muy bien la realidad
del campo. Como precaución especial, a la pasta saturada se le debe
medir el pH lo más pronto posible ya que este variará con el tiempo.
22
Igualmente la filtración del extracto debe realizarse lo antes posible.
Cuando el suelo es arcilloso y contiene mucho Hierro, este reacciona
con los Nitratos, formando oxido Nitroso, el cual forma un complejo
con el Hierro Ferroso, el cual no es extraído en el filtrado y se
obtienen falsos bajos resultados para los Nitratos.
Para este fin se colocan de 0.5 a 1.0 kg de suelo en el cono de
saturación, se le agrega agua destilada lentamente y se va amasando
hasta obtener una pasta lo más homogénea posible. Se agrega tanta
agua como sea necesaria para obtener una pasta Saturada. Se debe
eliminar el aire lo más completamente posible. Esto permitirá obtener
una alícuota volumétrica de suelo lo suficientemente representativa.
A partir de esta pasta es posible obtener tantas alícuotas como sea
necesario a base de cilindros volumétricos. Se llenan los cilindros y
luego con la ayuda de un émbolo se extrae su contenido
Obtención del
Extracto de
Saturación
Para obtener el extracto de
Saturación, se coloca aproximadamente 1 kg de Pasta saturada,
preparada como se dijo anteriormente y se extrae en un filtro a
presión como los que se muestran en la fotografía adjunta. Se debe
tomar la precaución de no dejar la pasta saturada de suelo
demasiado tiempo antes de extraerla. Esto puede afectar los
resultados.
23
DETERMINACIÓN DEL SODIO EN EL EXTRACTO DE SATURACIÓN
Para la determinación del Sodio en el extracto de saturación se toma
una alícuota del extracto y se lee directamente por absorción atómica
o por emisión de llama contra estándares apropiados.
DETERMINACIÓN DE NITRÓGENO-NÍTRICO (N EN FORMA DE
NITRATOS) EN EL EXTRACTO DE SATURACIÓN
El Nitrógeno-Nítrico se determina mediante colorimetría con Difenil-
Amina en Medio Sulfúrico.
DETERMINACIÓN DEL PH DEL SUELO
La acidez del suelo se presenta en dos formas fundamentales:
1. Activa: En la cual los H+ actúan directamente sobre el sistema
radicular y en la dinámica de los elementos nutritivos en los suelos.
2. Potencial: La cual depende del porcentaje de saturación de
Bases del suelo y se mide con soluciones extractoras con el KCl 1N.
24
La acidez activa ó pH es la concentración de H+ (libres) que
contienen el extracto del suelo. Se expresa como el logaritmo
negativo de la concentración de los H+.
pH = - Log [H+]
En la práctica se utilizan varias relaciones suelo-agua para la
determinación del pH bien sea en peso ó en volumen. En muchos
laboratorios se suele utilizar una relación suelo agua 1 : 2
peso/volumen sin embargo esta relación no es muy apropiada ya que
dista mucho de la realidad que vive el sistema radicular de las
plantas. El método de lectura, generalmente es el potenciométrico.
El potenciómetro, como su nombre lo indica, mide una diferencia de
potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia, y otro
electrodo de vidrio inmerso en la muestra. Generalmente se utiliza un
electrodo combinado que lee directamente el pH.
DETERMINACIÓN DEL PH EN SUSPENSIONES DE SUELO AGUA
1:2 V/V
Principio de método
Este método tiene el inconveniente de que no refleja muy bien la
realidad del campo. Primero la relación agua/suelo es muy elevada.
Las raices normalmente no están en dicha relación. Segundo, en agua
destilada el resultado difiere del que ocurre realmente en el suelo con
el agua de riego de las fincas
Procedimiento
25
Se toman 30 ml de suelos en pasta Saturada, se le agregan 60 ml de
agua destilada se agita durante una hora y se hace lectura.
Directamente sobre la suspensión.
Cálculos
El equipo da la lectura directa del pH.
Reactivos
Agua destilada
Solución Tampón pH7
Solución Tampón pH4
Equipos
Potenciómetro
Vasos de precipitado de 100 mls
Varillas de vidrio o plástico
DETERMINACIÓN DEL PH EN PASTA SATURADA
Para determinar el pH de la Pasta Saturada preparada tal como se
describió anteriormente, se introduce el electrodo del potenciómetro
directamente en la pasta saturada y se toma la lectura.
DETERMINACIÓN DEL ALUMINIO INTERCAMBIABLE
Los iones de H+ y Al+++ se extraen del suelo con una solución
neutra de NaCl. Con dicha solución se realiza un intercambio
catiónico de la fase sólida del suelo con la solución obteniéndose HCl
libre y la sal fácilmente hidrolizable AlCl3
26
Por efecto del agua el AlCl3 se hidroliza y por consiguiente se
aumenta la cantidad de HCl.
Principio del Método
La acidez del extracto se determina por titulación con NaOH
utilizando como indicador la Fenolftaleína.
HCl + NaOH ==> NaCl + H2O
AlCl3 + 3NaOH ==> Al (OH)3 + 3NaCl
Procedimiento
Se miden 10 ml de pasta saturada de suelo (Volumen de Muestra), se
agregan 100 ml de NaCl 1N (Solución extractante), se agita durante
una hora, se filtra. Del filtrado se toman una alícuota de 25 ml, se
adicionan dos gotas de Fenolftaleína. Se titula con NaOH 0.1 N
Cálculos
Volúmen de la muestra de suelo = 10 ml
Alicuota = 25 ml
Reactivos
NaCl 1N se pesan 58.5 gramos de NaCl y se afora a 1 lt en agua
destilada se ajusta en pH entre 5.5 - 6
NaOH 0.1N se pesan 4 gramos de NaOH y se aforan a 1 lt en
agua destilada.
27
meq . Al+3
100mlsuelo⇒ VNaOH∗N .NaOH∗Vsol .extrac tan te∗100
alicuota∗volumendelamuestradesuelo
AlCl3 + 3 H2O ==> Al (OH)3 + 3HCl
Fenolftaleína al 1%. Se pesa 1 gramo fenolftaleína y se
disuelven en una mezcla de 5 ml de H2O + 95 ml de Etanol.
Equipo
Bureta
Pipetas y Agitadores
Vasos de precipitado de 100
Papel filtro Whatman #42
DETERMINACIÓN DE FÓSFORO, BASES Y ELEMENTOS
MENORES (P, K, CA, MG, FE, MN, CU, ZN). MÉTODO MORGAN
MODIFICADO (MOD. DR. CALDERON LABS).
Un método muy conveniente de analizar estos elementos en el suelo
es a traves de la extracción simultánea de los mismos mediante un
reactivo a base de Cloruro de Sodio y Acido Cítrico. Este reactivo
tiene la virtud de que extrae las bases intercambiables por el Sodio,
extrae el Fósforo soluble en agua mas el soluble en Citrato (Fósforo
Asimilable) y extrae los elementos menores quelatables por el Acido
Cítrico.
Reactivos y equipos
Solución Extractora:
NaCl 29.25 gr,
Acido Cítrico 5 gr,
Benzoato de Sodio 2 gr.
Se disuelven y aforan a 1 lt con agua destilada. La función de cada
reactivo es la siguiente: El Cloruro de Sodio sirve para extraer las
bases intercambiables. El Acido Cítrico sirve para extraer el Fósforo y
los Elementos Menores (Fe, Mn, Zn y Cu). El Benzoato de Sodio sirve
para conservar el reactivo evitando la presencia de Hongos y
Levaduras que suelen alterar el Acido Cítrico.
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Procedimiento
Se toman 10 ml de pasta Saturada de Suelo, se agregan 100 ml de
Solución Extractora y se agita durante una (1) hora, se filtra. Del
filtrado se toman 24.5 mls y se agregan 0.5 ml de solución de Oxido
de Lantano al 5% P/V. En esta alícuota se leen las Bases (K, Ca y Mg).
