Cationes Intercambiables y Saturación de Bases

Calcio (Ca²⁺) — "El guardián de la fertilidad"

Es, sin exagerar, el residente más importante y noble del CAS en la mayoría de los suelos fértiles. A menudo se le llama "guardián de la fertilidad del suelo" (Sokolovsky, citado en Mukha et al., 2003). El calcio ingresa al suelo como resultado de la meteorización de minerales como los feldespatos y en forma de carbonatos (caliza).

Su función principal no es solo nutrir a las plantas, sino también ser formador de estructura. Los cationes de calcio, al tener dos cargas positivas y un radio hidratado relativamente pequeño, son atraídos por los coloides con carga negativa con más fuerza que los cationes monovalentes. Actúan como si unieran las partículas coloidales, provocando su coagulación (agregación). Esto conduce a la formación de agregados estables al agua (esa estructura granular o migajosa tan valorada por los agrónomos) y a la fijación del humus (Sparks, 2003; White, 2006).

Los suelos en cuyo CAS domina el calcio (por ejemplo, los Chernozems) tienen una reacción neutra o ligeramente alcalina, buenas propiedades físico-hídricas y una elevada fertilidad natural.

Magnesio (Mg²⁺) — "El fiel compañero"

El magnesio es el segundo catión divalente en importancia. Es en muchos aspectos similar al calcio: también es un nutriente esencial (forma parte de la clorofila) y favorece la coagulación de los coloides, aunque en menor medida (Scheffer & Schachtschabel, 2018). Su contenido en el CAS suele correlacionarse con el de calcio.

Sin embargo, es importante saber que un alto contenido de magnesio, especialmente en combinación con sodio, puede ser un signo de problemas. En los suelos solonetz magnésicos se observa dispersión (desintegración) de la estructura del suelo, deterioro de las propiedades físicas y aumento de la alcalinidad (Mukha et al., 2003). Así, aunque esté en el grupo de las "bases", el magnesio en exceso puede comportarse como un "agente dañino".

Potasio (K⁺) — "El profesional valioso"

El potasio es un catión monovalente. Es vital para las plantas (desempeña un papel clave en la presión osmótica, activación de enzimas), y su presencia en el CAS es garantía de una buena nutrición. Sin embargo, su retención en los coloides es mucho más débil que la del calcio y el magnesio divalentes (Sparks, 2003). Por lo tanto, es más móvil y está sujeto a lixiviación.

Una característica del potasio es su capacidad de absorción no intercambiable. Encaja perfectamente por tamaño en las "ventanas" de la red cristalina de algunos minerales arcillosos 2:1 (especialmente illita y vermiculita) y puede fijarse en los espacios interlaminar, volviéndose indisponible para las plantas (Eash et al., 2016; Weil & Brady, 2017). Esta "inmovilización" temporal es un proceso importante que regula la disponibilidad de potasio.

Sodio (Na⁺) — "El destructor de la estructura"

El sodio es el "residente" más insidioso del CAS. En pequeñas cantidades está presente en la mayoría de los suelos, pero cuando la proporción de sodio entre los cationes intercambiables es alta (como en los solonetz), su influencia se vuelve catastrófica.

¿Cuál es el problema? En primer lugar, al igual que el potasio, es un catión monovalente que se retiene débilmente. Pero lo más importante: se hidrata fuertemente (atrae una gran cantidad de moléculas de agua), lo que aumenta su "radio efectivo". Este ion grande y débilmente unido no une los coloides, sino que, por el contrario, los hincha desde el interior (dispersión), creando gruesas capas de agua alrededor de las partículas coloidales. Esto provoca:

• Destrucción de la estructura: los agregados se desmoronan.
• Hinchamiento del suelo: se vuelve viscoso, pegajoso, poco permeable al agua y al aire.
• Formación de costras: al secarse, la superficie se convierte en una costra compacta.
• Aumento del pH hasta valores alcalinos.

