La acidez del suelo es una propiedad del suelo debida a la presencia de iones de hidrógeno en la solución del suelo y de iones intercambiables de hidrógeno y aluminio en el complejo absorbente del suelo.
Un rango de pH de 5,5-7 corresponde a la estructura del suelo más favorable desde el punto de vista agronómico, a la alta calidad del humus y al régimen hídrico óptimo.
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Indicadores agroquímicos de la fertilidad del suelo
Capacidad de absorción de los suelos
Acidez del suelo (English Русский)
El grado de saturación de la base y la amortiguación del suelo
Efecto de los fertilizantes en las propiedades del suelo
Características agroquímicas de los suelos en Rusia
Reacción del medio de la solución del suelo
La reacción media de una solución del suelo es la relación de la concentración de iones H+ y OH— en la solución del suelo, expresada como el pH del extracto acuoso o salino. Los fertilizantes suelen cambiar la reacción de la solución del suelo.
La reacción del suelo afecta al régimen de nutrientes de los suelos, al crecimiento, desarrollo y rendimiento de las plantas, a la actividad de los microorganismos del suelo, a la transformación de las formas de los elementos nutritivos de los fertilizantes y del suelo, a las propiedades agrofísicas, agroquímicas, físicas y biológicas de los suelos. Los fertilizantes y los mejoradores permiten regular la reacción del suelo en la dirección deseada para los cultivos.
La reacción de la solución del suelo viene determinada por la concentración de iones de hidrógeno (H+) e iones de hidróxido (OH—). En el agua pura de reacción neutra, la concentración de iones hidrógeno coincide con la del ion hidróxido y es igual a 1⋅10-7 mol/L. Añadiendo 1 mmol de ácido clorhídrico y de ácido nítrico a 1 L de agua, que se disocian completamente en solución acuosa, la concentración de iones hidrógeno será de 1 mmol H+, o sea 1⋅103 mol/dm3. La concentración de iones de hidrógeno se expresa mediante el valor del pH, que es igual a:
рН = -lg(СH+),
donde CH+ es la concentración de iones de hidrógeno en la solución, mol/dm3.
En una solución con reacción neutra la concentración de iones de hidrógeno es de 0,0000001 = 1 — 10-7 mol/dm3, o sea pH = 7.
Según el pH los suelos se dividen en:
- muy fuertemente ácido — <4,0 (рНsol);
- muy ácido — 4,1-4,5;
- moderadamente ácido — 4,6-5,0;
- ligeramente ácido — 5,1-6,0;
- neutral — 6,1-7,4;
- ligeramente alcalino — 7,5-8,5 (pH-agua);
- fuertemente alcalino — 8,6-10,0;
- altamente alcalino — >10,0.
La reacción de las soluciones del suelo puede variar mucho, desde un pH = 3-3,5, típico de las turbas y la hojarasca de los bosques de Sphagnum, hasta un pH = 10-11 en los suelos salinos.
Los suelos con una reacción neutra o casi neutra son favorables para la mayoría de los cultivos, pero grandes superficies agrícolas se caracterizan por una reacción desfavorable.
Acidez del suelo
La solución del suelo contiene dióxido de carbono (más exactamente el ion hidrógeno H+ y el ion carbonato de hidrógeno HCO3— ya que el compuesto H2CO3 no existe en condiciones normales) que se crea por la actividad de la biota del suelo y por la disolución del dióxido de carbono atmosférico en el agua. Tiene un efecto acidificante en la solución del suelo:
H2O + CO2 = H+ + HCO3—.
La acidez creada en este caso se neutraliza con las bases absorbidas y los carbonatos de calcio y magnesio:
[suelo]Ca + 2H2O + 2CO2 = [suelo]H2 + Ca(HCO3)2,
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2.
Si el sodio está presente en el complejo de absorción del suelo, puede formarse hidrogenocarbonato de sodio o carbonato de sodio en solución:
[suelo]Na + H2O + CO2 = [suelo]H + NaHCO3,
[suelo]Na2 + H2O + CO2 = [suelo]H2 + Na2CO3.
Los hidrocarbonatos en solución se disocian:
Ca(HCO3)2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 4H+ + 2CO32-,
NaHCO3 + H2O = NaOH + 2H+ + CO32-.
Los carbonatos e hidrocarbonatos de calcio, magnesio y sodio tienen un lado alcalino en soluciones acuosas.
La reacción de la solución del suelo de diferentes suelos depende de la composición de los cationes absorbidos y del contenido de carbonatos. Si el contenido de sodio es alto en el complejo absorbente como el solonetz y el solonchak, entonces la reacción de la solución del suelo está determinada por la presencia de carbonato de sodio. En estos suelos alcanza 8-8,5. Si prevalece el complejo absorbente de cationes de calcio o de carbonatos de calcio y magnesio, por ejemplo, en los suelos carbonatados y en muchos chernozems, la reacción está determinada principalmente por el bicarbonato de calcio, y el pH de tales suelos está dentro de 7-8. Si además de calcio y magnesio, el suelo contiene aluminio e hidrógeno, por ejemplo, los chernozems lixiviados y degradados, los suelos podológicos, la reacción de la solución del suelo se debe a la presencia simultánea de iones de hidrógeno e iones de hidrocarbonato de calcio, así como de ácidos orgánicos solubles y sus sales. Cuanto menor sea la concentración de calcio y mayor la de hidrógeno, más se desplazará la reacción del medio hacia el lado ácido de 5 a 7.
Además del dióxido de carbono disuelto y los ácidos orgánicos, las sales de aluminio también pueden acidificar la solución del suelo:
АlСl3 + 3Н2O = Аl(ОН)3 + 3НСl = Аl(ОН)3 + 3Н+ + 3Cl—.