En otra alícuota se leen los cationes (Fe, Mn, Cu y Zn) por Absorción
Atómica directamente contra patrones preparados en el reactivo de
extracción.
DETERMINACIÓN DE BASES INTERCAMBIABLES EN ACETATO
DE AMONIO 1N Y NEUTRO (K, NA, CA, MG)
La determinación de las bases (K, Ca, Mg, Na) se fundamenta en el
equilibrio que se establece entre una solución extractora de Acetato
de Amonio y la muestra del suelo donde se efectúa éste intercambio.
Principio del Método
Para este intercambio catiónico se utiliza CH3COONH4 1N y neutro.
Los cationes K, Ca, Mg, Na, se determinan en la solución extractora
por espectrofotometría de absorción atómica.
Marcha Analítica
Se toman 10 ml de pasta Saturada de Suelo de suelo, se agregan
100 ml de CH3COONH4 1N y neutro se agita durante una (1) hora,
luego se filtra. Del filtrado se toman 24.5 mls y se agregan 0.5 ml de
solución de Oxido de Lantano al 5% P/V. Se leen los cationes por
Absorción atómica directamente.
Cálculos
Volumen de aforamiento = 100 mis
Cantidad de Muestra = 10 ml
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meq K/100 ml = ppm K Leidas x Volumen de aforamiento x 100 ml /
(1000 x 39.1 x 10 ml muestra)
meq Ca/100 ml = ppm Ca Leidas x Volumen de aforamiento x 100
ml / (1000 x 40.08 x 10 ml muestra)
meq Mg/100 ml = ppm Mg Leidas x Volumen de aforamiento x 100
ml / (1000 x 24.3 x 10 ml muestra)
meq Na/100 ml = ppm Na Leidas x Volumen de aforamiento x 100 ml
/ (1000 x 23 x 10 ml muestra)
Reactivos y equipos
1. Acetato de amonio 1N y neutro (CH3COONH4 ) se pesan 77.08
gramos de CH3COONH4 y se afora a un (1) litro de agua destilada.
2. Oxido de Lantano al 5%; se pesan 58.64 gramos de La2O3, se
agregan 200 mls de agua destilada y 200 mls de HCL concentrado
hasta disolución del Oxido de Lantano, se agite y afore a un (1) litro
con agua destilada.
3. Solución patrón mixto de K, Ca, Mg, Na, de 1000 ppm.
Para K : Se pesan 2.2283 gramos de K2SO4 y se disuelven en
200 ml de agua destilada.
Para Ca: Se pesan 2.4972 gramos de CaCO3 se agregan 50 ml
de agua destilada, se agrega una cantidad mínima de HCL 6N
hasta disolución del Carbonato, llevándose a un volumen de
200 ml con agua destilada.
Para Mg: Se pesan 8.8213 gramos de (CH3COO)2Mg.4H2O y se
disuelven en 200 ml de agua destilada.
Se mezclan las tres soluciones patrón de K, Ca, Mg. y se aforan
a un (1) litro con agua destilada, quedando un patrón mixto de
1000 ppm de cada uno de los elementos.
30
Para Na: Se pesan 2.5420 gramos de NaCl y se aforan a un
(1) litro con agua destilada.
4. Patrones secundarios: Se preparan a partir de los patrones
primarios, patrones secundarios de 5, 10, 20, 40, 80, y 160 ppm,
tomando la respectiva alícuota del patrón primario, agregando 2 ml
de Oxido de Lantano y aforando a 100 mls con Acetato de Amonio.
Equipos:
Espectofotómetro de Absorción Atómica
Vasos de precipitado
Pipetas
Agitadores
Papel de filtrado Whatman 42.
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO
CATIÓNICO -CIC- C.I.C.
La determinación de la Capacidad de Intercambio Catiónico de un
suelo implica la saturación de dicha capacidad por medio del Sodio, el
lavado del exceso de Sodio, (Sodio soluble No Intercambiable) por
medio del alcohol y la medida de dicha capacidad mediante
extracción de todo el Sodio con Acetato de Amonio y la lectura del
Sodio por absorción Atómica. Algunos laboratorios reportan la
capacidad de intercambio catiónica efectiva como la suma de las
bases totales que pueden extraerse de dicho suelo. Para la saturación
del suelo se utiliza acetato de Sodio 1N. Se sealizan lavados con
etanol con el fin de eliminar el exeso de sales y de la solución de
Acetato de Sodio no intercambiada.
Principio del Método
Para el intercambio catiónico se utiliza el acetato de Sodio 1N, luego
el suelo se lava con etanol del 95% varias veces hasta que los
31
lavados den una conductividad menor de 0.5 mmhos/cm. Se hace
después un intercambio con acetato de amonio 1N y neutro. El Na
extraido se determina por absorción Atómica.
Marcha Analítica
Se toman 5 ml de suelo, se agregan 100 mls de Acetato de Sodio 1N,
se agita durante una (1) hora, se filtra (papel Whatman 42).
El residuo se lava cinco (5) veces con Etanol, se deja secar durante 24
horas. Una vez seco se agrega 100 mls de Acetato de Amonio 1N y
neutro, se agita durante una (1) hora y se filtra (papel de filtro
Whatman 42). Del filtrado se toma un (1) ml. más 8.8 mls de Acetato
de Amonio y 0.2 mls de oxido de Lantano al 5% se lee el Na por
emisión de llama o por absorción atómica.
Cálculos:
La capacidad de Intercambio catiónico se expresa como meq de Na
en 100 ml de suelo.
meq Na/100 ml = ppm Na Leidas x 10/1 x 100/5 x 100 / 1000 / 23
meq Na/100 ml = ppm leidas Na x 0.8695
Reactivos y Equipos
Acetato de Sodio CH3COONa.3H2O 1N .Se pesan 136 gramos
de Acetato de Sodio y se aforan a un (1) litro con agua
destilada.
Acetato de Amonio CH3COONH4 1N y neutro:
Etanol C2H5OH al 95%
Oxido de Lantano al 5%
Equipos
Equipo de Absorción Atómica
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Vasos de precipitado
Papel de filtro (whatman 42)
Varillas agitadoras.
DETERMINACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA -C.E.-
La medida de la Conductividad Eléctrica de los extractos obtenidos de
un suelo permite establecer una estimación aproximadamente
cuantitativa de la cantidad de sales que contiene. La relación suelo-
agua tiene influencia sobre la cantidad y composición de las sales
extraidas, siendo necesario especificar la relación.
Principio del Método
Para obtener la Conductividad Eléctrica del suelo en el extracto de
Saturación inicialmente se prepara la pasta saturada; se extrae luego
el extracto en un filtro a presión. En el extracto obtenido se lee la
conductividad Eléctrica.
Marcha Analítica
Se toma una alícuota de pasta saturada de suelo de
aproximadamente 750 ml. Se extrae a continuación el extracto por
medio de un equipo de filtración a presión. Deben salir al menos 25
ml. Luego se lee la Conductividad Eléctrica por medio de un
conductivímetro
Cálculos
El extracto obtenido se lee directamente en el conductivímetro,
ajustando la temperatura, la constante de Celda y la escala de
lectura. El resultado se puede expresar en mmhos/cm, en ms/cm o en
ds/mt.
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Reactivos
Agua destilada
Alcohol Etílico (para lavar los electrodos de pipeta)
Equipos
Conductivímetro
Filtro a Presión
Vasitos de 50 mls
Papel de filtro (whatman 42)
Vasijas plásticas y Varillas
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE (%) DE SATURACIÓN DE
AGUA.
Otra parte de la pasta saturada que se utiliza para realizar el extracto
de saturación se utiliza para obtener el porcentaje de Saturación de
humedad del suelo.