Como resultado, el suelo con un alto contenido de sodio intercambiable se vuelve "muerto" para la mayoría de las plantas (Weil & Brady, 2017; White, 2006).

Hidrógeno (H⁺) y Aluminio (Al³⁺) — "Fuentes de acidez"

Estos dos cationes son los principales "agentes dañinos" en los suelos ácidos. Es su presencia en el CAS lo que hace que el suelo sea ácido, y los iones de hidrógeno determinan la acidez misma de la solución del suelo (Scheffer & Schachtschabel, 2018). Es importante comprender que en los suelos minerales ácidos, la mayor parte de la "carga ácida" no corresponde al hidrógeno en sí, sino al aluminio intercambiable.

¿Cómo funciona? El catión aluminio (Al³⁺) en solución siempre está rodeado de moléculas de agua, formando el aquacomplejo Al(H₂O)₆³⁺. Bajo la acción de una solución salina alcalina (por ejemplo, al determinar la acidez hidrolítica), este complejo se hidroliza, liberando iones de hidrógeno (Eash et al., 2016; Mukha et al., 2003):

Por lo tanto, cada ion de aluminio en el CAS puede convertirse en fuente de tres iones de hidrógeno, acidificando la solución del suelo. En los suelos podzólicos fuertemente ácidos y en los suelos ferralíticos tropicales, es el aluminio el que domina en el CAS, lo que determina sus propiedades extremadamente desfavorables: toxicidad para las plantas, baja fertilidad y destrucción de la estructura (Weil & Brady, 2017; Huang, 2012).

¿De dónde proviene el aluminio intercambiable?

Los iones de hidrógeno (H⁺) que ingresan al suelo con lluvia ácida o que se forman como resultado de la descomposición de la materia orgánica no permanecen pasivos. Reaccionan con los minerales del suelo —aluminosilicatos, que constituyen la base de las partículas arcillosas. El H⁺ ataca la red cristalina, desplazando de ella iones metálicos, principalmente cationes de aluminio (Al³⁺) (White, 2006). Este proceso se denomina hidrólisis ácida (Eash et al., 2016). Los iones Al³⁺ liberados ocupan, a su vez, los sitios vacantes en los complejos de intercambio, desplazando a otros cationes hacia la solución, como Ca²⁺ o Mg²⁺, que luego pueden ser lixiviados.

Por lo tanto, el aluminio intercambiable es un marcador de un grado profundo de meteorización y agotamiento del complejo de absorción del suelo. Su aparición indica que el suelo ha pasado por una etapa de hidrólisis ácida y que su capacidad amortiguadora ha cambiado sustancialmente (Weil & Brady, 2017; Huang et al., 2012).

¿Por qué el Al³⁺ es un ácido "oculto"?

Aquí reside el matiz más importante. El ion aluminio en sí mismo en el CAS no hace que la solución del suelo sea ácida. Al igual que el calcio, simplemente se encuentra en un sitio de intercambio. Pero, a diferencia del calcio, es una fuente potencial u oculta de acidez. Todo está en la hidrólisis.

En solución acuosa, el catión Al³⁺ siempre está rodeado por seis moléculas de agua, formando el aquacomplejo [Al(H₂O)₆]³⁺. Este complejo es capaz de disociarse (liberar iones de hidrógeno) según el siguiente mecanismo (Scheffer & Schachtschabel, 2018; Mukha et al., 2003):

1. [Al(H₂O)₆]³⁺ + H₂O ⇌ [Al(OH)(H₂O)₅]²⁺ + H₃O⁺

Esta reacción ya se produce a pH ~ 5.0. En una segunda etapa, el proceso puede continuar:

2. [Al(OH)(H₂O)₅]²⁺ + H₂O ⇌ [Al(OH)₂(H₂O)₄]⁺ + H₃O⁺

Como vemos, en cada etapa de hidrólisis se forma un ion hidronio (H₃O⁺), que acidifica la solución del suelo. Los iones de aluminio son, por tanto, fuentes de protones. Este mecanismo explica por qué en los suelos minerales fuertemente ácidos (pH < 4,5), la mayor parte de la acidez intercambiable está asociada no al hidrógeno, sino al aluminio (Eash et al., 2016). El aluminio "suministra" continuamente nuevas porciones de H⁺ a la solución.

