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EDAFOLOGÍA
PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO

Kevin Jarod Mejía
(maskmejia@gmail.com)
Departamento de producción vegetal
CUROC
UNIDAD 1: FACTORES Y PROCESOS DE FORMACIÓN DEL SUELO

 Tema:

Propiedades químicas del suelo

 Objetivos:

1.
2.

Conocer las características químicas de los
suelos agrícolas.
Estudiar la importancia de las propiedades
químicas de los suelos.
Sumario
Propiedades químicas del suelo
 Los elementos químicos en el suelo
 Capacidad de intercambio
catiónico
 El pH del suelo
Los elementos químicos en el suelo
Los elementos químicos del suelo pueden estar contenidos
en:


Fase sólida: formando parte de la estructura de los
minerales o incluidos en compuestos orgánicos



Fase líquida: contenidos en el agua del suelo, por lo
general, las moléculas están total o parcialmente
disociadas en iones: los de carga positiva se llaman
cationes y los de carga negativa se llaman aniones

*El agua del suelo, junto con los nutrientes disueltos, recibe el
nombre de solución del suelo
Los elementos más abundantes
de la corteza terrestre son:


Oxígeno (O2)



Silicio (Si): ambos representan el 75% del total.



El resto lo componen:



Aluminio (Al+3)



Hierro (Fe)



Calcio (Ca)



Potasio (K)



Magnesio (Mg)
Componentes inorgánicos del suelo
Arcillas


Las arcillas: son silicatos de aluminio hidratados, con
estructura laminar.

Existen diferentes tipos de arcillas:


Caolinita,



Mica



Montmorillonita



Vermiculita



Clorita.
Compuestos asociados a las arcillas


Óxidos e Hidróxidos: Compuestos de oxígeno y del
grupo OH con otros elementos.



Carbonato cálcico: sal derivada del ácido carbónico,
de fórmula CaCO3. Se encuentra en la naturales
principalmente en forma de calcita y aragonito. No se
disuelve en agua pura, pero si en agua que contenga
CO2, como es el caso del agua del suelo.



Yeso: Mineral común consistente en sulfato de calcio
hidratado (CaSO4.2H2O)
Capacidad de Intercambio Catiónico
(CIC)


Capacidad que tiene un suelo para retener y liberar iones
positivos, según el contenido en arcillas y materia orgánica.



Las arcillas están cargadas negativamente, por lo que suelos
son mayores concentraciones arcillas exhiben capacidad
de intercambio catiónico mayores.



A mayor contenido de materia orgánica en el suelo
aumenta su CIC
Las arcillas


Son estructuras moleculares que se encuentran
en forma de laminas y las cuales están
constituidas por Alúmina y Sílice y pueden ser
del tipo:



1:1



1:2



2:2
Relación Sílice - Alúmina en las arcillas

1:1

Al+3

1:2

2:2
-

Al3+ : Ca2+ : Fe2+
Mg2+ : K+ : Na+ : NH4+

++
++++
+++ +
++++++ + +
++++
+
Humus


Materia orgánica en descomposición que se encuentra en el suelo y
procede de restos vegetales y animales muertos.



La composición química del humus varia porque depende de la
acción de organismos vivos del suelo, como bacterias, protozoos,
hongos y ciertos tipos de escarabajos.



El humus es una materia homogénea, amorga, de color oscuro e
inodora.



Los productos finales de la descomposición del humus son sales
minerales, dióxido de carbono y amoniaco


Adsorción de cationes: el complejo arcillo-húmico tiene
carga negativa, por lo que atrae y retiene cationes
(Carga +) sobre su superficie.

Los cationes adsorbidos se encuentran en un intercambio
continuo y rápido con los cationes libres de la solución del
suelo.

Cationes adsorbidos:
calcio, magnesio,
potasio, sodio, amonio,
hidrógeno


SUELOS con CIC < 5 meq / 100 g :: son suelos
pobres, arenosos, poco aptos para la vida de
las plantas.



