CATIONES EN SUELOS Vanesa Carbajosa Natalia Díez Raquel Juan Laureana de Prado
CONCEPTOS GENERALES Los procesos de intercambio iónico son reversibles e ilimitados. Tienen una decisiva influencia en: Las propiedades físico-químicas del suelo. La alimentación de las plantas que crecen en ese suelo. La mayor o menor acidez del suelo. - El modo de obrar y de ser retenidos los fertilizantes que se agregan. .
Intercambio iónico: Proceso reversible por el cual las partículas sólidas del suelo o coloides adsorben iones de la fase acuosa y desadsorben cantidades equivalentes de otros iones, estableciéndose un dinámico entre ambas fases. Según el tipo de iones que se intercambien: Cambio de cationes: Suelo-M + X+ -----> Suelo-X + M+ Cambio de aniones: Suelo-N + Y- -----> Suelo-Y + N-
Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC ó CCC): Es una medida de la cantidad de cationes fácilmente intercambiables que neutralizan la carga negativa existente en el suelo. meq/100 g de suelo cmoles+/kg de suelo
Intercambio catiónico
CATIÓN HIDRATACIÓN FIJACIÓN Cationes de cambio Unión catión-coloide: por fuerzas electroestáticas que dependen de la distancia de la carga del catión a la superficie del coloide. CATIÓN HIDRATACIÓN FIJACIÓN ¡EXCEPCIÓN! --> H+ Radio efectivo= radio catión + radio agua
Al3+ > Ca2, Mg2+ > K+, Na+, NH4+, H+ Poder de fijación Según la carga: Al3+ > Ca2, Mg2+ > K+, Na+, NH4+, H+ Tomando en cuenta el radio efectivo, el poder de fijación real: Al3+ > Ca2, H+ > Mg2+ > K+, NH4+ > Na+ Los efectos de concentración y dilución afectarán al equilibrio coloide-disolución: [ ] Fijación
Ionización de coloides -Cambiadores- Arcillas: Arcilla-OH + OH- Arcilla-OH- + H2O Humus: Humus-OH + OH- Humus-OH- + H2O Humus-COOH + OH- Humus-COO- + H2O Hidróxidos: Fe(OH)3 + OH- Fe(OH)4-
Principales cationes esenciales para la planta: Ca2+, Mg2+, K+, Na+ Σ Bases = Saturación de bases (S) Σ Cationes ácidos = Insaturación (H+, Al3+) T = CIC V % = (S/T) X 100 V < 50% SUELO NO SATURADO (medio pobre en nutrientes) V > 50% SUELO SATURADO
También son importantes los cationes: Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+, B3+, Mo4+ Dado que las plantas solo se nutren de elementos químicos que se encuentren en el suelo en forma iónica, los complejos compuestos orgánicos ricos en nitrógeno (N) deben sufrir alteraciones hasta llegar a su expresión química más simple, la forma mineral. El proceso de conversión de amonio (NH4+) a nitrato (NO3-) se conoce como nitrificación.
Saturación de bases aproximada según pH pH del suelo % de saturación de bases 3.9 4.5 5.3 25 6.2 50 7.1 75 7.5 90 8.0 100
Relaciones numéricas entre cationes Porcentaje de Sodio Cambiable <15% - Si el % es superior habrá infiltración pobre y posible toxicidad para las plantas.- Para evitar interferencias iónicas entre el cambiador y la planta es preciso que haya este % de cationes en el coloide de cambio: -Ca2+: 60%-80% -Mg2+: 10%-20% -K+: 3%-6% -Na+: <3% Mg2+ /Ca2+=5 K+/Mg2+=5
CIC DE ARCILLAS Y HUMUS Humus 200 100-300 Alófana 150 50-200 Ilita 30 Compuesto Media (meq/100 g de suelo) Intervalo (meq/100 g de suelo) Humus 200 100-300 Alófana 150 50-200 Ilita 30 20-40 CIC< de 10 meq/100g en suelos arenosos CIC > de 40 meq/100g en suelos arcillosos con mucha materia orgánica
Técnica para el cálculo del CIC y de las bases de cambio de un suelo Reemplazamiento de los cationes con Ba2+. 2º reemplazamiento con Mg2+ Parte disuelta y parte fijada. Meq añadidos – meq sobrantes = CIC Espectrometría de absorción y emisión atómica
Factores que regulan el contenido de cationes del suelo FACTORES INTRÍNSECOS Roca madre: - Graníticas Alto contenido de Si2+ y Al3+ Calizas Ricas en cationes básicos Sedimentarias H+, Al3+ CIC de las arcillas Materia orgánica: Ácidos fúlvicos (pH bajo y menos carbonos) Ácidos húmicos (pH alto) Tamaño de los poros y capacidad de retención 15
Factores que regulan el contenido de cationes del suelo FACTORES MODIFICABLES Dilución: La cantidad de agua modifica el pH (clima) Raíz de la planta: Al tomar y expulsar cationes. Tensión del CO2: Aireación del suelo Fertilizantes: Sales ácidas o básicas