Marcha Analítica
Se toman 100 ml de pasta húmeda, se colocan en la estufa a una
temperatura aproximada de 100 °C durante 24 horas, y se pesa la
muestra seca. La pérdida de peso corresponde al porcentaje
volumétrico de saturación de humedad del suelo.
Cálculos
% Saturación = (Peso Húmedo - Peso Seco)/Volumen Inicial de suelo
Saturado;
% p/v
DETERMINACIÓN DEL NITRÓGENO TOTAL EN EL SUELO.
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Las formas minerales del Nitrógeno en suelo provienen generalmente
de la descomposición del los residuos orgánicos de Nitrógeno,
materiales frecos orgánicos, abonos orgánicos, humus etc. Estas
formas por lo general son Nitrógeno Amoniacal N-NH+4 y Nitrógeno
Nítrico N-NO-3. Estos procesos biológicos y minerales ocurren debido
a la influencia de los macro y microorganismos existentes en el
suelo.La determinación de Nitrógeno total en el suelo se realiza
mediante el método Kjeldhal clásico o Kjeldhal modificado en algunas
ocasiones.
Principio del Método
El proceso se desarrolla en dos etapas:
1. Digestión: Por medio del ácido sulfúrico se destruye la materia
orgánica. Este actua como oxidante, los gases de H2SO4 que se
forman a una temperatura de 338°C se disocian en forma de SO3 y
H2O. El SO3 se descompone en SO2 y oxígeno, el oxígeno oxida el
Carbono y el Hidrógeno de la materia orgánica para convertirlos en
CO2 y H2O. El Nitrógeno se convierte en NH3 que con el acido
Sulfúrico forma el Sulfato de Amonio.
Este proceso se puede expresar en las siguientes reacciones:
1. H2SO4 ==> SO3 + H2O
2. 2SO3 ==> 2 SO2 + O2
3. C + O2 ==> CO2
4. 2H2 + O2 ==> 2 H2O
5. NH2CH2COOH + 3H2SO4 ==> NH3 + 2CO2 + 4H2O + 3SO2
6. 2NH3 + H2SO4 ==> (NH4)2SO4
Los nitratos del suelo en presencia del acido sulfúrico forman acido
Nítrico. Estos por lo general no entran en la digestión Kjeldhal normal
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salvo que se tomen medidas especiales como la incorporación de
Zinc, Aleación Devarda y/o Tiosulfato de Sodio.
H2SO4 + Zn ==> Zn SO4 + H2
Na2S2O3 + H2SO4 ==> Na2SO4 + H2O + S + SO2
2. Destilación: Se realiza con hidróxido de Sodio (NaOH) mediante el
cual el sulfato de Amonio se destila como amoníaco y se recibe en
una solución de acido Bórico (H3BO4). Posteriormente el NH4+ se
titula con acido Sulfúrico.
(NH4)2 SO4 + 2NaOH ==> Na2 SO4 + 2 NH3 + 2H2O
Marcha Analítica
Se pesan 0.20 gramos de suelo, se llevan a un matraz de 250 ml, se
agregan 20 mls de H2SO4 concentrado, se añade 12 gramos de
Sulfato de Sodio anhidro y de 0.5 - 1 gramos de CuSO4.5H2O
Se toma como punto final de la digestión cuando se dá un color verde
esmeralda transparente, se deja enfriar. Una vez frio se añade 130
mls de agua destilada y 70 ml de NaOH al 40% + granillos de Zinc,
comenzándose la destilación. Se termina la destilación cuando el
recipiente que contiene 25 mls de H3BO4 se hán recibido 100 mls del
destilado el cual valora con H2SO4 N/7.
36
37
II
CONTROL QUIMICO
DE LOS SUELOS
38
II. CONTROL QUIMICO DE LOS SUELOS
Se puede definir el tratamiento y recuperación de suelos
contaminados como un conjunto de operaciones que se deben
realizar con el objetivo de controlar, disminuir o eliminar los
contaminantes y sus efectos.
Una de las posibles divisiones de los sistemas de tratamiento se
establece en función de tres categorías de actuación:
No recuperación
Contención o aislamiento de la contaminación.
Recuperación.
NO RECUPERACIÓN
Cuando se opta por la medida de no recuperación del espacio, se
debe tener en cuenta que se parte de un espacio contaminado,
aunque el estudio de viabilidad determine esa opción. Así pues, se
tiene que registrar la localización real del espacio.
Esta sencilla solución evita una gama de problemas importantes
generados a posterior, por un uso del suelo para el que ya no es
adecuado (agricultura, residencial, espacios de ocio,…).
CONTENCIÓN O AISLAMIENTO DE LA CONTAMINACIÓN:
Consiste en establecer medidas correctas de seguridad que puedan
controlar la situación presente, impidiendo la progresión de la
contaminación en el medio y mitigando riesgos relacionados con esta
dispersión de contaminantes.
Aislamiento: Consiste en aislar el foco emisor de la
contaminación, limitando el potencial de migración y difusión de
39
los contaminantes mediante la construcción de barreras
superficiales y/o subterráneas, de forma que se impida la
movilización horizontal de los contaminantes. Esta tecnología
suele usarse como medida temporal para evitar la generación
de lixiviados, la entrada de los contaminantes en los cursos de
agua o la infiltración en las aguas subterráneas.
Reducción de las volatilizaciones: Pretende suprimir las
corrientes de aire, para evitar la volatilización de compuestos
orgánicos. Los métodos incluyen la reducción del volumen de
poros del suelo, mediante la adición de agua, o por
compactación o el sellado de la capa superficial del suelo
mediante coberturas (con membranas sintéticas, arcillas,
asfalto, cemento,…).
Control de lixiviados: El objeto es impedir la dispersión de
contaminantes a través de las aguas recogiendo los lixiviados
procedentes del suelo contaminado en aquellas situaciones en
que ello sea posible, como en vertederos controlados de
residuos sólidos urbanos. Otro sistema de control consiste en el
bombeo de las aguas subterráneas afectadas por la lixiviación
de los contaminantes.
RECUPERACIÓN
La elaboración de un plan de saneamiento precisa una cierta
delimitación del resultado mínimo a alcanzar.
Se dividen en dos tipos de tratamiento y/o recuperación de suelos en
dos grandes grupos:
1.- TECNICAS DE TRATAMIENTO IN SITU: implican la eliminación
de los contaminantes sobre el propio terreno, sin remoción del
mismo.
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El tratamiento de un suelo contaminado sin necesidad de modificar su
situación presenta múltiples ventajas sobre el caso contrario.
Lógicamente, el impacto ambiental inducido es bajo, pues el
tratamiento solo implica la instalación del equipo adecuado, los
costes económicos suelen ser muy competitivos y en principio son
métodos fácilmente aplicables a diversas situaciones.
Los inconvenientes se centran en la incertidumbre sobre los
resultados reales.
1.1.- Biodegradación in situ:
Persigue la transformación de sustancias potencialmente peligrosas
en productos inocuos por activación de los procesos biológicos
naturales o mediante microorganismos específicos para cada
contaminante. Las dificultades estriban en:
Adaptar especies no nativas
Insuficiente nivel de oxigeno disuelto (incrementable mediante
bombeo).
Humedad y permeabilidad del suelo suficientes para permitir la
movilidad de los microorganismos.
Temperatura.
Déficits de nutrientes (adicionables en caso de deficiencias).
pH del suelo (>5,5).
Factores de inhibición del crecimiento.
Productos secundarios de la biodegradación.
1.2.- Vitrificación:
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La vitrificación es un proceso donde el suelo y los contaminantes se
funden en una matriz vítrea mediante la creación de un campo
eléctrico entre dos electrodos enterrados. La resistencia del terreno al
paso de la corriente genera temperaturas suficientes par fundir el
suelo.
