Propiedades Quimicas y Macro y Micro Nutrientes.pptx

PROPIEDADES QUÍMICAS
DEL SUELO

• FASE SOLIDA DEL SUELO
• Los minerales constituyen el armazón solido que soporta el
suelo.
Cuantitativamente un suelo normal tiene de un 45 a 49% del
volumen del suelo.
• Dentro de la fase sólida para un suelo representativo el 90 a
90% corresponde a Minerales
• 10-1% Materia orgánica

• EN PROMEDIO UN SUELO CULTIVADO
CONTIENE
45% Material mineral
5% Materia Orgánica
15-35% agua
• El restantes es Agua y Aire
La Fase solidad del suelo es la fuente de la mayoría de los nutrientes vegetales; es el almacén de
agua requerida por las plantas y determina la eficiencia con que el suelo desempeña las funciones
que permiten el desarrollo de las plantas.

EROSIÓN : SEDIMENTACIÓN : COMPACTACIÓN

PROCESOS DE ALTERACIÓN
FISICOS O MECANICOS
• MISMOS MINERALES CON
DIFERENTE TAMAÑO
QUIMICOS
• NUEVOS MINERALES
• LA ALTERACIÓN QUIMICA
ORGINA PARTICULAS INFERIORES
A 2µm

ARCILLAS
Aluminosilicatos por Si, Al y O; y otros
elementos como Na, K, Ca, Mg, Fe. Etc.
Minerales de origen secundario, formado en el proceso de alteración química de las rocas, poseen un
tamaño coloidal, con estructura cristalina bien definida y un gran desarrollo superficial, con propiedades
físico-químicas responsables en gran parte de la actividad físico-química del suelo

Coloides
Son partículas que
tienen un diámetro
MENOR A 0,002 mm,
demasiado pequeñas
para ser vistas, pero
muy grandes para
disolverse
Se caracterizan por
tener una alta
superficie especifica
por sus dimensiones
(Área superficial vs
Volumen).
Poseen una carga
eléctrica con una alta
reactividad química.
Arcillas y compuestos
húmicos,
responsables de la
actividad química y
su comportamiento
físico.
Pueden afectar
significativamente las
propiedades físicas y
químicas del suelo.

• La cantidad y el tamaño de los coloides
del suelo determinan su capacidad para
atraer y retener los nutrientes
necesarios para las plantas.
• Están cargados con cargas negativas
(aniones) y positivas (cationes).
• Se neutralizan atrayendo iones de carga
contraria tomada de la solución del
suelo y evitando que los iones sean
lavados o lixiviados.
• Garantizan un buen suministro de
nutrientes para las plantas.
Atracción electrostática: Adsorción
Fuente: SENA

Minerales de Silicatos (95%) que presentan una
estructura cristalina tridimensional (Al, Si, O)
ARCILLAS
Partículas coloidales del suelo
que se encuentran en la fracción
más fina del suelo, es decir, en la
fracción menor a 2 micras de
diámetro
Gran superficie especifica y carga
eléctrica superficial (RETENCIÓN
DE NUTRIENTES, AGUA Y OTROS
COMPUESTOS NECESARIOS PARA
EL CRECIMIENTO DE LAS
PLANTAS)
Capacidad para influir en la
estructura del suelo
(RESISTENCIA A LA EROSIÓN)

El cuarto vértice (el vértice superior) se une a un catión de coordinación octaédrica. Generalmente
el catión octaédrico es Mg (capa llamada trioctédrica) o Al (capa dioctaédrica).
Fuente: López, J 2006

FORMACIÓN DE LAMINAS
Fuente: López, J 2006

• Fuente: López, J 2006
• SiO44- sobre la que se sitúa otra
capa de octaedros de AlOH66-, con
los vértices compartidos.
• El Si no se sustituye nunca
• Partícula elemental neutra
• CIC muy bajo
• Baja fertilidad
Minerales de 2 capas
Estructura 1:1

estructura 2:1
Baja cristalización, capas unidas
mediante las fuerzas de Van der Waals.
Entrada de agua y cationes es fácil
(Expansión de la red)
CIC muy elevado
Grietas en el suelo, perdida de agua
Pirofilita, beidellita, Montmorillonita