Papel del aluminio en la formación de las propiedades de los suelos ácidos

Comprender este papel del aluminio es la clave para responder a la pregunta principal de nuestra lección. La presencia de aluminio intercambiable en el CAS cambia radicalmente el "carácter" del suelo en comparación con un suelo donde el CAS está saturado con calcio, incluso con la misma CIC.

¿Qué significa esto en la práctica?

1. Elevada capacidad amortiguadora frente a la acidificación: Los suelos que contienen aluminio intercambiable son amortiguadores potentes. Para elevar el pH de dicho suelo (por ejemplo, mediante encalado), es necesario neutralizar no solo la acidez activa de la solución, sino toda la "reserva" de acidez potencial asociada al aluminio intercambiable. Mientras los iones Al³⁺ no se conviertan en la forma insoluble Al(OH)₃, el suelo tenderá a volver a su pH bajo original. Por ello, para cambiar el pH en 1 unidad en un suelo arcilloso ácido se requiere decenas y cientos de veces más cal que en un suelo arenoso (Weil & Brady, 2017).

2. Alto contenido de cationes "ácidos" → baja saturación de bases: Desde el punto de vista de la clasificación, esta es una diferencia fundamental. Es el alto porcentaje de Al³⁺ (y H⁺) intercambiable lo que hace que los suelos sean insaturados en bases, a diferencia de los Chernozems, donde las bases (Ca²⁺, Mg²⁺) ocupan casi todos los sitios de intercambio (Mukha et al., 2003). Esta división subyace en la separación en órdenes de suelos tan importantes como, por ejemplo, los Alfisoles (saturados en bases) y los Ultisoles (insaturados en bases) (Huang et al., 2012; Weil & Brady, 2017). Este rasgo se manifiesta en horizontes diagnósticos.

Por lo tanto, el aluminio intercambiable no es solo un elemento. Es un "generador" de acidez que determina el fondo químico, las propiedades amortiguadoras y, en última instancia, la posición clasificatoria del suelo. Un suelo con una CIC alta pero con predominio de Al³⁺ en el CAS es un objeto fundamentalmente diferente de un suelo con la misma CIC pero saturado con calcio.

¿Qué es la saturación de bases?

La Saturación de Bases (SB) es la proporción (en porcentaje) de la capacidad total de intercambio catiónico (CIC) que está ocupada por bases (cationes Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺). Es uno de los indicadores "diagnósticos" clave del suelo (Weil & Brady, 2017; Eash et al., 2016).

La fórmula para su cálculo es sencilla y elegante:

Donde la Suma de bases intercambiables (S) es la suma de todos los cationes intercambiables que son bases, medida en cmol(+/kg) o meq/100 g de suelo (Eash et al., 2016; White, 2006).

¿Cómo interpretar este indicador?

El porcentaje de saturación de bases es un indicador directo de qué tan "ocupados" están los sitios en los coloides con cationes útiles (desde el punto de vista agronómico).

• Alta saturación de bases (SB > 80%): La mayoría de los sitios en el CAS están ocupados por Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺. Es un signo de suelos fértiles, bien estructurados, con reacción neutra o ligeramente alcalina. Un ejemplo clásico son los Chernozems (Molisoles) y muchos suelos carbonatados (Eash et al., 2016; Huang et al., 2012). Estos suelos son ricos en nutrientes, tienen buena estructura y una alta capacidad amortiguadora frente a la acidificación.
• Baja saturación de bases (SB < 50%): Una parte significativa de los sitios de intercambio está ocupada por cationes ácidos: H⁺ y, lo que es más importante, Al³⁺. Es un signo de suelos ácidos, lixiviados. Ejemplos: suelos podzólicos (Espodosoles), Ultisoles y suelos ferralíticos (Oxísoles) (Weil & Brady, 2017; Huang et al., 2012). Estos suelos suelen tener propiedades físicas desfavorables (estructura destruida), baja actividad biológica y deficiencia de nutrientes esenciales (Ca, Mg).