SUELOS con CIC > 30 meq / 100 g :: Son suelos
excesivamente arcillosos, con problemas de
permeabilidad y estructura
Valores medios de CIC. Según la
textura del suelo (U.S.D.A)
Suelo arenosos
Suelos francos
Suelos arcillosos
Turba de sphagnum
Valor extremo inferior
Valor extremo superior
Humus

1-5 meq/100 g
5-15 meq/100 g
15-30 meq/100 g
100 meq/100 g
<5 meq/100 g
>30 meq/100 g
150-500 meq/100 g


Solución del suelo: agua del suelo nutrientes disueltos
en ella.



Ion: Átomo o grupo de átomos que ha ganado o
perdido electrones.



Catión: Ion de carga positiva



Anión: Ion de carga negativa



Complejo arcillo-húmico (complejo coloidal): son
pequeñas partículas de humus y arcilla que están en
suspensión en la solución del suelo, que por acción
del calcio se coagulan formando una masa
gelatinosa, formando así el C. A-H
pH
El pH del suelo.
Es la medida de la acidez y la alcalinidad de la
solución del suelo; se determina por la
concentración de protones en la solución del
suelo.
 Se expresa como pH, que es el logaritmo
cambiado de signo, de la concentración de
protones en una disolución determinada


pH = - log [H + ]
Importancia del pH del suelo
 El

pH ejerce una gran influencia en la asimilación
de elementos nutritivos.
 El intervalo de pH comprendido entre 6 y 7 es el
más adecuado para la asimilación nutrientes por
parte de las plantas.
 Los microorganismos del suelo prolifera con valores
de pH medios y altos. Su actividad se reduce con
pH inferior a 5.5.
 Cada especie vegetal tiene un intervalo de pH
idóneo.
(Hydrangea sp.)

(pH entre 4,5 y 5)

(pH entre 6 y 6,5)
Clasificación del suelo según pH
El pH varía
entre 0 y 14

En la mayoría de
los suelos el valor
comprendido es
de 4.5 a 10

< 4.5
4.5 – 5.5
5.6 – 6
6.1 – 6.5
6.6 – 7.3
7.4 – 7.8
7.9 – 8.4
8.5 – 9
9.1 – 10
> 10

Extremadamente acido
Fuertemente ácido
Medianamente acido
Ligeramente acido
Neutro
Medianamente básico
Básico
Ligeramente alcalino
Alcalino
Fuertemente alcalino
Propiedades químicas afectadas
 Movilidad

de elementos tóxicos: Al, Mn y
metales pesados al encontrarse
mayoritariamente disueltos.
 Disponibilidad baja de nutrientes: Ca, Mg
(perdida por lixiviación), Mo y P (precipitan
con Al).
 Problemas de adsorción de aniones: fosfatos,
sulfatos y cloruros por parte de los hidróxidos,
que adquieren carga positiva a pH ácido.
Propiedades biológicas afectadas
 Humificación:

baja descomposición de la
materia orgánica debido a la baja
cantidad de bacterias capaces de
sobrevivir en estos suelos.
 Ciclo del nitrógeno: las bacterias fijadoras
de N y nitrificadoras tienen dificultades de
supervivencia conforme bajamos en el
rango de pH.
 Movilidad y absorción de nutrientes se ve
reducida en gran medida por la perdida
por lixiviación.
Propiedades físicas afectadas.
 -Estructura

poco estable: se debe a que
el Fe y Al son más solubles y a la falta de
Ca; las arcillas y el humus son de baja
calidad.

 -Al

haber una mala estructura, la
porosidad y aireación se ven
empeoradas.
pH neutro
Actividad biológica
 Optimo para la actividad microbiana.
 La mayor parte de bacterias y actinomicetos se
desarrollan mejor a pH neutro y ligeramente
alcalino.
 Los hongos se desarrollan a un pH más amplio.
Propiedades físicas
 Suelos estables.
Poder amortiguador


Es la capacidad del suelo para oponer resistencia a los cambios de
pH.