• Cargas de la celda negativas y se
compensa con K.
• El K permanece retenido, haciendo
que el mineral no sea expansible
• CIC muy bajo
• Espaciado entre capas constante
10Å

• Sustituciones isomórficas entre
las capas (Al x Si y Mg x Al)
• El K permanece retenido,
haciendo que el mineral no sea
expansible
• Difícil expansión entre la red
• Entrada difícil de moléculas de
agua y cationes

• No son muy frecuentes
• Arcillas intermedias entre las
cloritas y las micas
• La expansión de la red es fácil
• Fácil entrada de moléculas de
agua y cationes que sustituyen
al Mg

Óxidos de
Fe y Al
Tamaño semejante al de la Arcilla
Coloración de los suelos, produciendo tonalidades rojizas, amarillas y
marrones en los suelos.
La superficie de estos minerales tiene una carga eléctrica que puede
atraer y retener iones cargados positivamente, como los cationes de
nutrientes como Ca, Mg y K así como iones metálicos pesados y
contaminantes como el plomo y el arsénico.
estabilización de la estructura del suelo, ya que pueden unirse a otros
componentes del suelo
hematita y la goethita, son importantes fuentes de hierro para las
plantas y otros organismos del suelo.
Gibbsita y la boehmita, fuentes de aluminio

J. L. 2000.
• Mezcla de moléculas orgánicas grandes y
pequeñas
• Gran superficie especifica y carga eléctrica
negativa
• Mejora la estructura del suelo
• Gran capacidad de retención de agua y
nutrientes
• Mejora la porosidad del suelo y su
aireación
• Beneficia el crecimiento de las raíces de las
plantas
• Pegamento natural (Une partículas del
suelo, agregados estables que son
resistentes a la erosión y a la
compactación
HUMUS

CIC – Capacidad de Intercambio Catiónico
• capacidad total de los coloides del suelo (arcilla y materia orgánica) para
intercambiar cationes con la solución del suelo.
• Influenciada por factores como la temperatura, la presión, la composición de la
fase líquida y la relación de masa de suelo / solución.
• Capacidad que tiene el suelo para adsorber y retener cationes.
• Los cationes que revisten mayor importancia en lo que se refiere a las plantas
son:
Calcio Ca++
Magnesio
Mg++
Potasio
K++
Amonio
NH4+
Sodio Na+
Hidrógeno
H+

Fuente: SENA
Por ejemplo, si hay 5 cationes de calcio
(Ca²⁺) y 7 aniones de hidroxilo (OH⁻) en la
superficie de una partícula de arcilla, la
carga neta sería de -2 (-7 + 5 = -2)

CIC – Capacidad de Intercambio Catiónico
se puede expresar en meq/100 gr de suelo o en cmol/kg
meq/100 gr de suelo, se está indicando la cantidad de cargas positivas disponibles por cada
100 gramos de suelo. Para convertir meq/100 gr a cmol/kg, se divide entre 10.
cmol/kg, se está indicando la cantidad de cargas positivas disponibles por cada kilogramo de
suelo. Para convertir cmol/kg a meq/100 gr, se multiplica por 10.
Por ejemplo, si la CIC de un suelo es de 20 meq/100 gr, se puede expresar como 2 cmol/kg. Y si
la CIC de otro suelo es de 30 cmol/kg, se puede expresar como 300 meq/100 gr.