Matiz clave: saturación "efectiva" y "potencial"

En la ciencia del suelo existen dos enfoques para determinar la CIC (y, por tanto, para calcular la saturación de bases), y esto es muy importante para una correcta comprensión del tema (Weil & Brady, 2017; Scheffer & Schachtschabel, 2018).

1. CIC potencial (CIC a pH 7 u 8.2): Este método determina la CIC a un pH alto creado artificialmente. Tiene en cuenta no solo las cargas permanentes, sino también todas las cargas dependientes del pH que se "activan" solo en un medio alcalino (por ejemplo, en el humus y los óxidos). Para suelos ácidos, esta cifra siempre estará sobreestimada.

2. CIC efectiva (CICE): Este método determina la CIC al pH real y natural del suelo. Muestra la capacidad real del suelo para retener cationes en su estado natural. Es este valor el que refleja con mayor precisión la disponibilidad de nutrientes para las plantas.

De esto se desprende una conclusión importante. Si calculamos la saturación de bases "potencial" (usando la CIC a pH 7), en un suelo ácido será irrazonablemente baja debido al denominador sobreestimado. Al mismo tiempo, la saturación "efectiva" (usando la CICE) nos mostrará que en un suelo ácido con pH bajo, prácticamente todos los sitios de intercambio disponibles están ocupados por bases, simplemente hay muy pocas (Weil & Brady, 2017). Esto ayuda a ver el problema desde una nueva perspectiva: en un suelo fuertemente ácido no solo tenemos una alta proporción de cationes ácidos, sino también una degradación general del propio CAS, una pérdida de su "capacidad".

La saturación de bases como clave del "carácter" del suelo

Ahora nos acercamos a la respuesta a la pregunta principal de nuestra lección. Imagine dos suelos con la misma CIC (por ejemplo, 20 cmol(+/kg)).

• En el primer suelo, estas 20 unidades están ocupadas en un 90% por calcio (SB = 90%). Esto significa que el suelo está saturado con calcio, tiene pH neutro, buena estructura y alta fertilidad.
• En el segundo suelo, estas mismas 20 unidades están ocupadas en un 90% por hidrógeno y aluminio (SB = 10%). Es un suelo ácido, "lixiviado", con mala estructura, baja fertilidad y aluminio tóxico para las plantas.

Por lo tanto, vemos: una CIC idéntica no significa propiedades idénticas. El papel clave lo juega la composición cualitativa de los cationes intercambiables. Es la relación entre bases y cationes ácidos (saturación de bases) lo que determina si el suelo será un fértil Chernozem o un infértil Podzol.

Así, la saturación de bases no es solo un número. Es un indicador integral que conecta la composición química del CAS con las propiedades físicas y la fertilidad del suelo (White, 2006). En la siguiente parte analizaremos esta tesis con ejemplos concretos y pasaremos a considerar cómo este indicador se relaciona con la génesis y la clasificación de los suelos.

4.1. Suelos cálcicos y alumínicos — dos polos

Para comprender la magnitud de las diferencias, comparemos dos suelos con la misma CIC = 20 cmol(+/kg), pero con una composición del CAS fundamentalmente diferente.

Tipo uno: Suelo cálcico (por ejemplo, Chernozem).

Composición del CAS: 90% ocupado por calcio (Ca²⁺), 5% por magnesio (Mg²⁺), 5% por potasio y sodio (K⁺, Na⁺). Los cationes ácidos (H⁺, Al³⁺) están prácticamente ausentes.

Saturación de bases (SB): ~95% (alta).

Reacción (pH): Neutra o ligeramente alcalina (pH 6.5–7.5).

Comportamiento: Propiedades agronómicamente valiosas.

