La materia orgánica tiene varios efectos importantes en las propiedades del suelo, incluyendo mejorar la estructura, retención de humedad, color y capacidad de intercambio catiónico (CIC). La CIC se refiere a la capacidad del suelo para retener cationes nutritivos y se ve aumentada por la presencia de materia orgánica y arcilla.

1. Capacidad de
intercambio catiónico

2. Importancia de la materia orgánica en el suelo
La materia orgánica, en todas sus diferentes formas, tiene efectos marcados en casi todas
las propiedades del suelo; entre los que más se relacionan con la evolución del mismo
pueden destacarse:
Color:
La acumulación de humus, en el suelo, le transmite su color oscuro; este color aumenta la
absorción de radiación y facilita su calentamiento, mejorando la eficiencia de los procesos
químicos que actúan en dicho suelo, así como el establecimiento y desarrollo de
organismos en él.
Humedad
Al aumentar el contenido de humus, se incrementa la cantidad de agua que puede
almacenar el suelo, sobre todo si es un suelo arenoso;
además, mejora, notablemente, las relaciones hídricas del suelo, al mejorar la
infiltración y reducir las pérdidas de agua por evaporación; todo lo anterior contribuye a
aumentar la actividad química y biológica del suelo y por tanto su evolución

3. Estructura:
La acumulación de humus en el suelo favorece la formación de agregados
esferoidales relativamente grandes y estables. Con esto se mejoran la
aireación, la porosidad, la permeabilidad, la velocidad de infiltración, el drenaje y
el desarrollo radicular; además, se reducen la susceptibilidad del suelo a la
erosión y la densidad aparente.
CIC:
Su valor se incrementa en el suelo al aumentar el contenido de materia
orgánica, debido a que la humificación incrementa el número de grupos
carboxilo (-COOH) y fenólicos (-OH) que pueden disociarse, adquiriendo
cargas negativas. Al incrementarse la CIC del suelo, se reducen y hasta
evitan las pérdidas por lixiviación.

4. pH:
Su valor puede disminuir al aumentar el contenido de humus, si el suelo tiene baja
capacidad amortiguadora del poder acidificante que tenga el humus, ya que este está
compuesto por ácidos orgánicos principalmente; así mismo, la disociación de grupos
funcionales de la materia orgánica libera H+; al reducirse el pH, a ciertos valores, también
se produce solubilización de Al3+ , el cual contribuye a aumentar la acidez del suelo.
Disolución de minerales
Algunos compuestos húmicos son capaces de disolver filosilicatos como
biotita, muscovita, illita, caolinita.
Compuestos órgano-minerales
El humus puede unirse a coloides inorgánicos, formando complejos órgano-
minerales de diferente grado de estabilidad; los materiales involucrados en
los complejos tienen una menor tasa de alteración que aquella que
tendrían, si estuvieran independientes en el suelo.

5. Microorganismos:
La acumulación en el suelo de ciertos tipos de compuestos orgánicos, como
lípidos principalmente, llega a ser tóxica para algunos de los microorganismos
del suelo y afecta aquellos procesos en los cuales intervienen (Nikonova y
Tsiplionkov, 1989).
Hidrofobicidad:
Algunos tipos de humus, al acumularse en el suelo, le imprimen a éste
características hidrofóbicas, alterando sus relaciones hídricas (varios
autores citados por DeBano, 1981)

7. Un peso equivalente es igual al peso atómico dividido
entre la valencia
ejemplo
peso peso
elemento; valencia
atómico equivalente
Ca 40,08 2 20,04
Mg 24,31 2 12,16
K 39,1 1 39,1
Na 22,99 1 22,99

8. Los cationes de mayor importancia con relación al
crecimiento de las plantas son el calcio (Ca), magnesio (Mg),
potasio (K), amonio (NH4+), sodio (Na) e hidrógeno (H). Los
primeros cuatro son nutrientes y se encuentran involucrados
directamente con el crecimiento de las plantas.
El sodio y el hidrógeno tienen un pronunciado efecto en la
disponibilidad de los nutrientes y la humedad.
En los suelos ácidos, una gran parte de los cationes son
hidrogeno y aluminio en diversas formas.

9. También contribuyen a la CIC las clases, cantidades y
combinaciones de los minerales arcillosos y las cantidades de
materia orgánica y su estado de descomposición. Los cationes no
son retenidos con las mismas energías de enlace.
Los sitios de intercambio de la materia orgánica, solo enlazan en
forma débil a los cationes.
Las arcillas con gran capacidad de intercambio tienden a enlazar
los cationes bivalentes como el Ca++ y el Mg++, con más energía
que el K+. Esta característica puede afectar la disponibilidad de los
nutrientes.