Capacidad de Intercambio Catiónico
• El valor CIC de un suelo está directamente afectado por el valor del
pH.
• Lo ideal es que un suelo presente una CIC alta, ya que esto indica una
gran capacidad potencial para suministrar Ca, Mg y K a las plantas.
• La CIC es la suma de los cationes intercambiables que el suelo puede
adsorber por unidad de peso, se expresa en meq/100g
• Menor de 10 meq/100g de suelo: BAJA
• 10 – 20 meq/100g de suelo: MEDIA
• Mayor a 20 meq/100g de suelo: ALTA

Valores de CIC propuestos por diversos autores

CIC generalidades
del parámetro
• Afecta al movimiento y retención de
cationes en el suelo, a la nutrición
vegetal y a la capacidad tampón del
suelo.
• Los cationes ligados al complejo de
cambio no pueden ser directamente
absorbidos por la planta ni perderse
por lavado hacia las capas internas del
perfil por causa del riego o las
precipitaciones, lo que sí ocurre con
los cationes de la solución del suelo.

Saturación en base al complejo
1) Cationes básicos. Ca2+, el Mg2+ (K+. El Na+ se incluye también en este grupo, en muy
baja proporción, y predomina sólo en el caso de los suelos salino-alcalinos).
2) Cationes ácidos. En este grupo se incluyen los protones, procedentes de los ácidos
húmicos, y el Al3+, procedente de la alteración química del material original.

Tipos de suelos
1) Suelos desaturados, con presencia importante de cationes
ácidos (H+ y Al3+). La presencia de aluminio indica una elevada
acidez y fitotoxicidad.
2) Suelos poco saturados a saturados, neutros a ligeramente
básicos, con presencia mayoritaria de Ca2+ y Mg2+ en el complejo
de cambio. No existe aluminio, y los protones ocupan sólo el 12 –
30 % del complejo.
3) Suelos muy saturados, donde el porcentaje de H+ oscila entre el
4 y el 15 % En los suelos más básicos, el sodio de intercambio
llega a representar hasta el 75 % del complejo.

Clasificación del
suelo según la
saturación del
complejo de
cambio

1).
2).
3). (X) cmol(+) / kg X 100 = 80%
?
Valor de CIC y saturación de tres suelos en función de la
acidez y la textura (a partir de Buckman, 1977).

CIC y la
fertilidad del
suelo
Elevada CIC significa una elevada capacidad de almacenar nutrientes,
y una disminución del riesgo de pérdida por lavado de los nutrientes.
Si el contenido en cationes asimilables es demasiado bajo, estos
pueden quedar retenidos en el complejo de cambio y no estar
disponibles para las plantas.
Un valor elevado de CIC en el caso de un suelo desaturado, inmediatamente
tras el abonado, los nutrientes pueden encontrarse adsorbidos en el complejo
de cambio, de modo que no estarán disponibles para la planta.
Tanto la capacidad total de intercambio catiónico como la saturación del
complejo adsorbente son conceptos importantes a la hora de evaluar la
fertilidad química.
Los valores de CIC permiten comparar suelos distintos, pero hay que tener en
cuenta que, dentro de un mismo suelo, la CIC puede variar entre horizontes,
indicando diferencias entre los coloides de cada uno de ellos.

Potencial de Hidrogeno (pH)
La suma de pH y pOH es constante, de modo que un incremento en uno de
ellos va acompañado de una disminución del otro. De esta manera, se
considera que pH = 7 es el punto neutro, ya que en ese punto, pH = pOH. Es
decir, [H+] = [OH-]
El pH se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones
hidrógeno en una solución y está directamente relacionado con la constante
de ionización del agua.
La constante de ionización del agua se representa
con el símbolo "Kw" y su valor es 1 x 10^-14 a 25°C.

pH del Suelo • La reacción del suelo esta evaluada por el pH (Potencial de
Hidrógeno), que determina el grado de absorción de iones
(H+) por las partículas de este, indicando el grado de acidez
o de alcalinidad.
• Es una propiedad de gran importancia debido a que influye
en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

Escala de pH
• Varia en una escala de 0 a 14 y se representa en una gama de colores.
• Entre mas sea la concentración de iones H+, menor será el pH y
mayor la acidez.
• Entre menor sea la concentración de H+, van a predominar los iones
de OH+ y mayor será el pH.