Acidez real
La acidez real de la solución del suelo se debe a la presencia de iones de hidrógeno y de monómeros de hidrocarbonato (ácido carbónico) y de ácidos orgánicos parcialmente solubles y sales ácidas hidrolíticas. Aparece al determinar el pH de una solución del suelo o de un extracto acuoso del suelo.
La acidez real surge de la formación de ácidos orgánicos y aminoácidos a partir de la descomposición de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes orgánicos, así como de la presencia de dióxido de carbono y agua. Además, los ácidos orgánicos y los aminoácidos son productos de las excreciones de las raíces de las plantas y de los microorganismos del suelo, así como del dióxido de carbono procedente de la respiración de los organismos vivos.
El ácido nítrico y los fertilizantes amónicos fisiológicamente ácidos (NH4Cl; (NH4)2SO4) formados durante la actividad de las bacterias nitrificantes también contribuyen a la acidez de los suelos.
Acidez potencial
La acidez potencial se debe a los iones de intercambio absorbidos de hidrógeno, aluminio, hierro y manganeso en el complejo de absorción del suelo. En función de la capacidad de desplazamiento de estos iones por otros iones, la acidez potencial se divide en intercambiable e hidrolítica.
Acidez intercambiable
La acidez intercambiable se debe a la presencia de iones de hidrógeno, aluminio, hierro y manganeso en el complejo absorbente del suelo (SAC), que pueden ser desplazados por cationes de sales neutras, incluidos los procedentes de los fertilizantes como KCl, KNO3, K2SO4:
[SAC](H2, Al2, Fe2) + nKCl → [SAC](HK, AlK3, FeK3) + HCl + AlCl3 + FeCl3 (n-7)KCl.
AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl;
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl.
En los suelos débilmente ácidos la acidez de intercambio es insignificante, en los suelos alcalinos está ausente. La acidez de intercambio de los suelos ácidos se convierte en acidez real por la interacción de los sólidos del suelo con los fertilizantes solubles en agua, los mejoradores y las sales en la fase líquida.
La acidez intercambiable (pH de la solución salina) es un indicador de la necesidad de encalar los suelos.
El valor de la acidez intercambiable se expresa en el pH del extracto salino, es decir, la suspensión del suelo en una solución de KCl de 1 n o en miligramos equivalentes por 100 g de suelo. Cuando se trata el suelo con una solución salina neutra (KCl) en la suspensión del suelo, además de la acidez real existente, los cationes se desplazan del complejo de absorción del suelo, provocando una acidez de intercambio, por lo que el valor de la acidez de intercambio es siempre mayor que la acidez real.
Acidez hidrolítica
La acidez hidrolítica se debe a una porción de los cationes del complejo de absorción del suelo (SAC) de acidez potencial, que puede ser desplazada por el tratamiento con una solución salina alcalina 1 n, por ejemplo, acetato de sodio CH3COOHNa:
CH3COONa + H2O ⇔ CH3COOH + Na+ + OH—.
La reacción alcalina de la solución acuosa de esta sal permite desplazar más completamente que los iones neutros KCl de hidrógeno, aluminio, hierro y manganeso del complejo absorbente del suelo:
[SAC](H2, Al2, Fe2) + 14CH3COONa + 12H2O → [SAC](Na2, Na6, Na6) + 14CH3COOH + 2Al(OH)3 + 2Fe(OH)3.
La acidez hidrolítica (Hg) se define como la acidez total que incluye la acidez real, la intercambiable y la hidrolítica. Es mayor que la acidez intercambiable y se expresa en miligramos equivalentes por 100 g de suelo.
En ausencia de acidez tópica y metabólica, la acidez hidrolítica no es perjudicial para las plantas y los microorganismos. Esto se observa en todos los chernozems excepto en los del sur.
La acidez hidrolítica es importante para determinar el grado de saturación de los suelos con bases (G) y para justificar la sustitución del superfosfato por harina de fosforita (fosforización). Para los suelos ácidos como los pantanos, podzólicos y sod-podzólicos, bosques grises, suelos rojos, suelos amarillos, el valor de la acidez hidrolítica permite determinar la tasa óptima de aplicación de cal.
Alcalinidad real
En los suelos alcalinos, como los chernozems del sur, los suelos de castaño y los suelos salinos, se puede distinguir la alcalinidad real y la potencial.
La alcalinidad real es causada por la presencia de sales alcalinas hidrolíticas en la solución del suelo, por ejemplo, Nа2СO3, К2СO3, NaНСO3, КНСO3, Мg(НСO3)2, Са(НСO3)2, МgСO3.
La alcalinidad real se muestra tratando el suelo con agua y se expresa en mg-eq/100 g de suelo o pH-agua. Los valores obtenidos muestran el grado en que los suelos necesitan neutralizar el exceso de alcalinidad mediante yeso o acidificación.
Alcalinidad potencial
La alcalinidad potencial se produce en los suelos cuyo complejo de absorción del suelo (SAC) contiene sodio en estado de absorción de intercambio, que puede aumentar la alcalinidad de la solución del suelo cuando se desplaza a la solución:
[SAC](Ca, Na2) + Ca(HCO3)2 ⇔ [SAC]Ca2 + 2NaHCO3.
El contenido de sodio del complejo de absorción del suelo se utiliza para determinar el grado de neutralización de los suelos y las tasas de consumo de materiales que contienen yeso o ácidos técnicos.
Literatura
Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov et al. — Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. — 854 с.
Yagodin B.A., Zhukov Y.P., Kobzarenko V.I. Agroquímica / Editado por B.A. Yagodin. — Moscú: Kolos, 2002. — 584 p.: ill.
