Relación Suelo-Planta Sistema Químico del suelo Ing. Agr. Gilberto Cabalceta Aguilar Centro de Investigaciones Agronómicas Universidad de Costa Rica

SISTEMA QUÍMICO DEL SUELO Estructura Fracción sólida Fase SÓLIDA estructural Fase COLOIDAL o complejo de cambio Fase VIVA o transformadora Fracción porosa Fase GASEOSA Fase LÍQUIDA o SOLUCIÓN DEL SUELO Fase IÓNICA, ZONA DE CARGA, DOBLE CAPA DIFUSA, ENJAMBRE IÓNICO

Las fases interactúan entre sí a través de PROCESOS Función Las fases interactúan entre sí a través de PROCESOS Minerales primarios DESINTEGRACIÓN SOLUBILIZACIÓN Materia orgánica DESCOMPOSICIÓN HUMIFICACIÓN MINERALIZACIÓN Microorganismos INMOVILIZACIÓN Procesos entre las fases importantes a. Solubilización: fase fijada a la iónica o a la solución b. Fijación: reacción contraria en fases anteriores c. Intercambio iónico: Desadsorción del enjambre iónico a la solución y viceversa. Proceso clave en nutrición vegetal a través del suelo

Descripción de los componentes

Descripción de los componentes

Descripción de los componentes 1. Solución del suelo: mezcla de agua, nutrientes (elemental, iónica, compuestos solubles orgánicos e inorgánicos), otras sustancias y aire. Eje de la nutrición a través del suelo a. Las plantas absorben principalmente los nutrimentos de esta fase b. Los otros componentes relacionados con la nutrición vegetal, la incluyen como punto de partida o llegada Posee Rx ácida Relación aire/agua A la solución del suelo entran nutrimentos que: Se solubilizan de minerales primarios Se adicionan con los fertilizantes Se mineralizan de la materia orgánica Se solubilizan de formas fijadas Se desadsorben del enjambre iónico

Descripción de los componentes De la solución del suelo salen nutrimentos que: Se absorben por las plantas Se inmovilizan en microorganismos Se fijan al complejo de cambio Se adsorben al enjambre iónico 2. Enjambre iónico La solución del suelo: partículas iónicas disueltas (+ y -) o electrolitos El complejo coloidal: susceptible de cargarse electrostáti-camente (+ y -). Al fertilizar: capa iónica funciona como Helmholtz, iones difunden hacia adentro. Función lineal. Al diluirse (aguacero): Gouy-Chapman, los iones “salen” a la parte externa. Exponencial.

Modelos de distribución de la carga - + + + Distribución de las cargas positivas según Helmholtz - - - ++++++++++++++++ - + + - + + + + + + + - Representación de la teoría de Guy-Chapman + - + - + + + + - + + + - + + + - + + Representación de la teoría de Stern - - + ++++++++++++++++ - + + - + + + + -  X  X DISTANCIA A LA SUPERFICIE

La doble capa difusa + Concentración  Concentración  + Mo2 - - Mo3+ Mo2+ Mo+ Mo1 1/K3+ 1/K2+ 1/K2 1/K+ 1/K1 La capa doble difusa en función de la valencia de los cationes presentes en la solución del suelo y sus concentraciones

Descripción de los componentes Disposición o estructura o espesor: Propiedades del cambiador: tipo de coloide y carga Densidad de carga alta, la capa se contrae Características de la solución: [agua] (cantidad) y tipo de iones (valencia, diámetro, antagonismos) (calidad) > concentración (fertilizante o verano), la capa se contrae Temperatura Al enjambre iónico entran iones: De la solución del suelo Fijados en la parte interna del coloide Liberados de desintegración de minerales De la descomposición de la MO De solubilización de fertilizantes Del enjambre iónico salen iones: A la solución del suelo A posiciones internas de coloides A plantas por interceptación radical A microorganismos

Descripción de los componentes 3. Complejo coloidal Por su estructura hay: 1. Minerales de arcilla o aluminosilicatos a. Cristalinos o laminares 1:1 Caolinita 2:1 Montmorillonita, Ilita, Vermiculita 2:2 Clorita b. Mezclas o Integrados o Capas interestratificadas c. Amorfos: alofana 2. Óxidos o sesquióxidos: (Fe, Al, Mn) a. Cristalinos, amorfos, hidratados, sin hidratar 3. Coloides orgánicos

Clasificación por intercambio iónico 1. Sistemas coloidales de aluminosilicatos laminares Poco o nada de óxidos de Fe y Al, o de alofana Conceptos clásicos desarrollados en zonas templadas son aplicables Coloides cristalinos y laminares, con predominio de carga permanente Muy poca carga variable de M.O. y bordes rotos de láminas de caolinita ERT, OLL, ID y suelos de planicies y deltas aluviales Montmorillonita, Ilita, Vermiculita, Clorita, Integrados 2. Sistemas coloidales de óxidos Partículas de óxidos de Fe y Al, o alofana Aluminosilicatos laminares revestidos totalmente de óxidos

Clasificación por intercambio iónico De existir aluminosilicatos laminares, son caolinitas Este sistema de intercambio iónico correlaciona con la excelente estructura granular de suelos tropicales bien agregados La carga depende del pH Los suelos pueden presentar carga positiva neta (CIA), carga negativa neta (CIC) o completa ausencia de carga neta Caolinita, alofana, sesquióxidos y coloides orgánicos 3. Sistemas coloidales de aluminosilicatos laminares revestidos de óxidos Conviven coloides de los otros 2 grupos Están parcialmente revestidos de óxidos A veces forman islas adheridas a la caolinita Otros casos, óxidos de Al están prensados entre 2 látices de silicatos laminares

Clasificación por intercambio iónico Los geles de óxidos son dinámicos y responden a cambios de humedad, dilatándose y rompiéndose Las propiedades de intercambio son intermedias entre los otros dos sistemas CIC más baja que la de aluminosilicatos laminares puros, porque algunas cargas (-) están balanceadas con las (+) de los óxidos Los revestimientos de óxidos evitan la expansión y contracción de arcillas 2:1 Aluminosilicatos laminares poseen carga (-) permanente. Los revestimientos carga (+) neta hasta pH 7 u 8 Por esto con pH < 4 el sistema puede tener carga (+) neta; puede alcanzar su punto cero de carga a pH 4 y carga (–) a pHs mayores. Es lo más común en el campo Mayoría de suelos “rojos” tropicales, OX, ULT, ALF y EPT