• Estructura: El alto contenido de Ca²⁺ provoca la coagulación de los coloides, formando agregados estables al agua — esa estructura granular o migajosa que asegura un régimen óptimo de agua y aire (Sparks, 2003; White, 2006).
• Amortiguación: El suelo tiene una alta capacidad para resistir la acidificación. Los cationes de calcio sirven como reserva que puede neutralizar los ácidos entrantes.
• Régimen nutritivo: Fuente constante de Ca y Mg para las plantas. K⁺ y Na⁺ están fácilmente disponibles.
• Actividad biológica: Ambiente favorable para el desarrollo de la microflora beneficiosa.

Tipo dos: Suelo alumínico (por ejemplo, Podzol o suelo ferralítico).

Composición del CAS: 80% ocupado por aluminio intercambiable (Al³⁺), 15% por hidrógeno (H⁺), y solo un 5% por bases (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺).

Saturación de bases (SB): ~5% (muy baja).

Reacción (pH): Fuertemente ácida (pH < 4.5).

Comportamiento: Propiedades agronómicamente desfavorables.

• Estructura: El predominio de Al³⁺ provoca la dispersión de los coloides, destrucción de la estructura, formación de costras y deterioro de la permeabilidad al agua (Weil & Brady, 2017).
• Amortiguación: El suelo tiene una alta amortiguación específicamente frente a la alcalinización. Para neutralizar esta "reserva" de acidez se requiere una enorme cantidad de cal. Es la hidrólisis del Al³⁺ intercambiable la principal fuente de H⁺ en la solución, manteniendo un pH bajo incluso con la aplicación de fertilizantes (Scheffer & Schachtschabel, 2018).
• Régimen nutritivo: Los cationes básicos son deficitarios y se lixivian fácilmente. La nutrición de las plantas es extremadamente limitada.
• Toxicidad: El alto contenido de Al³⁺ en solución es tóxico para los sistemas radiculares de la mayoría de los cultivos (Eash et al., 2016).

4.2. El papel de los "vecinos" (iones complementarios)

Las diferencias entre los suelos no se limitan únicamente al catión dominante. El entorno, es decir, los iones complementarios, también juega un papel enorme. Como recordamos de la sección sobre intercambio catiónico, la fuerza de retención de un catión específico depende de quién lo rodea (Sparks, 2003; White, 2006).

• En el suelo cálcico: El Ca²⁺ fuertemente retenido rodea al K⁺ débilmente retenido. Esto hace que el potasio sea más disponible para las plantas, ya que los exudados radiculares (H⁺) tienen más probabilidades de "desplazar" al K⁺ débilmente unido que al Ca²⁺.
• En el suelo alumínico: El Al³⁺ y el H⁺, muy fuertemente retenidos, rodean al K⁺ débilmente retenido. Esto, por el contrario, hace que el potasio sea menos disponible, ya que los exudados radiculares se "unirán" a los competidores fuertes, dejando al K⁺ en su lugar.

Por lo tanto, la disponibilidad de un mismo nutriente (por ejemplo, potasio) puede diferir drásticamente en dos suelos con la misma CIC simplemente porque el conjunto de sus "vecinos" en el CAS es diferente.

4.3. El papel de la "arquitectura" coloidal

Es importante recordar que el CAS no es solo una masa homogénea, sino un sistema complejo compuesto por diferentes tipos de coloides (minerales arcillosos, humus, óxidos). Cada uno interactúa de manera diferente con los cationes. Por ejemplo:

• Las arcillas 2:1 (esmectitas, vermiculitas) tienen la capacidad de absorber K⁺ de forma no intercambiable, "encerrándolo" en los espacios interlaminar (Eash et al., 2016; Weil & Brady, 2017). Esto afecta la disponibilidad de potasio, y esta propiedad no depende directamente de la CIC.
• El humus crea una gran cantidad de sitios de intercambio dependientes del pH. En un medio ácido, estos sitios están ocupados por H⁺ y Al³⁺, lo que reduce drásticamente la CIC efectiva y hace que el suelo sea prácticamente estéril.