Al y H+



La incorporación de iones OH- neutralizan los H+

Encalado de los suelos del trópico


Para que un suelo pueda alcanzar el punto más cercano a la
neutralidad debe ser encalado
Conductividad
eléctrica
Salinidad del suelo


Un suelo es salino cuando tiene un exceso de
sales solubles, cuyos iones en la solución del
suelo impiden o dificultan el desarrollo normal
de las plantas



Se consideran sales solubles las que están
compuestas por los siguientes iones:



Cationes: calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio
(Na), potasio (K)



Aninontes: Cloruro, Sulfato, Bicarbonato,
carbonato
Clasificación de los suelos según su
salinidad
TIPO DE SUELO

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (dS/m)

Suelo normal

<2

Suelo salino

>2

Salinidad ligera

2–4

Salinidad mediana

4–8

Salinidad fuerte

8 – 16

Salinidad extrema
dS/m = deciSiemens / metro

> 16
Tipos de Suelos
Suelos salinos
Para corregir un suelo salino se debe:


Lavar el suelo
Suelo Ácidos
Encalado


El método más común y efectivo para corregir la acidez
del suelo, consiste en la aplicación masiva de sales
básicas con el objeto de neutralizar la acidez causada
por H y Al.



La reducción de la acidez y la toxicidad de Al mejora el
crecimiento de la raíces de las plantas permitiéndoles
profundizar mas en el perfil del suelo y exportar un mayor
volumen de suelo e busca de agua y nutrimentos.
Cal

Suelo

H+

Al+
Al+

H+
Al+

H+
Factores a considerar en el
encalado
Dosis
Calidad

del material
Fuente de material
Método y época de aplicación
Método y momento de aplicación
del encalado








El material encalante se debe extender
uniformemente sobre el suelo y mezclarse bien con
este.
La uniformidad en el esparcimiento es necesaria
para evitar puntos con exceso o con falta de cal en
el campo.
Es mejor encalar 1 ó 2 meses antes de la siembra y
abonado.
Esparcirlo antes del arado.
En suelos arenosos: aplicaciones pequeñas y
frecuentes, para evitar la erosión.
Materiales de encalado


Oxido de calcio (CaCO3)



Hidróxido de calcio (Ca(oh)2)



Dolomita (CaCO3+MgCO3) 21,6% Ca y 13,1% de Mg



Oxido de magnesio (MgO)



Magnesita (MgCO3) 28% de Mg



Arcillas calcáreas (CaCO3) *margas de textura arcillosa



Escorias industriales (silicato de calcio CaSiO3 y silicato de
magnesio MgSiO3)
Equivalentes químicos de materiales de encalado
Material

Formula

Equivalente
Químico

Contenido de Ca
(%)

CaCO3

100

40

CaCO3,MgC
O3

108

21,6

Cao

179

71

Hidróxido de
calcio

Ca(OH)2

138

54

Hidróxido de
magnesio

Mg(OH)2

172

41

Carbonato de
magnesio

MgCO3

119

28.5

MgO

248

60

Silicato de calcio

CaSiO4

86

Silicato de
magnesio

MgSiO4

100

Carbonato de
calcio
Dolomita

Oxido de calcio

Oxido de
magnesio

Contenido de
Mg (%)

13,1

34.4
24
Suelos
Calcáreos
Suelos calcareos


pH alcalino en suelos puede llegar a 8,5 reduce
la asimilabilidad de nutrientes tales como el
fósforo y microelementos, especialmente el Fe.



El pH muy alto provoca clorosis férrica en las
plantas
Para suelos básicos tratamientos
ácidos:


Azufre



Polisulfuro de calcio



Acido sulfúrico



Yeso*



Sulfato de hierro



Sulfato de aluminio



Caliza molida
Suelos salino sódicos
 Contienen

sales solubles y sodio en cantidades
sufiecientemente grandes como para afectar el
desarrollo de la mayoria de los cultios.

 Para

sustiuir el Na+ en el complejo de cambio lo
más usual es hacerlo con Ca+, usando sulfato
cálcico y lavando despues del sulfato sódico
formado.
Suelos No salino sódicos


Contienen suficiente sodio como para afectar el
desarrollo de las plantas, pero no contiene un exceso de
sales solubles



El exceso de sodio puede inducir deficiencias de otros
elementos, particularmente Ca y Mg



Incrementando la cantidad de Ca es posible estabilizar
el suelo.