Factores que intervienen en el pH
Naturaleza del material original: Minerales
presentes en el suelo y los que contiene la
Roca Madre- Reacción ácida o básica
Factor Biótico: Residuos de la actividad
orgánica son de naturaleza ácida
Precipitaciones: Tienen a acidificar el suelo y
de saturarlo al intercambiar los H+
Dinámica de Nutrientes: Entre la solución y
los agregados del suelo

Importancia del pH
• De esta propiedad química depende la disponibilidad de nutrientes
para las plantas, determinando la solubilidad y la actividad de los
microorganismos de los cuáles se obtiene la materia orgánica.
• Determina la concentración de iones tóxicos, la CIC, y diversas
propiedades importantes que apuntan a la fertilidad del suelo.
• Interviene en la mayoría de las reacciones de los suelos.

1. Incide sobre las propiedades
físicas y químicas del suelo
2. Un pH neutro es el mejor para las
propiedades físicas de los suelos
3. Un pH muy ácido provoca una
intensa alteración de minerales y
la estructura se vuelve inestable.
4. En un pH alcalino, la arcilla se
dispersa, destruyéndose su
estructura, generando malas
condiciones físicas
Fuente: SENA

5. El pH influye en la asimilación de nutrientes del
suelo, bloqueando esta función cuando el pH es
ácido o bien cuando es alcalino según el tipo de
nutriente.
6. Un incremento en el pH, a valores cercanos a 7,
da como resultado mayor solubilidad para los
diferentes elementos, por lo que provoca un
mayor porcentaje de saturación de bases.
7. A pH ácidos existe mayor solubilidad de
aluminio y el manganeso, los cuales pueden
alcanzar concentraciones que son tóxicas para las
plantas.
8. Un aumento en el pH origina cargas negativas
libres y que pueden ser posiciones
intercambiables entre los cationes presentes en la
solución del suelo
Fuente: SENA

*El pH entre 6 y 7,5 resulta ser
el mejor rango para el buen
desarrollo de las plantas,
porque la mayor parte de las
sustancias nutritivas de las
plantas están disponibles en
este intervalo.
*En un suelo ácido la acción de
los organismos se reduce,
disminuyendo la respiración de
estos y la descomposición de la
materia orgánica

Suelos Agrícolas
• Los valores de pH se encuentran entre 4 y 10, de acuerdo con esta
escala los suelos se clasifican en:
• Suelos ácidos: pH Inferior a 6,5
• Suelos neutros: pH entre 6,6 y 7,5
• Suelos básicos (alcalinos, sódicos, y/o salinos): pH
superior a 7,5

pH Categoría Características
<5,0 Extremadamente
ácido
Severa toxicidad por Al y quizá por Mn; alta probabilidad de deficiencia en
P, S, Mo y bases intercambiables; se esperan altos niveles de algunos
micronutrientes.
Muchos cultivos requieren encalamiento.
5,0 – 5,5 Fuertemente
ácido
Toxicidad moderada por Al y Mn; deficiencia en P, S, Mo y bases; altos
niveles de algunos micronutrientes.
Muchos cultivos requieren encalamiento.
5,5 – 6,0 Moderadamente
ácido
No se espera toxicidad por Al, mayor disponibilidad de P, S, Mo y bases.
Algunos cultivos susceptibles a la acidez del suelo requieren encalamiento.
6,9 – 6,5 Ligeramente
ácido
Adecuada condición para la disponibilidad de nutrientes para las plantas.
6,5-7,3 Neutro Altos niveles de Ca, Mg. Algunos cultivos pueden mostrar deficiencias de
micronutrientes. La disponibilidad de P puede ser baja.
7,4 – 8,0 Alcalino Baja disponibilidad de P, y micronutrientes. Altos niveles de Ca, Mg. El Na
puede ser un problema.
>8.0 Muy Alcalino Severas limitaciones en la disponibilidad de algunos nutrientes. El nivel de
Na puede ser tóxico
Fuente: ICA

