REACCION DEL SUELO

 

 

Una de las características más importantes del suelo es su reacción o pH.  El pH se refiere a la acidez o alcalinidad del suelo. A valores de pH mayores de 7 el suelo se considera alcalino, cercano a pH 7 es neutro, y por debajo de pH 7 es ácido.

El pH del suelo , o más precisamente el pH de la solución del suelo, depende de y es indicador, del contenido de bases intercambiables. Si el pH de un suelo es menor que 6, una porción de las bases intercambiables se ha lixiviado y la acidez se debe a protones intercambiables en las superficies de los coloides. Los protones adsorbidos están en equilibrio dinámico con los protones en fase soluble. Si se eliminan H+ de la solución se liberan otros tantos H+ adsorbidos:

 

              arcilla - H <=====> H+

 

Como consecuencia el suelo muestra una fuerte resistencia a cualquier modificación de su pH (capacidad buffer), está fuertemente tamponado. Es decir que cuanto mayor sea la capacidad de intercambio catiónico del suelo mayor será su capacidad buffer, porque mayor será la capacidad del suelo de tomar o ceder iones (H+) de/a la solución del suelo, respectivamente, para así reestablecer el equilibrio. Este poder amortiguador frente a los cambios de pH es una característica muy importante para el desarrollo de las plantas.

Cuanto mayor es la proporción de protones en el complejo de intercambio (acidez de reserva) más alta será la concentración de protones en solución (acidez activa).

Aunque, es importante tener en claro que las magnitudes de ambas son diferentes. Cálculos aproximados indican que la acidez de reserva puede ser 1.000 veces mayor que la acidez activa en suelos arenosos y 50.000-100.000 veces mayor en un suelo arcilloso rico en materia orgánica.

Ahora bien, la acidez por protones se utiliza sólo como una notación simplificada. La acidez de reserva se genera, por los protones adsorbidos a las arcillas y por iones aluminio (Teoría del aluminio). Los suelos minerales ácidos no son suelos-H+ sino esencialmente suelos- Al+++ (se ha comprobado que una arcilla saturada con H+ no es estable).

El Al en solución acuosa se hidroliza rápidamente dando lugar a especies monoméricas de Al. Un ión monomérico con seis moléculas de agua da lugar, al hidrolizarse, a los siguientes productos:

            [ Al (H2O)6]3+ + H2O           Û   [ Al (OH) (H2O)5]2+ + H3O+

                [Al (OH) (H2O)5]2+ + H2O    Û   [Al (OH)2(H2O)4]+1 + H3O+

       La hidrólisis continúa y genera iones H3O+. La doble capa y la solución del suelo tienen en equilibrio iones Al+3 y [Al(OH)n]m+ que al hidrolizarse, liberan protones provocando una disminución del pH.                                                  

Los factores que hacen que el suelo tenga un determinado valor de pH son diversos, fundamentalmente:

Naturaleza del material original. Según que la roca sea de reacción ácida o básica.

Factor biótico. Los residuos de la actividad orgánica son de naturaleza ácida.

Precipitaciones. Tienden a acidificar al suelo y desaturarlo al intercambiar los H+ del agua de lluvia por los Ca++, Mg++, K+, Na+... de los cambiadores.

Complejo adsorbente. Según el tipo de catión con que esté saturado el mismo (Ca++, Mg++, H+ , Al+++ , entre otros).

      Un pH de suelo mayor de 6 indica suficiente cantidad de bases en el complejo de capacidad de intercambio.  A valores de pH entre 6 y 8,5  Calcio y Magnesio dominan las superficies coloidales, mientras que a pH mayor de 8,5 el sodio es el catión dominante.

 

El pH del suelo tiene influencia sobre el crecimiento vegetal porque afecta el metabolismo radicular a valores muy extremos. Las membranas celulares se dañan y se hacen más permeables a valores de pH < 3,0.

Pero su principal efecto es a través de la disponibilidad de los nutrientes minerales.  A valores de pH por debajo de 5, el calcio, magnesio, fósforo, molibdeno y boro son muy poco disponibles. Otros elementos como aluminio, zinc, manganeso y níquel pueden llegar a concentraciones tóxicas debido a que aumenta su solubilidad a bajo pH. Un pH mayor que 8,5 indica presencia de carbonato de sodio y alta cantidad de sodio intercambiable. A partir de pH 8 fósforo, manganeso, cobre y zinc precipitan de la solución del suelo y no son disponibles. 

 

La estructura del suelo está relacionada con el valor de pH y el catión dominante. A pH muy ácidos hay una intensa alteración de minerales y la estructura se vuelve inestable. Entre pH neutro y  8,5 domina el calcio. Este tiende a flocular los coloides.  A pH alcalino (> 8.5), la arcilla se dispersa, se destruye la estructura y existen malas condiciones desde el punto de vista físico.

 

El pH óptimo del suelo depende de su textura.  En suelos orgánicos el pH es relativamente bajo y en suelos minerales aumenta con mayores contenidos de arcilla:        

 

 

Tipo de suelo

% arcilla

pH óptimo

arenoso

< 5

5,3-5,7

arenoso

5-10

5,8-6,2

franco-arenoso

10-15

6,3-6,7

franco-limoso, arcilloso

>15

7,0-7,5

 

El pH del suelo también influye sobre la cantidad y la actividad de los microorganismos.  Generalmente a pH bajo (< 5,5) los hongos dominan en el suelo y la rizosfera.  A pH más altos las bacterias aumentan su número.

El proceso de nitrificación depende considerablemente del pH, porque los organismos que lo llevan a cabo poseen mayor actividad a pH neutro. Asimismo, la fijación simbiótica o libre de N es óptima a pH cercanos al neutro.      