Usando este procedimiento los suelos no salinos sodicos
tienen la oportunidad de formar una estructura estable
al agua.
RESUMEN
Propiedades químicas del suelo
 Los elementos químicos en el suelo
 Capacidad de intercambio
catiónico
 El ph del suelo
 Conductividad eléctrica

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Edafología 4

  • 1. EDAFOLOGÍA PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO Kevin Jarod Mejía (maskmejia@gmail.com) Departamento de producción vegetal CUROC
  • 2. UNIDAD 1: FACTORES Y PROCESOS DE FORMACIÓN DEL SUELO  Tema: Propiedades químicas del suelo  Objetivos: 1. 2. Conocer las características químicas de los suelos agrícolas. Estudiar la importancia de las propiedades químicas de los suelos.
  • 3. Sumario Propiedades químicas del suelo  Los elementos químicos en el suelo  Capacidad de intercambio catiónico  El pH del suelo
  • 4. Los elementos químicos en el suelo Los elementos químicos del suelo pueden estar contenidos en:  Fase sólida: formando parte de la estructura de los minerales o incluidos en compuestos orgánicos  Fase líquida: contenidos en el agua del suelo, por lo general, las moléculas están total o parcialmente disociadas en iones: los de carga positiva se llaman cationes y los de carga negativa se llaman aniones *El agua del suelo, junto con los nutrientes disueltos, recibe el nombre de solución del suelo
  • 5. Los elementos más abundantes de la corteza terrestre son:  Oxígeno (O2)  Silicio (Si): ambos representan el 75% del total.  El resto lo componen:  Aluminio (Al+3)  Hierro (Fe)  Calcio (Ca)  Potasio (K)  Magnesio (Mg)
  • 6. Componentes inorgánicos del suelo Arcillas  Las arcillas: son silicatos de aluminio hidratados, con estructura laminar. Existen diferentes tipos de arcillas:  Caolinita,  Mica  Montmorillonita  Vermiculita  Clorita.
  • 7. Compuestos asociados a las arcillas  Óxidos e Hidróxidos: Compuestos de oxígeno y del grupo OH con otros elementos.  Carbonato cálcico: sal derivada del ácido carbónico, de fórmula CaCO3. Se encuentra en la naturales principalmente en forma de calcita y aragonito. No se disuelve en agua pura, pero si en agua que contenga CO2, como es el caso del agua del suelo.  Yeso: Mineral común consistente en sulfato de calcio hidratado (CaSO4.2H2O)
  • 8. Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC)  Capacidad que tiene un suelo para retener y liberar iones positivos, según el contenido en arcillas y materia orgánica.  Las arcillas están cargadas negativamente, por lo que suelos son mayores concentraciones arcillas exhiben capacidad de intercambio catiónico mayores.  A mayor contenido de materia orgánica en el suelo aumenta su CIC
  • 9.
  • 10. Las arcillas  Son estructuras moleculares que se encuentran en forma de laminas y las cuales están constituidas por Alúmina y Sílice y pueden ser del tipo:  1:1  1:2  2:2
  • 11. Relación Sílice - Alúmina en las arcillas 1:1 Al+3 1:2 2:2
  • 12.
  • 13. - Al3+ : Ca2+ : Fe2+ Mg2+ : K+ : Na+ : NH4+ ++ ++++ +++ + ++++++ + + ++++ +
  • 14.
  • 15. Humus  Materia orgánica en descomposición que se encuentra en el suelo y procede de restos vegetales y animales muertos.  La composición química del humus varia porque depende de la acción de organismos vivos del suelo, como bacterias, protozoos, hongos y ciertos tipos de escarabajos.  El humus es una materia homogénea, amorga, de color oscuro e inodora.  Los productos finales de la descomposición del humus son sales minerales, dióxido de carbono y amoniaco
  • 16.  Adsorción de cationes: el complejo arcillo-húmico tiene carga negativa, por lo que atrae y retiene cationes (Carga +) sobre su superficie. Los cationes adsorbidos se encuentran en un intercambio continuo y rápido con los cationes libres de la solución del suelo. Cationes adsorbidos: calcio, magnesio, potasio, sodio, amonio, hidrógeno