Conclusión final

Vemos que la CIC es solo un "boleto de entrada". La verdadera comprensión de las propiedades del suelo comienza con el análisis de la composición cualitativa del CAS y, en primer lugar, con el indicador de saturación de bases. Es este indicador, y no el valor absoluto de la CIC, el que determina:

• El estado estructural (suelo agregado o disperso).
• La amortiguación química (resistencia a la acidificación o alcalinización).
• El régimen nutritivo (disponibilidad de elementos para las plantas).
• La situación toxicológica (presencia de formas tóxicas de aluminio).
• La posición clasificatoria (a qué tipo y orden pertenece el suelo).

Por lo tanto, la clave para comprender el comportamiento del suelo no reside en la capacidad de su "almacén", sino en qué "mercancías" se almacenan en él y cómo están empaquetadas.

5.1. Dos caminos principales de evolución del CAS

Dependiendo de la relación entre la entrada y la salida de sustancias en el suelo, se forman dos tipos de CAS fundamentalmente diferentes.

Camino uno: Acumulación de bases (camino de la fertilidad).

Este camino es característico de suelos que se forman en condiciones de régimen hídrico no lavado — en estepas, estepas forestales y semiáridos. Aquí, la cantidad de precipitación es menor o igual a la evapotranspiración. Las sustancias disueltas no se lixivian de los horizontes superiores, sino que, por el contrario, pueden ser arrastradas hacia la superficie por la humedad capilar.

• Clima: Árido y semiárido.
• Vegetación: Herbácea (estepas, praderas). Los sistemas radiculares de las hierbas penetran el espesor del suelo, extrayendo activamente nutrientes de los horizontes inferiores y devolviéndolos a las capas superiores en forma de hojarasca orgánica. Este fenómeno se denomina "bomba biológica" o ciclo basófilo (Weil & Brady, 2017; White, 2006).
• Procesos: En tales condiciones, la meteorización de los minerales silicatados ocurre, pero los productos de la meteorización (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, H₄SiO₄) no se eliminan. Se acumulan en el perfil del suelo. Los carbonatos de calcio y magnesio (CaCO₃, MgCO₃) no se lixivian e incluso pueden acumularse en forma de horizontes carbonatados.
• Resultado: El CAS de estos suelos está saturado con bases, principalmente calcio. Un ejemplo clásico son los Chernozems (Molisoles) (Huang et al., 2012). La alta saturación de bases es su rasgo diagnóstico.

Camino dos: Lixiviación y acidificación (camino de degradación del CAS).

Este camino es característico de suelos que se forman en condiciones de régimen hídrico de lavado — en regiones húmedas donde las precipitaciones superan significativamente la evapotranspiración.

• Clima: Húmedo (bosques húmedos de la zona templada, trópicos húmedos).
• Vegetación: Forestal. La hojarasca de coníferas y de muchas frondosas es rica en ácidos orgánicos. Durante su descomposición se forman ácidos húmicos agresivos (ácidos fúlvicos) y dióxido de carbono (Eash et al., 2016; Scheffer & Schachtschabel, 2018).
• Procesos: Las corrientes descendentes de agua lixivian activamente todos los compuestos solubles de los horizontes superiores. Comienza el proceso de podzolización, en el que las soluciones acidificadas destruyen los minerales silicatados, eliminan las bases y los óxidos de hierro y aluminio, y la sílice remanente enriquece el horizonte superior, dándole un color blanquecino (Eash et al., 2016).
• Resultado: Las bases (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) son lixiviadas del CAS. Su lugar lo ocupan los cationes ácidos — primero H⁺, luego, a medida que continúa la destrucción de los aluminosilicatos, aluminio intercambiable (Al³⁺). El suelo se vuelve insaturado en bases. Ejemplos típicos: Podzoles (Espodosoles) en la taiga, suelos ferralíticos (Oxísoles) en los trópicos, muchos Ultisoles en los subtrópicos (Huang et al., 2012; Weil & Brady, 2017). La baja saturación de bases es su rasgo distintivo.