A través de su evolución los suelos tienden a acidificarse. Los numerosos procesos que producen acidez se resumen en el siguiente esquema:

                                                                  

 

   NO2        SO2      Atmósfera

                    

               

                                                                        Superficie Del Suelo

                                                                                                                                                        

             SO2 + H2O + 1/2 O2                                                             2 H+ + SO42-

     

   2 NO2 + H2O + 1/2 O2                                                                    2 H+ + 2 NO3-

                    

     Corg                     CO2 + H2O                                                     H+ + HCO3-

     Norg                     NH3 + 2 O2                                                                 H+ + H2O + NO3-

     Sorg                      H2S + 2 O2                                                     H+ + SO42-

                    

  

                                                   

DETERMINACION DE pH

 

Los métodos analíticos para determinar la reacción del suelo se suelen dividir en dos clases:    * Colorimétricos                            

                                               * Potenciométricos

 

Los primeros sólo se usan en campaña.

 

Existen numerosos métodos para efectuar la determinación potenciométrica en laboratorio, debido a los diferentes criterios en cuanto al verdadero valor de pH del suelo.

Por convención se establecieron tres  valoraciones: 1.- pH actual, 2.- pH  en KCl 1N (pH potencial) y 3.- pH hidrolítico.

 

La combinación del pH actual, pH potencial y pH hidrolítico permite inferir algunas propiedades de los suelos.

Se determina pH actual y potencial simultáneamente y si existe una diferencia de 1 o 2 unidades se trata de suelos con mucha acidez potencial que podrían requerir encalado.

El fundamento de esta inferencia es que el K+ de la solución se intercambia con los iones adsorbidos, si de estos la proporción de protones y Al3+ es alta el pH de la suspensión baja.

Cuando se supone estar en presencia de suelos alcalinos se determina pH actual y luego pH hidrolítico. El Na+ intercambiable se hidroliza  produciendo un incremento del pH del suelo:

        

             Na+ + H2O                           NaOH + H+

 coloide

             H+                                           Na+ + OH-

        

 

Para análisis de rutina se está imponiendo el pH en solución 0,01 M de Cl2Ca, porque posee las siguientes ventajas:

 

   a) El pH medido es independiente de la dilución en un amplio rango de relación suelo/solución.

 

   b) El pH medido es prácticamente independiente de la cantidad inicial de sales presentes en el suelo.

 

   c) Se considera que en suelos no salinos representa más fielmente el pH de la solución del suelo a capacidad de campo.

 

   d) Como la solución del suelo flocula, se minimizan los errores de medición de pH.

 

 

   En el caso de suelos afectados por sales se prefiere el pH en pasta.

 

 

   DETERMINACION DEL pH DEL SUELO

 

   *pH ACTUAL:

        Se pesan 20 g de suelo seco al aire y tamizado por malla de 2 mm, se agregan a un vaso de precipitación y se incorporan 50 ml de agua destilada hervida, se agita intermitentemente durante 30 minutos y se determina el pH introduciendo en la suspensión sobrenadante, los electrodos de un potenciómetro.

 

   *pH POTENCIAL:

    Se procede de la misma forma que en pH actual pero se utiliza solución de ClK 1 M en lugar de agua destilada.

 

    *pH HIDROLITICO:

    Se toma el vaso de precipitación al que se le determinó pH actual, se le agregan 150 ml más de agua destilada y se agita durante 30 min. Luego se determina pH con potenciómetro.

 

 

 *pH EN SOLUCION 0,01 M DE CaCl2:

    En un vaso de precipitación de 50 ml se agregan 10 g de suelo seco al aire, luego se agregan 20 ml de sol. 0,01 M de Cl2Ca (cuyo pH debe oscilar entre 6,5 y 5).

    Se agita unos minutos y se deja reposar, totalizando 30 min., se introducen los electrodos en la suspensión sobrenadante y se lee el valor de pH.

 

Potencial de oxidación - reducción

Las condiciones de oxidación-reducción del suelo son de gran importancia para procesos de meteorización, formación de diversos suelos y procesos biológicos, también están relacionadas con la disponibilidad de ciertos elementos nutritivos.

La formulación química de las reacciones de oxidación-reducción es la siguiente:

ESTADO OXIDADO + ELECTRONES <=> ESTADO REDUCIDO

En el suelo existe un equilibrio entre los agentes oxidantes y reductores. La materia orgánica se encuentra reducida y tiende a oxidarse, es reductora, ya que al oxidarse tiene que reducir a otro de los materiales del suelo. Por el contrario el oxígeno es oxidante. Por otra parte hay muchos elementos químicos que funcionan con valencias variables, pudiendo oxidarse o reducirse según el ambiente que predomine.

Los procesos de oxidación reducción envuelven a elementos que pueden actuar con diferentes valencias y entre ellos tenemos: Fe, Mn, S, N. Algunos ejemplos de procesos de oxidación en el suelo son:

Oxidación: del Fe+2 de minerales primarios en Fe+3 formando óxidos e hidróxidos; la transformación de Mn+2 en Mn+4, la oxidación de S=, por ejemplo de pirita, en sulfatos; la nitrificación o sea la transformación de NH4 en nitritos y nitratos.

Por el contrario muchos procesos suceden bajo condiciones reductoras como la desnitrificación, la desulfuricación, la formación de compuestos Fe+2 y Mn+2.

En los suelos normales el ambiente es aireado y por tanto la tendencia general es oxidante. En los suelos hidromorfos la saturación en agua tiende a provocar un ambiente reductor.

Los valores de pH y potencial redox (medidas Eh) delimitan los campos de estabilidad de los materiales del suelo. Los compuestos de Fe y Mn son muy sensibles a cambios de pH y Eh.