  • 17.  SUELOS con CIC < 5 meq / 100 g :: son suelos pobres, arenosos, poco aptos para la vida de las plantas.  SUELOS con CIC > 30 meq / 100 g :: Son suelos excesivamente arcillosos, con problemas de permeabilidad y estructura
  • 18. Valores medios de CIC. Según la textura del suelo (U.S.D.A) Suelo arenosos Suelos francos Suelos arcillosos Turba de sphagnum Valor extremo inferior Valor extremo superior Humus 1-5 meq/100 g 5-15 meq/100 g 15-30 meq/100 g 100 meq/100 g <5 meq/100 g >30 meq/100 g 150-500 meq/100 g
  • 19.  Solución del suelo: agua del suelo nutrientes disueltos en ella.  Ion: Átomo o grupo de átomos que ha ganado o perdido electrones.  Catión: Ion de carga positiva  Anión: Ion de carga negativa  Complejo arcillo-húmico (complejo coloidal): son pequeñas partículas de humus y arcilla que están en suspensión en la solución del suelo, que por acción del calcio se coagulan formando una masa gelatinosa, formando así el C. A-H
  • 20. pH
  • 21. El pH del suelo. Es la medida de la acidez y la alcalinidad de la solución del suelo; se determina por la concentración de protones en la solución del suelo.  Se expresa como pH, que es el logaritmo cambiado de signo, de la concentración de protones en una disolución determinada  pH = - log [H + ]
  • 22. Importancia del pH del suelo  El pH ejerce una gran influencia en la asimilación de elementos nutritivos.  El intervalo de pH comprendido entre 6 y 7 es el más adecuado para la asimilación nutrientes por parte de las plantas.  Los microorganismos del suelo prolifera con valores de pH medios y altos. Su actividad se reduce con pH inferior a 5.5.  Cada especie vegetal tiene un intervalo de pH idóneo.
  • 23.
  • 24.
  • 25. (Hydrangea sp.) (pH entre 4,5 y 5) (pH entre 6 y 6,5)
  • 26. Clasificación del suelo según pH El pH varía entre 0 y 14 En la mayoría de los suelos el valor comprendido es de 4.5 a 10 < 4.5 4.5 – 5.5 5.6 – 6 6.1 – 6.5 6.6 – 7.3 7.4 – 7.8 7.9 – 8.4 8.5 – 9 9.1 – 10 > 10 Extremadamente acido Fuertemente ácido Medianamente acido Ligeramente acido Neutro Medianamente básico Básico Ligeramente alcalino Alcalino Fuertemente alcalino
  • 27. Propiedades químicas afectadas  Movilidad de elementos tóxicos: Al, Mn y metales pesados al encontrarse mayoritariamente disueltos.  Disponibilidad baja de nutrientes: Ca, Mg (perdida por lixiviación), Mo y P (precipitan con Al).  Problemas de adsorción de aniones: fosfatos, sulfatos y cloruros por parte de los hidróxidos, que adquieren carga positiva a pH ácido.
  • 28. Propiedades biológicas afectadas  Humificación: baja descomposición de la materia orgánica debido a la baja cantidad de bacterias capaces de sobrevivir en estos suelos.  Ciclo del nitrógeno: las bacterias fijadoras de N y nitrificadoras tienen dificultades de supervivencia conforme bajamos en el rango de pH.  Movilidad y absorción de nutrientes se ve reducida en gran medida por la perdida por lixiviación.
  • 29. Propiedades físicas afectadas.  -Estructura poco estable: se debe a que el Fe y Al son más solubles y a la falta de Ca; las arcillas y el humus son de baja calidad.  -Al haber una mala estructura, la porosidad y aireación se ven empeoradas.
  • 30. pH neutro Actividad biológica  Optimo para la actividad microbiana.  La mayor parte de bacterias y actinomicetos se desarrollan mejor a pH neutro y ligeramente alcalino.  Los hongos se desarrollan a un pH más amplio. Propiedades físicas  Suelos estables.
  • 31.
  • 32. Poder amortiguador  Es la capacidad del suelo para oponer resistencia a los cambios de pH.  Al y H+  La incorporación de iones OH- neutralizan los H+ Encalado de los suelos del trópico  Para que un suelo pueda alcanzar el punto más cercano a la neutralidad debe ser encalado