Los componentes no volátiles se integran en la matriz vítrea, mientras
que los constituyentes orgánicos son destruidos en un proceso
parecido a la pirólisis. Los gases que evaporan pueden ser recogidos
en una campana instalada en la superficie del terreno.
El proceso se favorece con bajos contenidos de humedad, pudiendo
utilizarse en suelos saturados, pero con un alto coste, siendo
necesaria una disponibilidad de electricidad suficientemente alta y un
equipo técnico adecuado.
1.3.- Degradación química:
Consiste en la adición de una sustancia química para inducir la
degradación química.
Existen tres tipos de degradación:
Oxidación mediante aireación o adición de agentes oxidantes.
Reducción por adición de agentes reductores.
Polimerización de ciertas sustancias orgánicas mediante la
adición de hierro y sulfatos.
Los factores que controlan la eficacia del sistema son: el tipo de
contaminante, las características del suelo (permeabilidad para la
inyección de aditivo, arenas o materiales no finos para facilitar su
mezclado en situ, la presencia de obstáculos subterráneos que
impidan el mezclado superficial, profundidad de la contaminación del
suelo y la posible generación de contaminantes más tóxicos que los
originales (oxidación de mercurio, cromo,…)).
42
1.4.- Estabilización / solidificación:
Consiste en mezclar el suelo contaminado con un medio de fijación
conformando una masa endurecida y poco permeable en la que se
inmovilizan los contaminantes. Puede realizarse in situ o en suelos
extraídos.
Los factores que controlan la eficacia de estos tratamientos son: el
tipo se duelo y distribución del tamaño de las partículas, el alto
contenido en materia orgánica, aceites y grasas en cantidades
superiores al 1%, el uso potencial de materiales estabilizantes /
solidificantes, la aceptación legislativa, el impacto generable a largo
plazo, así como la presencia de cromo, mercurio, plomo, plata u otras
sustancias transformables por oxidación en formas más tóxicas y/o
móviles.
1.5.- Lavado del suelo:
Consiste en la adición de agua, por inyección superficial o
subsuperficial con un aditivo químico que favorezca la disolubilidad
de los contaminantes movilizándose éstos en el medio de extracción.
El liquido resultante es recogido mediante sistemas de drenajes o por
pozos de bombeo, pudiendo en algunos casos recuperarse los
aditivos empleados.
La eficacia estará determinada por la presencia de otros
contaminantes no considerados, de la variabilidad de las
concentraciones en el espacio y del conocimiento de la dinámica de
flujo de la mezcla de lavado.
1.6.- Aireación del suelo
Este es un método de extracción basado en el movimiento de los
vapores a través del suelo mediante una diferencia de presión
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generadas por bombeo de aire desde el exterior que tras circular a
través del espacio contaminado, es evacuado por el poza de
extracción para su liberación o tratamiento.
Los factores clave a considerar e la aplicación de esta técnica son las
propiedades fisicoquímicas del contaminante (presión de vapor,
solubilidad, densidad,…) las características del suelo y las condiciones
particulares del lugar de vertido.
Se trata de una técnica de muy amplias posibilidades dadas sus
características de facilidad de instalación y operación, bajos costes y
mínimo impacto.
2. TECNICAS DE TRATAMIENTO EX SITU: se produce la
movilización y traslado del suelo a instalaciones de tratamiento o
confinación.
Entre las ventajas de estas técnicas destaca su efectividad, en cuanto
que el suelo contaminado es físicamente eliminado y se optimiza el
proceso de tratamiento al homogeneizarse el suelo tras su
excavación. Además, se puede controlar el proceso y la bondad del
tratamiento por sus resultados y actuar con independencia de
factores externos (clima, hidrología,…).
Sin embargo, se plantean también inconvenientes, especialmente de
tipo económico que limitan la posibilidad de tratamiento de grandes
volúmenes de suelo.
Son métodos más experimentados que lo in situ aunque todavía
sujetos a un continuo proceso de desarrollo y mejora de resultados.
2.1 Tratamiento químico:
Consisten en tratamientos similares a los explicados en el apartado
de degradación in situ, pero que en este caso presentan mejores
44
eficiencias de tratamiento al homogeneizarse el suelo con el reactivo
controlándose el proceso.
2.2.- Degradación biológica (compostaje):
Este sistema de tratamiento persigue la transformación de
contaminantes altamente tóxicos en sustancias asimilables por la
naturaleza mediante procesos metabólicos de microorganismos
específicos para los diferentes tipos de contaminación.
El suelo contaminado se extiende en capas finas para optimizar la
admisión de oxigeno (landfarming), o se emplean sistemas más
sofisticados que implican un control de parámetros como humedad ,
temperatura y contenido de oxigeno (compostaje).
Para la efectiva metabolización de los contaminantes se requiere que
estos sean susceptibles de su biodegradados, aerobia o
anaerobicamente y unas instalaciones que posibiliten controlar las
condiciones del suelo (contenido en humedad, permeabilidad,
temperatura, nutrientes, pH,…), obteniéndose buenos resultados con
suelos arenosos, arcillosos y turbosos. Debe existir un control y
medidas de seguridad para evitar una potencial migración de los
contaminantes hacia aguas subterráneas y una posible emisión
aérea.
2.3.- Destrucción térmica:
El principio de la destrucción térmica o incineración es someter el
suelo contaminado a altas temperaturas para que los contaminantes
se evaporen y sean destruidos por combustión en un postquemador.
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El método requiere la depuración de los gases y el deposito de los
productos sólidos residuales. Este sistema es aplicable para muchos
contaminantes, aceites y petróleo, por ejemplo, disolventes clorados
y no clorados, PAM y cianuros.
2.4.- Extracción o lavado del suelo:
Es un sistema de tratamiento en el que se trasladan los
contaminantes del suelo a un liquido, movilizándose así los
contaminantes absorbidos en las partículas de suelo.
Los factores a considerar para la utilización de este sistema de
tratamiento son: las características de los contaminantes, las
características del suelo, la cantidad de suelo a tratar, las variaciones
en la concentración del contaminante, el uso previsto para el suelo
tratado y el tratamiento y la eliminación de las aguas residuales.
2.5.- Depósito de seguridad:
Supone el confinamiento de los residuos en un ambiente subterráneo
seguro, previsto de algún tipo de sistema de impermeabilización y de
sistemas de recolección de lixiviados y escorrientias superficiales.
Este tratamiento consiste en la consideración del suelo contaminado
como un residuo tóxico y peligroso con destino en vertedero de
seguridad. Las condiciones de tratamiento serán: tipo de
contaminante (problemas con sustancias reactivas, corrosivas, etc.,
que cambian a lo largo del tiempo) disponibilidad de emplazamiento
adecuado, diseño del sistema de impermeabilización y aceptación
pública y administrativa.
ABONOS
46
El abono es cualquier sustancia orgánica o inorgánica que mejora la
calidad del sustrato a nivel nutricional para las plantas arraigadas en
éste. Ejemplos naturales o ecológicos de abono se encuentran tanto
en el clásico estiércol, mezclado con los desechos de la agricultura
como el forraje, el guano que son los excrementos de las aves (por
ejemplo de corral, como el de gallina). La definición de abono según
el reglamento de abonos de la Unión Europea es "material cuya
función principal es proporcionar elementos nutrientes a las plantas"
La acción consistente en aportar un abono se llama fertilización. Los
abonos forman parte de los productos fertilizantes, con las
enmiendas.
Los abonos han sido utilizados desde la Antigüedad, cuando se
añadían al suelo, de manera empírica, los fosfatos de los huesos
(calcinados o no), el nitrógeno de las deyecciones animales y
humanas o el potasio de las cenizas.
Papel de los abonos
Para cumplir el proceso de su vida vegetativa, las plantas tienen
necesidad de agua, de más de veinte elementos nutritivos que
encuentran bajo forma mineral en el suelo, de dióxido de carbono
(CO2) aportado por el aire, y de energía solar necesaria para la
síntesis clorofílica.