10. CIC, la Capacidad de Intercambio Catiónico, se refiere a la
cantidad total de cargas negativas que están disponibles sobre la
superficie de las partículas en el suelo.
Es un indicador del potencial del suelo para retener e
intercambiar nutrientes vegetales, mediante la estimación de su
capacidad para retener cationes (cationes = sustancias que
tienen carga positiva).
Por lo tanto, la CIC del suelo afecta directamente a la cantidad y
frecuencia de aplicación de fertilizantes.
Las partículas de arcilla del suelo y la materia orgánica tienen
una carga negativa sobre su superficie. Los cationes se atraen a
estas partículas por fuerzas electrostáticas. La carga neta del
suelo, es por tanto, cero.

11. CIC
• Capacidad que posee un suelo de adsorber cationes. Es
equivalente a la carga negativa del suelo.
• Los cationes que son sometidos a esta retención quedan
protegido contra los procesos de lixiviación.
• Se expresa en cmol (+) kg-1 de suelo o en meq (100 g de suelo)-1
CIC del suelo = CIC Ar + CIC M.O
CIC Ar , Capacidad de intercambio catiónico de la arcilla.
CIC M.O, Capacidad de intercambio catiónico de la materia
orgánica

12. Los suelos con alta CIC suelen tener alto contenido de arcilla y/o
materia orgánica. Estos suelos son considerados más fértiles, ya que
pueden retener más nutrientes.

13. Capacidades típicas de intercambio catiónico según
componentes y tipos de suelo.
Material CEC (meq/100g)
Arcillas
Caolinita 3-15
Illita 15-40
Montmorillonita 80-100
Materia orgánica 200-400
Textura del suelo
Arena 1-5
Arenoso franco a franco 5-10
arenoso 5-15
Franco 15-30
Franco Arcilloso >30
Arcilloso

14. Equilibrio con la solución del suelo
Los cationes predominantes en los suelos agrícolas son los siguientes:
K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Al3+ y H+. Estos también son considerados
"cationes intercambiables", porque pueden ser remplazados por otros
cationes presentes en la solución del suelo.
Otros nutrientes vegetales que llevan una carga positiva, pero están
presentes en menores cantidades en el suelo, son NH4+, Fe2+, Mn2+
y Cu2+.
Sólo una pequeña porción de los nutrientes catatónicos está en la
solución del suelo. Los cationes intercambiables, que están adheridos
a las superficies de las partículas del suelo, están en equilibrio con la
solución del suelo. La CIC, por lo tanto, proporciona una reserva de
nutrientes para reponer los nutrientes que fueron absorbidos por las
plantas o lixiviados fuera de la zona de la raíz.

15. Unidades de medida
La unidad de medición de la CIC es meq/100g. Esta unidad tiene
en cuenta la carga del ión.
Por ejemplo, el calcio lleva una carga de (+2). Por lo tanto, 1
mmol de calcio es equivalente a 2meq de calcio. Por otro lado, el
potasio (K) lleva una carga de (+1) y 1mmol K+ = 1meq K+ .
El ejemplo anterior muestra que los iones de calcio son adheridos
al doble del número de sitios de intercambio como el mismo
número de iones de K+

16. El Efecto del pH sobre la CIC del suelo
La carga de algunos de los componentes del suelo que contribuyen a la CIC
se ve afectada por el pH del suelo.
Estos componentes tienen grupos funcionales de OH en sus superficies. El
grupo OH puede liberar o absorber protones.
En un alto pH, los protones se liberan de este grupo, la carga del grupo
funcional se hace negativa y como resultado aumenta la CIC del suelo .
Los grupos de OH están presentes en las superficies de arcilla caolinita,
hidróxidos (principalmente Al e hidróxidos de Fe) y materia orgánica.

17. Hay dos tipos de CIC medidas en los laboratorios:
• CIC en condiciones neutras.
• CIC en el pH real del suelo.
Los valores resultantes de estas dos diferentes mediciones pueden
variar y ser muy diferentes
La CIC medida en el pH real del suelo se conoce como "CIC
efectiva", abreviada como CICe.
Las imprecisiones en la medición se producen cuando el pH del
suelo es mayor a 7,5 o cuando se ha aplicado recientemente cal
agrícola. Bajo estas condiciones, la CIC resultante es
sobreestimada.

20. Tabla 1. Relación entre tamaño de
partícula, superficie específica y capacidad
de intercambio de cationes. Tornada de
Baver, 1956.
Diámetro (cm) Nombre Textural
Sup.específica (cm
2
g
-1
)
0.1 Arena gruesa 31.42
0.01 Arena fina 314.16
0.001 Limo 1570.8
0.0002 Arcilla 31416.00
0.00001 Arcilla coloidal 314160.00