Determinación de pH
Papel de Litmus o Papel tornasol
1. En un recipiente de plástico, colocar la muestra
de suelo, desmenuzar y limpiarlo de raíces y
terrones.
2. Agregar agua destilada y mezclar hasta diluir el
suelo y formar una solución.
3. Introducir la cinta de papel tornasol para
medición de pH, en la solución anterior durante
un minuto.
4. Retirar la cinta e introducirla brevemente en el
agua destilada para retirar residuos de suelo.
5. Comparar el color de la tira con la escala de
colores del pH y determinar el grado de acidez o
de alcalinidad del suelo

Fertilidad del Suelo
• Capacidad que tiene el suelo
de suministrar crecimiento,
desarrollo y productividad de
las plantas.
• Depende de la interacción de
las diferentes características
físicas, químicas y biológicas
que posee el suelo y que
varían según las condiciones
del clima y el manejo.

Factores que intervienen en la Fertilidad
Físicas
Químicas
Biológicas
Clima
Labranza

Generalidades y funciones de los nutrientes
• Que necesitan las plantas para crecer
• Van Helmont inicios de 1600: Creció un árbol en 200 libras de suelo durante 5
años, dándole solamente agua. Absorción de 56 gramos de suelo.
• Conclusión, solo se necesita agua
• Boyle mediados de 1600, Las plantas contienen “sales, espíritus, tierra y
aceite” o derivados del agua

Que necesitan
las plantas
para crecer ?
John Woodward 1700:
Cultivo Hierbabuena agua proveniente de
diferentes fuentes (Fresca, lodosa, etc. )
Jethro Tull, 1700 “Las raices comen suelo”
Justus von Liebig 1800:
“C” viene de la atmosfera, “H” y “O” del agua y
los otros elementos del suelo

De que están
hechas las
plantas
• Composición vegetal
• 10 % MS. --------------------- 5%
Minerales -- 95% C, H, O
• 90 % Agua

Elementos
encontrados en
plantas
• Al menos 50 elementos químicos se han
encontrado en las plantas.
• 17 elementos son requeridos
esencialmente, pero depende de las
plantas

Elementos, nutrientes
esenciales
• Es esencial si funciona dentro del
metabolismo de la planta
• Es imposible para la planta
completar su ciclo de vida sin el
elemento
• Una deficiencia se puede corregir
solo si se suple el elemento
• El elemento esta directamente
involucrado en la nutrición de la
planta

Nutrientes y sus funciones
• Los nutrientes son todos los minerales que la planta necesita para
desarrollar todas sus etapas vegetativas.
• Deben estar disponibles de manera aprovechable.

Se debe garantizar …
Los nutrientes deben estar disueltos en
el agua y en forma asimilable
Deben estar al alcance del sistema
radicular
La planta debe fotosintetizar la mayor
cantidad posible (CO2, luz y agua)

Macro y Micro
• Algunos elementos nutritivos o macronutrientes son esenciales para
las plantas.
• Si se encuentran en proporciones inadecuadas pueden alterar el
desarrollo normal de los vegetales.
• Los micronutrientes son requeridos por las plantas en menores
cantidades y por lo general, el suelo los posee en las concentraciones
adecuadas.
VS.

Macronutrientes
• Elementos mayores
• Las plantas los absorben en mayor cantidad que otros.
• En muchas ocasiones es necesario adicionarlos a los cultivos varias
veces al año.
Primarios
•Nitrógeno
•Fósforo
•Potasio
Secundarios
•Calcio
•Azufre
•Magnesio

Micronutrientes
• Elementos menores o micronutrientes
• Son elementos que las plantas necesitan en pequeñas cantidades y
que generalmente se encuentran en el suelo.
• Cumplen diversas funciones:
• Activar diversos sistemas enzimáticos del metabolismo de la planta.
• Disminuir malformaciones en las plantas.
Fuente: SENA
Boro
Zinc
Hierro
Manganeso
Cobre
Molibdeno
Niquel
Cloro