  • 34. Salinidad del suelo  Un suelo es salino cuando tiene un exceso de sales solubles, cuyos iones en la solución del suelo impiden o dificultan el desarrollo normal de las plantas  Se consideran sales solubles las que están compuestas por los siguientes iones:  Cationes: calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), potasio (K)  Aninontes: Cloruro, Sulfato, Bicarbonato, carbonato
  • 35. Clasificación de los suelos según su salinidad TIPO DE SUELO CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (dS/m) Suelo normal <2 Suelo salino >2 Salinidad ligera 2–4 Salinidad mediana 4–8 Salinidad fuerte 8 – 16 Salinidad extrema dS/m = deciSiemens / metro > 16
  • 38.
  • 39. Para corregir un suelo salino se debe:  Lavar el suelo
  • 41. Encalado  El método más común y efectivo para corregir la acidez del suelo, consiste en la aplicación masiva de sales básicas con el objeto de neutralizar la acidez causada por H y Al.  La reducción de la acidez y la toxicidad de Al mejora el crecimiento de la raíces de las plantas permitiéndoles profundizar mas en el perfil del suelo y exportar un mayor volumen de suelo e busca de agua y nutrimentos.
  • 42.
  • 44. Factores a considerar en el encalado Dosis Calidad del material Fuente de material Método y época de aplicación
  • 45. Método y momento de aplicación del encalado      El material encalante se debe extender uniformemente sobre el suelo y mezclarse bien con este. La uniformidad en el esparcimiento es necesaria para evitar puntos con exceso o con falta de cal en el campo. Es mejor encalar 1 ó 2 meses antes de la siembra y abonado. Esparcirlo antes del arado. En suelos arenosos: aplicaciones pequeñas y frecuentes, para evitar la erosión.
  • 46. Materiales de encalado  Oxido de calcio (CaCO3)  Hidróxido de calcio (Ca(oh)2)  Dolomita (CaCO3+MgCO3) 21,6% Ca y 13,1% de Mg  Oxido de magnesio (MgO)  Magnesita (MgCO3) 28% de Mg  Arcillas calcáreas (CaCO3) *margas de textura arcillosa  Escorias industriales (silicato de calcio CaSiO3 y silicato de magnesio MgSiO3)
  • 47. Equivalentes químicos de materiales de encalado Material Formula Equivalente Químico Contenido de Ca (%) CaCO3 100 40 CaCO3,MgC O3 108 21,6 Cao 179 71 Hidróxido de calcio Ca(OH)2 138 54 Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 172 41 Carbonato de magnesio MgCO3 119 28.5 MgO 248 60 Silicato de calcio CaSiO4 86 Silicato de magnesio MgSiO4 100 Carbonato de calcio Dolomita Oxido de calcio Oxido de magnesio Contenido de Mg (%) 13,1 34.4 24
  • 49. Suelos calcareos  pH alcalino en suelos puede llegar a 8,5 reduce la asimilabilidad de nutrientes tales como el fósforo y microelementos, especialmente el Fe.  El pH muy alto provoca clorosis férrica en las plantas
  • 50. Para suelos básicos tratamientos ácidos:  Azufre  Polisulfuro de calcio  Acido sulfúrico  Yeso*  Sulfato de hierro  Sulfato de aluminio  Caliza molida
  • 51. Suelos salino sódicos  Contienen sales solubles y sodio en cantidades sufiecientemente grandes como para afectar el desarrollo de la mayoria de los cultios.  Para sustiuir el Na+ en el complejo de cambio lo más usual es hacerlo con Ca+, usando sulfato cálcico y lavando despues del sulfato sódico formado.
  • 52. Suelos No salino sódicos  Contienen suficiente sodio como para afectar el desarrollo de las plantas, pero no contiene un exceso de sales solubles  El exceso de sodio puede inducir deficiencias de otros elementos, particularmente Ca y Mg  Incrementando la cantidad de Ca es posible estabilizar el suelo.  Usando este procedimiento los suelos no salinos sodicos tienen la oportunidad de formar una estructura estable al agua.
  • 53. RESUMEN Propiedades químicas del suelo  Los elementos químicos en el suelo  Capacidad de intercambio catiónico  El ph del suelo  Conductividad eléctrica