5.2. El papel del tiempo y la vegetación en la formación del CAS

La génesis es un proceso largo. Los suelos jóvenes a menudo heredan la composición del CAS de la roca madre. Pero con el tiempo, bajo la acción del clima y la biota, la composición de los cationes intercambiables cambia.

Por ejemplo, incluso sobre una roca carbonatada (rica en calcio), en un clima tropical húmedo, después de millones de años se formará un suelo en cuyo CAS dominará el aluminio. Todo el calcio se habrá lixiviado y los minerales silicatados se habrán destruido hasta convertirse en óxidos de hierro y aluminio. Así se forman los suelos ferralíticos (Oxísoles) — los suelos más meteorizados del planeta, con una CIC que a menudo no supera los 2–3 cmol(+/kg), casi completamente compuesta por Al³⁺ (Huang et al., 2012). Esta es la etapa final de la degradación del CAS en un clima tropical húmedo.

Por otro lado, en condiciones de estepa, en un suelo con alta saturación de calcio, se forma una estructura estable al agua. Esto, a su vez, crea un régimen favorable de agua y aire, que favorece la acumulación de humus y una mayor fijación de calcio en el CAS. Este ciclo positivo refuerza la fertilidad de los Chernozems.

5.3. La génesis como explicación de la distribución espacial de los suelos

Así, vemos que la composición del CAS es el "pasaporte" del suelo, indisolublemente ligado a las condiciones de su formación. Comprender la génesis nos permite explicar por qué:

• En la zona de Chernozems de las estepas vemos suelos poderosos, oscuros, migajosos, con reacción neutra (saturados con calcio).
• En la zona de la taiga — Podzoles de color gris claro, pobres, ácidos, con un horizonte eluvial bien desarrollado (insaturados, dominado por Al³⁺).
• En los bosques tropicales — suelos ferralíticos profundos, de color rojo brillante, pero muy pobres, con una capacidad extremadamente baja para retener cationes (dominado por Al³⁺ y óxidos de Fe).

Por eso, al determinar la saturación de bases, no solo concluimos sobre el estado actual de la fertilidad, sino también sobre el camino de desarrollo que ha recorrido el suelo. Esta es la conexión entre la química y la historia del suelo.

6.1. Ferralsoles (Oxísoles) — "Gigantes empobrecidos de los trópicos"

Son suelos que han experimentado el camino de meteorización más largo e intenso. Se forman en los trópicos húmedos sobre antiguas superficies de aplanamiento (Huang et al., 2012).

• Composición del CAS: Los minerales arcillosos 2:1 están casi completamente perdidos. El CAS está representado principalmente por caolinita (arcilla 1:1) y óxidos de hierro y aluminio (goethita, hematita, gibbsita). Estos minerales tienen una CIC muy baja (a menudo < 5 cmol(+/kg)) y presentan una carga casi completamente dependiente del pH. El catión intercambiable dominante es Al³⁺, ya que todas las bases han sido lixiviadas hace mucho tiempo.
• Saturación de bases: Extremadamente baja, a menudo < 35%.
• Rasgo diagnóstico: Para los Ferralsoles (Oxísoles), la clave es la presencia de un horizonte óxico. Sus criterios principales son:
• Baja CIC (< 16 cmol(+/kg) de arcilla) y baja CIC efectiva (CICE < 12 cmol(+/kg) de arcilla) (Huang et al., 2012; Weil & Brady, 2017).
• Muy bajo contenido de minerales primarios (fácilmente meteorizables) (< 5%).
• tos dos criterios son una consecuencia directa de la meteorización prolongada, que condujo a la degradación del CAS y a su saturación con aluminio. Son estos parámetros, y no solo la baja CIC, los que hacen que los Oxísoles sean diagnosticables.