Como se organizan
• No metales : C, H, O, N, P, Cl, S, B
• Metales Terrestres: K, Mg, Ca
• Metales Transicionales: Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Mo

200 ppm (partes por
millón) 200 partes
del compuesto por
cada millón de la
solución de suelo o
0,02%

Requerimientos de algunos cultivos

Factores que
afectan la
concentración de
nutrientes en la
planta

Funciones de los
nutrientes en las
plantas
C, H, O Principales componentes
estructurales de las plantas
N Amino ácidos, ácidos nucleicos,
proteínas y clorofila
P Fosfolípidos, transferencia de
energía, (ATP).
K Regulación osmótica
S Proteínas

C, H, O Esqueleto constitutivo de las
“Biomoléculas”
Ácidos
nucleicos
Carbohidratos Lípidos Vitaminas Proteínas
N y S: El complemento perfecto

Síntomas de Deficiencias
• Según la FAO (2002) cuando las plantas no alcanzan a absorber la
suficiente cantidad de un nutriente específico, los síntomas de
carencia se muestran en su apariencia general.

Retraso en el crecimiento
Cambio en el color de las
hojas
Disminuyen los
rendimientos en la cosecha

• Elemento
Estudiante
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
Calcio
Azufre
Magnesio
Boro y Cloro
Zinc y Niquel
Hierro
Manganeso
Cobre y Molibdeno

Hierro
• Fe2+ Fe3+ 200 ppm (Hierro Ferroso y Hierro Férrico)
• Papel importante en la fotosíntesis y en la síntesis de clorofila.
• Producción de proteínas y enzimas que están involucradas en el
metabolismo celular de las plantas, lo que las ayuda a utilizar la
energía de manera eficiente y a desarrollar estructuras saludables.
• La deficiencia de hierro en las plantas puede provocar clorosis, lo que
reduce la capacidad de la planta para producir alimentos a través de
la fotosíntesis y, en casos graves, puede llevar a la muerte de la
planta.

Manganeso
• Manganeso 200 ppm
• Forma disponible M++, su principal función
• Síntesis de clorofila, asimilación de nitratos, síntesis de
vitaminas (riboflavina, ácido ascórbico, y carotina), síntesis
de aminoácidos, síntesis de ATP, síntesis de lignina,
activación hormonal y división celular

Cobre
• Cu2+ 10ppm
• Una de sus principales funciones es su papel en la fotosíntesis, ya
que es un componente de la enzima plastocianina, que es necesaria
para transferir electrones durante la producción de energía en las
cloroplastos.
• Además, el cobre es importante en la formación de paredes
celulares, en la síntesis de proteínas y en la defensa de la planta
contra enfermedades. Sin embargo, es importante tener en cuenta
que el cobre también puede ser tóxico para las plantas en niveles
elevados

Molibdeno
• MoO42- 2ppm
• La función principal del molibdeno en las plantas es su
participación en la enzima nitrito reductasa, que está
involucrada en la conversión del nitrato a amoníaco en la
fijación de nitrógeno atmosférico.
• Síntesis de proteínas y la activación de otras enzimas.
• La deficiencia de molibdeno puede resultar en un crecimiento
lento, la decoloración de las hojas y la disminución de la
producción de semillas y frutos

1.¿Cuál es el macronutriente que las plantas necesitan
en mayor cantidad?
2.¿Cuál es la función del fósforo en las plantas?
3.¿Qué elemento es conocido como el "constituyente
estructural" de las plantas?
4.¿Cuál es la forma asimilable del nitrógeno en el
suelo?
5.¿Cuál es el microelemento que las plantas necesitan
en menor cantidad?
6.¿Qué elemento es conocido como el "elemento
verde" de las plantas?
7.¿Qué macronutriente es necesario para la síntesis de

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