Los abonos aportan:
Elementos de base, nitrógeno (Símbolo químico N), fósforo (P),
potasio (K); se habla de abonos de tipo NPK si los tres están
asociados juntos. Si no se habla igualmente de N, NP, NK, PK;
Elementos secundarios, calcio (Ca), azufre (S), magnesio (Mg),
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oligoelementos tales como el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el
molibdeno (Mo), el cobre (Cu), el boro (B), el zinc (Zn), el cloro
(Cl), el sodio (Na), el cobalto (Co), el vanadio (V) y el silicio(Si).
Estos elementos secundarios se encuentran habitualmente en
cantidad suficiente en el suelo, y son añadidos únicamente en caso
de carencia.
Las plantas tienen necesidad de cantidades relativamente
importantes de los elementos de base. El nitrógeno, el fósforo y el
potasio son pues los elementos que es preciso añadir más
corrientemente al suelo.
El nitrógeno contribuye al desarrollo vegetativo de todas las
partes aéreas de la planta. Es muy necesario en primavera al
comienzo de la vegetación, pero es necesario distribuirlo sin
exceso pues iría en detrimento del desarrollo de las flores, de
los frutos o de los bulbos.
El fósforo refuerza la resistencia de las plantas y contribuye al
desarrollo radicular. El fósforo se encuentra en el polvo de
huesos.
El potasio contribuye a favorecer la floración y el desarrollo de
los frutos. El potasio se encuentra en la ceniza de madera.
NPK constituyen la base de la mayor parte de los abonos vendidos en
nuestros días. El nitrógeno es el más importante de entre ellos, y el
más controvertido dada la fuerte solubilidad en el agua de los
nitratos.
Tipos de abonos
Los abonos pueden ser de dos tipos: orgánicos y minerales.
48
Abonos orgánicos
Los abonos orgánicos son generalmente de origen animal o vegetal.
Pueden ser también de síntesis (urea por ejemplo). Los primeros son
típicamente desechos industriales tales como desechos de matadero
(sangre desecada, cuerno tostado,) desechos de pescado, lodos de
depuración de aguas. Son interesantes por su aporte de nitrógeno de
descomposición relativamente lenta, y por su acción favorecedora de
la multiplicación rápida de la microflora del suelo, pero enriquecen
poco el suelo de humus estable.
Los segundos pueden ser deshechos vegetales (residuos verdes),
compostados o no. Su composición química depende del vegetal de
que proceda y de las circunstancias del momento. Además de
sustancia orgánica contiene gran cantidad de elementos como
nitrógeno, fósforo y calcio, así como un alto porcentaje de
oligoelementos. También puede utilizarse el purín pero su
preparación adecuada es costosa.
El principio de los abonos verdes retoma la práctica ancestral que
consiste en enterrar las malas hierbas. Se realiza sobre un cultivo
intercalado, que es enterrado en el mismo lugar.
Cuando se trata de leguminosas tales como la alfalfa o el trébol, se
obtiene además un enriquecimiento del suelo en nitrógeno asimilable
pues su sistema radicular asocia las bacterias del tipo Rhizobium,
capaces de fijar el nitrógeno atmosférico. Para hacer esta técnica más
eficaz, se siembran las semillas con la bacteria.
Abonos minerales
Los abonos minerales son sustancias de origen mineral, producidas
bien por la industria química, bien por la explotación de yacimientos
naturales (fosfatos, potasa).
49
la industria química interviene sobretodo en la producción de abonos
nitrogenados, que pasan por la síntesis del amoníaco a partir del
nitrógeno del aire. Del amoniaco se derivan la urea y el nitrato.
También interviene en la fabricación de abonos complejos. Los
abonos compuestos pueden ser simples mezclas, a veces realizadas
por los distribuidores (cooperativas o negociantes).
Existen muchas variedades de abonos que se denominan según sus
componentes. El abono simple sólo contiene un fertilizante principal.
El abono compuesto está formado por dos o más nutrientes
principales (nitrógeno, fósforo y potasio) pudiendo contener alguno de
los cuatro nutrientes secundarios (calcio, magnesio, sodio y azufre) o
de los micronutrientes (boro, cobalto, cobre, hierro, manganeso,
molibdeno y zinc) esenciales para el crecimiento de las plantas,
aunque en pequeñas cantidades si se compara con los nutrientes
principales y secundarios. El nombre de los abonos minerales está
normalizado, en referencia a sus tres principales componentes: NPK.
Los abonos simples pueden ser nitrogenados, fosfatados o potásicos.
Los abonos binarios son llamados NP o PK o NK, los ternarios NPK.
Estas letras van generalmente seguidas de cifras, representando las
proporciones respectivas de los elementos. Los abonos químicos
producidos industrialmente contienen una cantidad mínima
garantizada de elementos nutritivos, y está indicada en el saco.
Por ejemplo, la fórmula 5-10-5 indica la proporción de nitrógeno (N),
de fósforo (P) y de potasio (K) presente en los abonos, siendo 5% de
N, 10% de P2O5 y 5% de K2O
El aporte nitrogenado está presente como nitrógeno N y es
aportado en forma de nitrato NO3, de amoniaco NH4 o de urea:
Las dificultades de almacenamiento de la forma nitrato incitan a
los distribuidores de abonos a dirigirse hacia formas
amoniacales ureicas.
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El fósforo está presente bajo la forma P2O5 pero aportado bajo
la forma de fosfato de calcio o de amonio.
El potasio está presente bajo la forma de K2O pero aportado por
cloruro, de nitrato y de sulfato de potasio.
Composición de los abonos
-Algunos ejemplos de abonos simples.
La urea (46% de nitrógeno), le sulfato de amoniaco (SA, 21% de
nitrógeno), el amonitro (AN, 33,5%de nitrógeno), el nitrato de
cal (CAN/NCA, hasta 27% de nitrógeno)
El superfosfato simple (SP, 18% de fósforo) o el superfosfato
triple (TSP, 46% de fósforo).
El cloruro de potasio (60% de potasio) sólo contiene potasa
(K2O). El sulfato de potasio (SOP, 50% de K2O) contiene
también 18% de azufre.
Entre los otros abonos corrientes que, entre los elementos nutritivos
principales, contienen azufre (S) se pueden citar los abonos simples:
sulfato de amoniaco o SA que tene 24% de azufre y el SSP que tiene
el 12%.
-Algunos ejemplos de abonos compuestos.
El fosfato diamónico contiene a la vez N y P. las fórmulas más
corrientes son el 18-46-10 y el 20-20-10.
El nitrato de potasio contiene a la vez N y K.
FERTILIZANTES QUÍMICOS
51
Hay tres sustancias principales en la composición de los fertilizantes,
el nitrógeno, el fósforo y el potasio, estas sustancias son las más
importantes en el crecimiento vigoroso de las plantas, y a su vez son
las que más se agotan en el suelo.
Las proporciones en % de estos componentes en el fertilizante
químico, están representados por la fórmula que acompaña a los
fertilizantes. Esta fórmula consta de tres números separados por
guiones, ejemplo, 20-20-20 ó 20-0-10 etc., el primer número es la
proporción de nitrógeno asimilable por la planta que contiene, el
segundo la cantidad de fósforo y el tercero de potasio. Cuando los
tres números tienen valor diferente de cero se dice que es un
fertilizante completo.
Estos fertilizantes pueden ser:
1. Solubles: Cuando el fertilizante se disuelve totalmente en el
agua de riego y penetra con ella al suelo, son de rápida acción,
pero tienen la desventaja de que son “lavados” por el riego y
terminan en parte, en las capas profundas del suelo donde las
raíces no pueden alcanzarlos.
2. De acción lenta: En general son granulados, las sustancias
activas están retenidas en gránulos duros no solubles, pero que
permiten al sistema radicular de la planta extraerlas de ahí, con
lo que su acción es más lenta pero duradera, lo que es
conveniente en la mayoría de los casos.
Además, los fertilizantes pueden contener los llamados micro-
elementos; son generalmente, cantidades pequeñas de algunos
elementos químicos, que son necesarios para los procesos
vegetativos de algunas plantas, y que se adicionan en los fertilizantes
formulados para algunas zonas geográficas donde esos elementos
escasean o no existen en el suelo.
Entre estos elementos los mas comunes son: hierro, manganeso,
cobre, boro, cinc, molibdeno y otros.
52
Para la formulación de los fertilizantes se usan mezclas de sales u
otros compuestos de los diferentes elementos que quieren
incorporarse, siendo muy común el uso de:
1. Nitrógeno en forma de nitratos (especialmente el nitrato de
amonio) y urea.
2. El fósforo en forma de fosfatos de metales o amónico.
3. El potasio en forma de fosfatos o nitratos de potasio.
4. El boro en forma de ácido bórico.
5. El resto del micro-elemento como sulfatos.
53
Fertilidad de Suelos y Abonos en relación al pH del suelo:
1. Suelos Ácidos
1.1. Introducción (suelos ácidos)
Alta diversidad de suelos en América Latina y en el mundo
que por distintas razones se acidifican.
Suelos que varían en cuanto a su mineralogía tienden a
tener diferentes grados de acidez o alcalinidad relativa.
Como consecuencia de la diversidad, hay que utilizar
diferentes estrategias para corregir la acidez del suelo.
Magnitud de problema de acidez en el mundo.
1.2. pH y acidez (descripción general)
Reacción del suelo es la acidez o alcalinidad relativa de
este es un indicador de utilidad para un diagnostico
general.
Se expresa como el pH o potencial de ión hidrogeno y es
una medida de la actividad del ión H+ en soluciones
diluidas.
H2O -----> H+ + OH- Kw = 1 x 10-14
Se define como pH = -log [H+]
Se expresa en una escala de 0 - 14
Cambio de pH de x unidad representa un cambio de 10x
protones.
El pH del suelo actúa sobre:
La solubilización de minerales, disponibilidad y adsorción
de bases, disponibilidad de P, solubilización de minerales
que contienen Al, Mn, Fe, Mn, Zn, Cu.
% saturación de bases y % saturación de acidez.
54
La magnitud y variación de las cargas en los coloides (CIC y
CIA).
La diversidad de los microorganismos en suelos y su
actividad.
Desarrollo vegetal de las planta por efectos directos de H+,
pero solamente a pH < 4.2
1.3. Clasificación de la acidez del suelo
Acidez activa - lo que se mide en la solución y es muy pequeña
comparada a la potencial.
Acidez intercambiable – Hidrógeno y Al intercambiables
retenidos en los coloides por fuerzas electroestáticas
Acidez no-intercambiable – Hidrógeno en enlace covalente en
la superficie de los minerales arcillosos con carga variable. Por
ejemplo, protones asociados a los grupos silanol y aluminol.
Acidez potencial - Acidez intercambiable + acidez no
intercambiable.
1.4. Fuentes de la acidez
1.4.1. Material parental y mineralogía
o La acidez de las rocas se expresa en términos del
contenido de silice (SiO2); SiO2>65% (acidas), SiO2 <53%
(básicas)
o Suelos derivados de piedras calizas.
55
o Ionización de OH- terminales en sesquióxidos y bordes
rotos de minerales arcillosos.
o Aluminio intercambiable:
Al+3+H 2O−−−−−¿ Al (OH )+2+H+¿¿
Al(OH )+2+H 2O−−−−−¿ Al (OH )2+¿+H +¿ ¿¿
Al(OH )2+¿++H 2O−−−−−¿Al (OH )3
0+3H +¿¿ ¿
Al genera H+ al disolverse en agua.
Acidez del suelo actúa sobre las estructuras
octaédricas de los coloides solubilizándolas o
rompiéndolas liberando iones Al+3, creando reacciones
en cadena
Fuente de acidez principal en suelos tropicales donde
dominan sistemas de óxidos y los de aluminosilicatos
recubiertos de óxidos
Al intercambiable ocurre cuando el pH < 5.5
1.4.2. Clima (lluvia y temperatura)
Lixiviación de aniones.
Temperaturas altas aceleran las reacciones de
meteorización.
1.4.3. Organismos
o Actividad de microorganismos y disolución de CO2.
o Planta, por exudaciones de la raíz.
o Absorción (planta) de cationes vs aniones.
o Ionización de OH- terminales en la materia orgánica.
56
1.4.4. Tiempo
Suelos maduros de los órdenes Ultisol y Oxisol.
Suelos jóvenes.
1.4.5. El hombre
Fertilizantes nitrogenados reducidos (NH4+ y urea)
Oxidación rápida de piritas (FeS2)
1.5. Razones de la infertilidad de suelos ácidos
1.5.1. Toxicidad de Al
[ ] de Al de 1 ppm (en solución) va a causar efecto
negativo sobre crecimiento.
Ocurre daño directo sobre el sistema radicular (las
raíces se vuelven más gruesas y presentan puntos
muertos).
Al tiende a acumularse impidiendo la translocación de
Ca y P a la parte aérea.
Sustancias orgánicas forman complejos con Al
(quelatación).
1.5.2. Deficiencia de bases (Ca, Mg y K) y P
En suelos ácidos pueden haber deficiencia de Ca y Mg
sin toxicidad de Al.
Formación de fases sólidas de P y Al.
1.5.3. Toxicidad de Mn
57
Mn muy soluble a pH < 5.5
Mn muy soluble bajo condiciones reductoras (Mn4+--
>Mn2+)
Ya que es un nutrimento esencial, no se trata de
eliminarlo sino que mantenerlo dentro de un ámbito de
toxicidad y deficiencia.
1.5.4. Toxicidad de H+ a pH < 4.2
1.6. Parámetros para evaluar la acidez de un suelo
1.6.1. Medición de acidez activa
Potenciometro.
Papel de tornasol.
1.6.2. Acidez intercambiable (es utilizado mucho en suelos
tropicales)
o Se determina mediante una extracción con 1M KCl y
titulando el extracto con una base.
o Incluye todo lo que constituye acidez en un suelo a su pH
original (Al y H+ intercambiable y en solución).
o Niveles de acidez o Al intercambiable (<0.5 cmolc/kg) son
problemáticos.
1.6.3. Porcentaje de saturación de acidez
58
Es una medida del % del complejo de cambio ocupado
por Al+3.
El % de saturación permisible para un suelo varía
según el cultivo.
Se dice que % de acidez < 10 no presenta problemas;
problemas serios empezaran con aprox. 30 % de
saturación de Al aunque esto varía según el cultivo.
59
1.7. Manejo de la acidez
1.7.1. Uso de especies y variedades resistentes a la
acidez
La tolerancia a la acidez entre especies y variedades
se deba a una adaptación genética como resultado de
una selección involuntaria en suelos ácidos.
Ocurren varios mecanismos de tolerancia al Al y Mn.
Cultivos tienen diferente porcentaje de saturación de
Al “recomendado”.
1.7.2. Encalado
Método más convencional que consiste en la aplicación
de sales básicas como Ca en forma de CaCO3
¿Porqué aumentar el pH de un suelo?
Neutralizar ácidos en el suelo lo cual limitan el
crecimiento de las plantas
Añadir Ca y Mg
Aumentar % saturación de bases (% SB)
Mejorar la disponibilidad de nutrimentos (P, K, Na, Mg,
etc).
1.7.2.1. Reacciones luego de la aplicación de cal al
suelo
CaCO3+2H 2O←−−−→Ca+2+H 2CO30+2OH−¿ ¿
H 2CO3←−−→CO2+H 2O
Rx. neta: CaCO3+H 2O←−−−→Ca+2+CO2+2OH−¿¿
H+¿¿(de la solución del suelo) +OH−¿←−−−→H 2O¿
Ejemplo:
60
arcilla-2 Al+3+3CaCO3+3H 2O→arcilla−3Ca+22 Al(OH )3+3C O2
arcilla – 2H+¿+CaCO3−→¿arcilla - Ca+2+H 2O+CO2
Otras alternativas, ¿Son buenas fuentes?:
arcilla - 2H+¿+CaCl2−−−−→¿ arcilla -Ca+2+2H+¿+2Cl ¿
arcilla -2H+¿+Na2CO3−−−−→¿arcilla -2Na++H 2O+CO2
Notas importantes:
Con pH suelo > 5.5 se ha conseguido la
neutralización del Al porque Al se precipita como
hidróxidos insolubles.
Cuando se sospecha que el problema es toxicidad
de Mn, el pH debe subirse a 6.
1.8. Métodos para determinar la cantidad de encalado
El pH es un excelente indicador de la acidez del suelo pero no
determina el requerimiento de cal. El requerimiento de cal indica
la cantidad necesaria para establecer un rango de pH deseado
en el sistema de cultivo que se está trabajando. El requerimiento
de cal se relaciona con el pH y la capacidad amortiguadora del
suelo y tiende a aumentar con aumento en el contenido de
arcilla, y materia orgánica.
1.8.1. Suelos dominados por arcillas de tipo 2:1
61
1.8.1.1. Método pH - saturación de bases (excelente para
suelos de zonas templadas dominada por arcillas 2:1, pueden
ser encalados hasta pH = 7).
o Hay que conocer curva de pH - saturación de bases, CIC,
pH.
o La curva es un promedio de muchas curvas con muchos
suelos.
o Establecer pH inicial y pH deseado (pHfinal - pHinicial).
o Interpolar de la grafica la diferencia en % saturación de
bases.
o Multiplicar la diferencia en % saturación de bases * CIC.
o Obtener cmolc/kg necesarios para encalar.
o Convertir a cantidad de CaCO3 a añadir.
1.8.1.2. “SMP buffer (u otros) method”
Se añade una solución tampón amortiguadora) al
suelo.
H+ salen de los sitios de intercambio a neutralizar la
solución amortiguadora.
Un suelo ácido disminuirá el pH de la solución
tampón.
El pH se reduce en proporción al pH original y la
capacidad amortiguadora del suelo.
Se calibran los cambios de pH en la solución
tampón con la cantidad necesaria se realizan
recomendaciones de encalado. Existen tablas ya
preparadas.
1.8.2. Suelos dominados por arcillas de tipo 1:1 (Oxisoles
y Ultisoles)
62
1.8.2.1. La curva de encalado (curva de titulación)
Tedioso y no tan común.
Resulta efectivo cuando la acidez se debe a H como
en sistemas de aluminosilicatos laminares.
Suelos tropicales tienen alta capacidad
amortiguadora (acidez potencial) y crea una
tendencia a sobreencalar.
Procedimiento:
Tomar muestra de suelo (generalmente 20 g).
Añadir incrementos de CaCO3 de 20 mg.
Añadir 40 mL agua, menear, dejar reposar, y medir
el pH del suelo.
Convertir peso de cal añadida a su equivalente en
términos de kg/ha o lbs/acre.
Encalar hasta llegar al pH deseado
NOTA:
En los suelos rojos tropicales los minerales arcillosos
son estables hasta un pH de 5 donde los óxidos de Al
se disuelven y existen problemas de toxicidad de Al. En
estos casos la toxicidad de Al puede corregirse
encalando el suelo hasta llegar a un pH de 5.5 - 6.0
logrando la precipitación de Al. También ocurre un
incremento apreciable en CIC.
1.8.2.2. En base al Al intercambiable
Método más utilizado en suelos tropicales.
63
Basar las recomendaciones en términos de la acidez o
Al intercambiable.
Añadir cal (CaCO3) en base a 1 - 3 veces el Al
intercambiable.
En suelos con niveles de materia orgánica adecuados
(2 - 5 %) 2 es un buen factor.
1 cmolc Al+3/kg = 1 cmolc Ca+2/kg = 1,000 kg CaCO3/ha
= 1 ton/ha.
1.8.2.3. En base al % saturación de Al (PSAl); (Al / CICE) *
100
Ningún cultivo tolera niveles saturación de Al > 60
% y casi ningún cultivo presenta problemas < 10 %.
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
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)
64
1.9. Neutralizar acidez activa versus acidez potencial -
cálculos:
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
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
molc/kg * (2 x 106 kg suelo/ha) = 2 x 105 molc/ha
x 105 molc/ha x (50 g CaCO3/eq CaCO3) =1 x 107 g CaCO3/ha =
10,000 kg CaCO3/ha
65
1.10. Fuente: Tipos y calidad del material
Equivalente a carbonato calizo (CCE)
Medida del poder neutralizante del material encalador con
relación a CaCO3 puro (CCE = 100)
Para determinar el CCE se disuelve una cantidad de base
en ácido (no. De equivalentes conocido) y se titula el
exceso de ácido que no reaccionó
Ejemplo:
MgCO3 - 84 g / mol = peso molecular
(100 / 84) * 100 = 119 %
Sea para neutralizar la misma cantidad de acidez se necesita
100 partes de CaCO3 o 84 partes de MgCO3.
66
Factor de Finura (FF):
Si las partículas pasan por un tamiz # (mesh #)
Para obtener la cantidad real de Cal a aplicar, hay que
multiplicar el CCE x FF para obtener el Poder Relativo de
Neutralización Total (PRNT) => VNE = CCE x FF
1.11. Método de aplicación:
Se recomienda incorporar la cal a 15 cm para
promover máximo contacto con el suelo.
En la mayoría de los casos hay que aplicar al voleo
1.12. Momento y frecuencia de aplicación:
La reacción neutralizante solo ocurre cuando hay agua.
Tratar de sincronizar la aplicación con el inicio de la época de
lluvia.
Nunca encalar y abonar a la vez; preferiblemente 2 a 4
semanas antes de aplicar abonos.
NOTA:
En Puerto Rico el Departamento de Agricultura suministra cal a
los agricultores. Esto hace que cumpla con los requisitos de
cálida y tienen sobre 96% CaCO3. El proceso de elaborar
garantiza el tamaño adecuado de las partículas.
67
1.13. Encalar Utilizando Agua de Riego (opcional)
La alcalinidad del agua de riego se puede considerar para
cuantificar la cantidad de bases aplicadas.
Suma de CO32−¿¿, HCO3
−¿¿ (meq/L)
1.14. Sobreencalado
Se puede describir como el encalamiento con dosis
mayores de las necesarias para neutralizar el Al
intercambiable o eliminar la toxicidad de Mn.
Luego de que la acidez debido a Al se ha neutralizado se
requieren cantidades exorbitantes de cal para hacer
cambiar el pH una unidad debido al alto poder
amortiguador de los suelos tropicales.
Las consecuencias son:
Disminución en disponibilidad de P por formación de fosfatos
insolubles con Ca.
Condiciones básicas favorecen adsorción de B en suelos con
CIA.
Disminución de solubilidad de Fe, Zn, Cu.
Disminución en disponibilidad de Mn a pH > 6.3
Deterioro de la estructura de suelos dominados por arcillas 1:1
y sesquióxidos.
2. Suelos Salinos y Alcalinos
2.1. Introducción
68
Contienen suficiente sales, sodio o ambos como para que el
crecimiento de plantas se afecte.
Se producen mayormente en zonas áridas y semiáridas.
Algunas áreas de PR afectadas y existe el potencial para que
sea un problema en PR en el futuro.
Riego con agua alta en sales y utilización de aguas servidas
para riego en suelos.
Influencia de agua de mar en los acuíferos.
10% de toda la superficie terrestre está afectada por problemas
de sales.
1/3 a ½ de todos los suelos bajo riego tienen problemas de
salinidad.
2.2. Descripción de las clasificaciones:
Suelos Salinos
Contienen suficiente sales como para limitar el crecimiento
de algunos cultivos, debido a que la planta no puede
absorber suficiente agua como para funcionar
adecuadamente.
Usualmente plantas que crecen en suelos salinos muestran
síntomas de marchitamiento, pueden sufrir de desbalances
nutricionales y toxicidad de algunos iones.
Suelos Sódicos
Contienen cantidades excesivas de Na en los sitios de
intercambio, las cuales dispersan las partículas de suelo
69
limitando el movimiento de aire y agua. El agua tiende a
encharcarse en suelos sódicos. Na reemplaza cationes
divalentes. Na adsorbido está hidratado y aumenta la
electronegatividad hasta que las partículas se repelen.
Suelos Salino-Sódicos
Suelos que contienen suficientes sales como para limitar
el crecimiento de algunos cultivos y que contienen
cantidades excesivas de Na en los sitios de intercambio.
Los cultivos pueden ser afectados por exceso de sales y
Na, pero usualmente drenan muy bien. Las sales proveen
cationes en exceso que se absorben a coloides
negativamente cargadas, reduciendo la tendencia a
dispersarse. Estos se pueden convertir en suelos sódicos
fácilmente.
Suelos Calcáreos
Contienen CaCO3 libre, y no necesariamente son salinos
ni salino-sódicos
La presencia de carbonatos libres influye en ciertas
prácticas de manejo como el uso de herbicidas, aplicación
de P y la disponibilidad de micronutrimentos. El reducir el
pH de estos suelos usualmente no es económico pero se
utilizaría azufre.
2.3. Criterios para la clasificación de suelos salinos y alcalinos
(Diagnóstico del suelo)
Conductividad eléctrica (CE)
70
Medida indirecta de la concentración de sales en solución. Usa
instrumento de puente de conductividad. Mide la facilidad de una
solución a conducir electricidad. Se expresa como mmhos/cm o
dS/cm.
Porcentaje da saturación de Na (ESP)
Proporción de Na que ocupa el CIC
Valores numéricos para la clasificación de suelos utilizando el
extracto de la pasta saturada
Utilizando el método del extracto de pasta saturada se
pueden calcular estos tres parámetros:
Preparar pasta saturada, obtener solución interesticial y
realizar mediciones en la solución.
CE x 10 = totalidad de cationes solubles (meq/L)
CE x 640 = sólidos totales disueltos (TDS) (mg/L)
Razón de adsorción de Na (SAR)
SAR = Na+ / sqrt [(Ca+2 + Mg+2)/2]; todas unidades en meq/L
Razón de Na intercambiable (ESR)
ESR = 0.015 * SAR
Porcentaje de Na intercambiable (ESP)
ESP = 100 (ESR) / (1 + ESR)
71
Utilizando el método de CIC:
Medida indirecta
ESR = Naintercambiable / (Ca+2 + Mg+2 ) intercambiable todas
unidades en meq/100g
ESP = 100 (ESR) / (1 + ESR)
Medida directa
Porcentaje de Saturación de Sodio = ESP = (Na / CIC)*100;
todas unidades en meq/100g
2.4. Efectos en la planta y suelo:
2.4.1. Suelos salinos
o Reducción en la disponibilidad de agua en el suelo o
síntomas aparentes de marchitez.
o Toxicidad de iones a tallos y raíces: Cl , B ,HCO3−¿ , SO4
−2¿
o Raíz negra y/o deteriorada.
o Quemaduras en las puntas de las hojas.
o Desbalances iónicos que conducen a deficiencias de: Ca,
K, NO3, Mg, Mn, P.
o Formación de residuos de sales en la superficie.
o La salinidad es cuestión de grado, a mayor concentración,
mayor efecto sobre los cultivos.
o Escala de conductividad eléctrica del suelo y su efecto en
los cultivos. Esto varía según la tolerancia de los cultivos
a la salinidad del suelo.
72
2.4.2. Suelos sódicos
Reducción o pérdida de la estructura del suelo.
Disminución en infiltración, percolación y drenaje.
Dispersión de la materia orgánica del suelo.
Toxicidad de iones a tallos y raíces: Na ,Cl ,B , HCO3−¿ , SO4
−2¿
Raíz negra y/o deteriorada.
Quemaduras en las puntas de las hojas
Desbalances iónicos que conducen a deficiencias de: Ca, K, NO3,
Mg, Mn, P
pH suelo alto
NaHCO3+H 2O↔Na+¿+HCO3−¿+OH −¿¿¿¿
Suelos salino-sódicos
No necesariamente se afecta la estructura del suelo, porque las
sales aumentan la electronegatividad umbral de dispersión de
los coloides
Presentan los mismos problemas en suelos que salinos.
2.5. Manejo de suelos y aplicación de enmiendas
73
El manejo de sitios afectados por sales y sodio requieren de un
plan de manejo comprensivo que incluya varios componentes.
Evaluación del sitio, suelo, y agua de riego.
Restricción o reducción de la aplicación de sales.
Selección de cultivos variedades y/o cultivares.
Lixiviación de sales.
Selección de enmiendas.
Uso apropiado de enmiendas que incluya niveles, frecuencia,
tiempo, y método de aplicación.
En este caso solamente se presentan los principios básicos
2.5.1. Para Reclamar Suelos Salinos:
Método USDA-SSL
LR “leaching requirement” cantidad mínima de agua que
debe pasar por la zona radicular para controlar sales a
un nivel aceptable.
LR = CE agua riego / CE drenaje deseada = CE agua
riego / CE umbral cultivo.
LR x ET requerida cultivo; ET es la evapotranspiración.
Como regla general se requieren aprox. 12 pulgadas de
H2O se requieren para remover 70 - 80 % de las sales
por cada 12 pulgadas de suelo a ser reclamado de
textura mediana.
2.5.2. Para Reclamar Suelos Calcáreos (reducción de pH)
o Suelos calcáreos contienen 0.1 - 40 % CaCO3 y pH 7.3 -
8.5
74
o Hay que añadir materiales acidificantes (azufre, ácido
sulfúrico, fosfórico) para disminuir el pH
Ejemplo:
S0+3 /2O2−−→SO3
SO3+H 2O−−→2H+¿+SO4−2¿
Rx neta: S0+3 /2O2+H 2O <---> 2H+¿+SO4−2¿
CaCO3+2H+¿+ SO4−2−−−¿Ca+2+ SO4
−2+CO2+H 2O¿
Suelo tiene 10 % CaCO3.
* 2 x 106 kg suelo/ha = 2 x 105 kg CaCO3/ha
x 105 kg CaCO3 x 32 S / 100 CaCO3 = 64,000 kg S/ha = 64
ton S/ha
No es práctico a gran escala. Si podría ser útil al
aplicar en banda.
2.5.3. Para Reclamar Suelos Sódicos:
Na tiene que ser reemplazado por otro catión y luego
lixiviado fuera del perfil delsuelo. 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+¿¿
75
solución
La técnica directa envuelve la aplicación de yeso.
Ejemplo
SAR--> ES--> 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
Otra técnica es añadir S. Bacteria 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 de yeso.
H2SO4 + CaCO3 --------> CaSO4H2O + CO2
Indirecto (el suelo debe tener CaCO3)
Recordar
S0+3 /2O2−−→SO3
SO3+H 2O−−→2H+¿+ SO4−2¿
76
Rx neta: S0+3 /2O2+H 2O <---> 2H+¿+SO4−2¿
CaCO3+2H+¿+ SO4−2−−−−−¿Ca+2+SO 4
−2+CO 2+H2O¿
BIBLIOGRAFÍA
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Sai. J. F. Análisis químico de suelos: métodos de
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