6.2. Chernozems (Molisoles) — "Reyes de la fertilidad"

Son suelos formados bajo vegetación herbácea en condiciones de humedad insuficiente (estepas y praderas). Su génesis es el camino de la acumulación de bases (Eash et al., 2016; Weil & Brady, 2017).

• Composición del CAS: El CAS está saturado con Ca²⁺ (hasta un 80–90% de la CIC) y Mg²⁺. Gran parte de la CIC es proporcionada por el humus y las arcillas 2:1 (esmectitas, illitas), que tienen una carga permanente significativa. La CIC puede ser alta (30–50 cmol(+/kg)).
• Saturación de bases: Muy alta, a menudo > 80% e incluso > 95%.
• Rasgo diagnóstico: Para los Molisoles (que incluyen los Chernozems), la característica principal es la presencia de un epipedón mólico — un horizonte superficial potente, oscuro y humificado. Una de sus condiciones obligatorias es la saturación de bases > 50% (Soil Survey Staff, citado en Weil & Brady, 2017). La alta saturación de bases es una condición obligatoria para asignar un suelo a este orden. Si ese mismo horizonte de humus potente tuviera una baja saturación de bases, se diagnosticaría como un epipedón úmbrico, y el suelo se asignaría a otros órdenes (por ejemplo, Inceptisoles o Ultisoles).

6.3. Luvisoles (Alfisoles) — "Suelos con horizonte argílico"

Son suelos muy extendidos en la zona templada, que se forman bajo bosques caducifolios con régimen de lavado, pero sobre rocas carbonatadas o con un alto contenido inicial de bases.

• Composición del CAS: El CAS en la parte superior del perfil puede estar insaturado, pero en el horizonte argílico (Bt) dominan Ca²⁺ y Mg²⁺, y la proporción de H⁺ y Al³⁺ es pequeña. Los minerales arcillosos son principalmente 2:1 (illita, esmectita, vermiculita), con una alta carga permanente.
• Saturación de bases: En la parte inferior del perfil (en el horizonte Bt), la saturación de bases supera el 35%. Para suelos desarrollados sobre rocas carbonatadas, puede ser mucho mayor (50–80%).
• Rasgo diagnóstico: Los Alfisoles (y su equivalente europeo Luvisoles) se distinguen por la presencia de un horizonte argílico — un horizonte con mayor contenido de arcilla, procedente de las capas superiores. Y el criterio clave para asignar un suelo a Alfisoles, en lugar de a Ultisoles, es la saturación de bases en este horizonte > 35% (Huang et al., 2012; Weil & Brady, 2017). Esto es un indicador de que el proceso de lixiviación no ha ido demasiado lejos y el suelo ha conservado su reserva de bases.

6.4. Podzoles (Espodosoles) — "Productos de la hidrólisis ácida"

Son suelos formados bajo bosques de coníferas o brezales en climas fríos y húmedos. Aquí domina el proceso de podzolización (Eash et al., 2016; Scheffer & Schachtschabel, 2018).

• Composición del CAS: El CAS está fuertemente destruido por la hidrólisis ácida. El horizonte eluvial superior (E) está casi completamente desprovisto de arcilla y óxidos. El principal portador de carga es el humus, pero su CIC está fuertemente suprimida debido al bajo pH. En el horizonte iluvial (Bh, Bs) se acumulan Al³⁺ y Fe³⁺ (en forma de complejos con materia orgánica). La CIC es muy baja.
• Saturación de bases: Extremadamente baja, a menudo < 10% e incluso < 5%.
• Rasgo diagnóstico: Los Espodosoles se distinguen por la presencia de un horizonte espódico — un horizonte iluvial enriquecido con complejos amorfos de Al-humus y Fe-humus. Los criterios para su diagnóstico incluyen un alto contenido de Al y Fe extraíbles con oxalato, así como valores bajos de pH (Weil & Brady, 2017). La baja saturación de bases y el alto contenido de aluminio intercambiable son una consecuencia directa de los procesos que forman este horizonte.

Tabla resumen

Para mayor claridad, resumamos la información en una tabla: