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CORRECCION DE ACIDEZ DEL SUELO

Oscar Piedrahíta

Junio 2009

Requiere mi suelo de corrección de acidez?

Qué debo aplicar?

Cuánto debo aplicar?

Cómo debo aplicarlo?

Los intensos procesos de lixiviación existentes en las regiones tropicales, generados por el

alto nivel de pluviosidad, han originado en la zona tropical suelos ácidos con bajos

contenidos de calcio y magnesio, altos contenidos de aluminio y manganeso y alta

capacidad de fijación de fósforo, asociada con el predominio de óxidos de hierro y aluminio.

En estas condiciones de acidez ocurre una restricción de la actividad biológica, lo cual es

más notorio en la fijación biológica de nitrógeno por parte de las leguminosas, proceso para

el cual se requieren niveles relativamente altos de pH.

Estos factores adversos asociados a la acidez del suelo se reflejan en una disminución en el

rendimiento de los cultivos.

La forma de corregir esta acidez es mediante la aplicación de enmiendas alcalinizantes.

Esta es una práctica ampliamente utilizada; sin embargo, la cantidad, calidad y forma de

aplicación no siempre es la mejor, porque no tiene en consideración los requerimientos de

alcalinizante de los suelos, en los cuales influyen factores tanto del propio suelo, referentes

a sus propiedades físico-químicas, como del cultivo, en lo concerniente a los diversos

grados de susceptibilidad a la acidez.

Este documento busca ofrecer herramientas para optimizar el proceso de corrección de pH

y aluminio.

Corrigiendo acidez

Se han empleado tres estrategias para atenuar las limitaciones que genera la acidez de los

suelos (Química de la acidez del suelo, Raúl Zapata), a saber:

Uso de especies y variedades tolerantes al aluminio,

2

Aplicar enmiendas para eliminar o reducir, a niveles no tóxicos, la saturación de

aluminio y aumentar los niveles de calcio y magnesio. Un pH de 5.5 precipita, como

Al(OH)3, el aluminio intercambiable eliminando su toxicidad.

El efecto tóxico del aluminio es removido del suelo cuando se le adicionan bases

fuertes de Lewis, SO4-2

, PO4-3

, Si(OH)4, RCOO-, que lo precipitan o lo complejan.

Cuando al suelo se le aplican carbonatos disminuye la actividad del Al+3

y se forman

especies hidrolizadas como Al(OH)3 insolubles. La toxicidad de aluminio es eliminada

cuando el pH aumenta o cuando se aplican ligandos inorgánico u orgánicos. El sulfato que

aporta el yeso compleja al Al+3

como AlSO4 + y lo lleva a una forma no tóxica. Por esto el

encalamiento, la adición de yeso o fosfatos, de materia orgánica y de enmiendas silíceas

solubles eliminan la toxicidad del Al+3

.

Los suelos se tratan con enmiendas para reducir los efectos dañinos del bajo pH (toxicidad

del aluminio o del manganeso) y para agregar al suelo calcio, magnesio, silicio, azufre y

fósforo. La cantidad de enmienda requerida para alcanzar cierto pH depende del pH del

suelo, de la capacidad tampón del mismo y del tipo y calidad de la enmienda. La capacidad

tampón se relaciona con la capacidad del intercambio catiónico (la CIC). Cuanto más alta

es la CIC, mayor será la acidez cambiable (hidrógeno y aluminio) del suelo.

Como con la CIC, la capacidad tampón aumenta con las cantidades de arcilla y de materia

orgánica en el suelo. Los suelos con una alta capacidad tampón requieren cantidades más

grandes de enmienda para lograr un aumento dado en el pH que suelos con una capacidad

tampón más baja. La mayoría de los laboratorios de análisis de suelo utilizan una solución

tampón especial para medir la acidez cambiable. Esta es la forma de acidez del suelo que se

debe neutralizar para un cambio en el pH del suelo. Calibrando cambios de pH en la

solución tampón con cantidades conocidas de ácido, la cantidad de cal requerida para llevar

el suelo a un pH particular puede ser determinada.

La cal reduce la acidez del suelo (aumento del pH) cambiando algunos de los iones de

hidrógeno por agua y bióxido de carbono (CO2). Un ión de Ca++

de la cal substituye dos

iones de H+ en el complejo del intercambio catiónico.

Los cationes de la enmienda (Ca+2

, Mg+2

) reemplazan 2 H+ del complejo de

intercambio.

Los iones H+ reaccionan con la enmienda y se transforman en agua.

2H + + CaCO3 --> Ca

++ + CO2 + H2O

6H + + Mg3Si2O5(OH)4 --> 3 Mg

++ + 2Si(OH)4 + H2O

El pH aumenta porque la concentración de [H+] disminuye.

Los iones hidroxilo se generan por hidrólisis de la caliza

3

El aluminio se neutraliza, hasta precipitarse como gibsita, a un pH de 5,5

aproximadamente.

El Fósforo se hace asimilable por el silicio:

CaHPO4 + Si(OH)4 = CaSiO3 + H2O + H3PO4

2Al(H2PO4)3 + 2Si(OH)4 + 5H+ = Al2Si2O5 + 5H3PO4 + 5H2O

2FePO4 + Si(OH)4 + 2H+ = Fe2SiO4 + 2H3PO4

El Sulfato SO4-2

profundiza en el suelo la acción de los cationes.

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Recuérdese que el proceso anterior también puede ocurrir al revés. Un suelo ácido puede

llegar a ser más ácido cuando los cationes básicos, tales como Ca2+

, Mg2+

y K+, son

removidos, generalmente por absorción por la cosecha o lixiviados por el agua lluvia, y

substituidos por H+.

Requiere mi suelo de corrección de acidez?

Para responder a esta pregunta es necesario tener presente dos factores:

Qué cultivos se manejarán?

Cuáles la naturaleza y las propiedades físico-químicas del suelo?

Se necesita aplicar enmiendas solamente cuando el pH del suelo está por debajo del

recomendado para la especie de planta que se está cultivando y la cantidad de aluminio

intercambiable afecta mi cultivo. Para estar seguro de que las plantas se beneficiarán con

aplicación de alcalinizantes, se debe consultar el pH recomendado para el cultivo y a partir

de un muestreo representativo del suelo, probar el pH, la acidez cambiable y la capacidad

de intercambio catiónico del suelo.

Se debe tener presente que cuando un suelo tiene niveles de pH apropiados, se debe

estudiar el contenido de cationes (Ca, Mg, K), con el fin de determinar los requerimientos

de fertilización de estos elementos. Es muy importante no utilizar alcalinizantes en suelos

que tienen el pH apropiado; es por tanto un error utilizar cal agrícola o cal dolomítica como

fuente de calcio y magnesio indiscriminadamente. En suelos con pH apropiado deben

usarse fuentes neutras de cationes tales como el sulfato de calcio (yeso) y sulfato de

magnesio (TERRAMAG y kieserita)

pH óptimo de cultivos en suelos minerales

No existe un valor único de pH óptimo. El rango deseable de pH para el crecimiento

vegetal óptimo varía según el cultivo y el suelo. Mientras que algunas cosechas crecen

mejor en el rango 6.0 a 7.0, otras crecen bien bajo condiciones levemente ácidas. El

aluminio se precipita a pH de 5,2 a 5,5 y deja de ser un factor limitante.

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La disponibilidad de fósforo es máxima a pH de 6 a 7; sin embargo la disponibilidad de los

micronutrientes (especialmente el manganeso) disminuye mucho a pH sobre 6,2 por esta

razón el sobre encalado es perjudicial.

El tipo de suelo y el contenido de materia orgánica tienen también una incidencia en el pH

deseable. Un conocimiento del suelo y las cosechas que serán rotadas es necesario para

definir el manejo de pH más conveniente para el mejor funcionamiento de las cosechas.

Una clasificación general de los rangos deseables del pH para suelos según su contenido de

materia orgánica se muestra en la tabla siguiente.

Encalado basado en análisis de suelo

(Soil Acidity and Liming)

pH objetivo basado en tipo de suelo

Tipo de suelo pH

Mineral 6.0 *

Mineral-Orgánico

5.5

Orgánico 5.0

* Algunos cultivos requieren de pH mayores a 6 en suelos minerales Ver la tabla de pH deseables en suelos minerales para diferentes

cultivos.

Los suelos minerales contienen muy poco aluminio intercambiable en pH 5.8 a 6 y las

bases ocupan el 100% de los sitios de saturación. Sin embargo, los suelos orgánicos con pH

sobre 5 contienen muy poco aluminio en la solución del suelo y sus sitios activos para el

intercambio catiónico están esencialmente ocupados por los cationes básicos (Ca+2

, Mg+2

,

K+). La materia orgánica retiene al aluminio fuertemente y basta con llevar el pH a 5 para

reducir el aluminio en la solución del suelo a concentraciones muy bajas. Por esto, en

suelos orgánicos no debe elevarse tanto el pH. (Soil Acidity and Liming)

Los cultivos se diferencian en su capacidad de tolerar un pH bajo. Plantas tales como

arándanos y azaleas son especialmente tolerantes, mientras que otras tales como alfalfa,

algodón y tomates crecen mejor en un pH más alto. La tabla siguiente muestra los pH

registrados en la literatura. Estos valores deben observarse con precaución porque no

existen estudios calibrados para suelos y climas, que permitan definir un valor óptimo.

Qué debo aplicar?

Calidad de una enmienda

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Los principales factores que determinan la calidad de una enmienda son:

La capacidad de neutralización comparada con el carbonato de calcio puro.

El área superficial determinada por el proceso de molienda y que define la

velocidad de reacción.

Los elementos que aporta. (Calcio, magnesio, azufre, fósforo, sílicio).

La profundidad a la que genera su acción.

Capacidad de neutralización. La capacidad de neutralización de los diferentes materiales

alcalinizantes disponibles en el mercado no son iguales. No es lo mismo aplicar un kilo de

cal agrícola que otro de cal apagada o de roca fosfórica o de dolomita o cal magnesiana.

Con el fin de compararlos se toma como referencia al carbonato de calcio puro (calcita). La

tabla siguiente muestra las reacciones que ocurren en el suelo y son las que determinan la

capacidad de neutralización de cada material.

REACCIONES DE NEUTRALIZACION DE ACIDEZ

REACCIONES

Ton

equivalentes

a 100 ton de

carbonato de

calcio puro

Capacidad

neutralizante

Calcita 22HH ++

++ CCaaCCOO33 ---->> CCaa++++

++ CCOO22 ++ HH22OO 100 1

2 100

Magnesita 22HH ++

++ MMggCCOO33 ---->> MMgg++++

++ CCOO22 ++ HH22OO 84,3 1,2

2 84,3

Cal Apagada 22HH ++

++ CCaa((OOHH))22 ---->> CCaa++++

++ HH22OO 74 1,4

2 74

Oxido de

Magnesio 22HH

++ ++ MMggOO ---->> MMgg

++++ ++ CCOO22 ++ HH22OO 40,3 2,5

2 40,3

Serpentina 22HH ++

++ 11//33 MMgg33SSii22OO55((OOHH))44 ---->> MMgg++++

++ 22//33 SSii((OOHH))44 ++ 11//33 HH22OO 92,4 1,1

2 92,4

Roca

Fosfórica 22HH

++ ++ 11//66 CCaa1100((PPOO44))66FF22 ---->> 1100//66 CCaa

++++ ++ HH22PPOO44

-- ++ 11//33 FF

-- 168 0,595

7

2 168

Yeso 22HH++ ++ CCaaSSOO44..22HH22OO ---->> 22HH

++ ++ CCaaSSOO44..22HH22OO 0,0

Valor Neutralizante Relativo

Los materiales que se encuentran en el mercado no son puros, son minerales que contienen

generalmente del 85% al 95% de pureza, esto hace que su valor neutralizante sea inferior al

teórico. La tabla siguiente muestra el valor neutralizante relativo de materiales comerciales.

Rivera.

3108294110

Juan

Material Comercial Valor Neutralizante

Relativo

Carbonato de Calcio Puro 100%

Cal Agrícola 85 - 95%

Cal Dolomítica 95 - 108%

Cal Viva 150 - 175%

Cal Hidratada 120 - 135%

Cenizas de vegetales 40 - 80%

Roca Fosfórica 35- 50%

Serpentina pura 109%

Serpentinita 85 - 100%

Yeso 0%

Cuando se usan mezclas, se debe ponderar la capacidad según el contenido de cada

componente. Así:

Valor Neutralizante Relativo de enmienda = Σxi .VNRi

Donde:

xi Fracción por peso del componente i

VNRi Valor Neutralizante relativo del componente i

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Por ejemplo, una enmienda compuesta de 33% de cal agrícola, 33% serpentinita y 33%

yeso tendrá el siguiente valor neutralizante relativo:

Material Valor

Neutralizante Relativo

Valor Neutralizante

Relativo

Fracción del componente

Valor Neutralizante

del componente

Carbonato de Calcio Puro

100%

Cal Agrícola 85 - 95% 90% 33% 29,7%

Cal Dolomítica 95 - 108%

Cal Viva 150 - 175%

Cal Hidratada 120 - 135%

Cenizas de vegetales 40 - 80%

Roca Fosfórica 40 - 70%

Serpentina 109%

Serpentinita 80 - 100% 90% 33% 29,7%

Yeso 0% 0% 33% 0%

Valor neutralizante de la enmienda 59,4%

Esto quiere decir que 1 kg de esta enmienda es capaz de neutralizar la misma acidez que

0,594 kg de calcita o que 0,594 /0,9 = 0,66 kg de cal agrícola.

El área superficial determinada por el proceso de molienda. La velocidad con que

reaccionan los componentes de una enmienda depende del área superficial del material, ya

que los procesos de disolución de los minerales son directamente proporcionales al área de

exposición o área de contacto con la solución del suelo.

En Colombia las regulaciones determinan el tamaño de corte o sea el tamaño máximo de

las partículas que pasan una malla determinada, suponiendo que no se han retirado las

partículas más pequeñas.

Entre más pequeña sea una partícula, mayor será su área superficial y más rápido

reaccionará, por lo tanto más pronto corregirá el pH del suelo. Esto no implica que la

enmienda tenga que aplicarse en polvo; si se desea ésta puede ser peletizada (agrupada en

gránulos).

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La figura anterior (Soil Acidity and Liming) muestra la diferencia de reactividad de una

caliza como función del tamaño de partícula. De hecho, en las normas internacionales se

regula no solamente el tamaño máximo o tamaño de corte sino también el porcentaje que

debe pasar la malla 100. En Carolina de Norte, USA, estos valores son 90% malla 20 y

25% malla 100 para cal agrícola calcítica. En dicha legislación, un material con un tamaño

mayor a malla 60 se considera con una efectividad del 50% de un material de malla fino

(superior a malla 60).

Cuando se usan roca fosfórica o silicatos como la serpentinita (fuente de magnesio y silicio)

o wallostinita (fuente de calcio y sílice), el tamaño de partícula es aún más importante

debido a su solubilidad menor.

Por estas razones la calidad de una enmienda depende en alta proporción del grado de

molienda al cual se haya sometido.

Los elementos que aporta. (Calcio, magnesio, azufre, fósforo, sílice). Un importante

factor a considerar en la selección de una enmienda es el contenido de los elementos que la

componen. No es conveniente utilizar como enmienda una base que contenga solamente

calcio porque desbalanceará el contenido de los otros cationes en la solución del suelo. Es

recomendable utilizar enmiendas que contengan calcio y magnesio en las relaciones

apropiadas, mejor aún si contienen otros elementos como azufre, fósforo y silicio.

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La profundidad a la que genera su acción. La cal agrícola es poco móvil y solo afecta el

pH a pocos centímetros de donde es aplicada, por esta razón si se aplica superficialmente,

solo los primeros 2 o 3 centímetros adquieren un pH apropiado. Con el fin de profundizar la

acción de corrección se acude normalmente a la adición de sulfatos bien como calcio (yeso)

o magnesio (kieserita o TERRAMAG). El ión sulfato no corrige la acidez pero genera

especies químicas que son más solubles y llevan su acción a mayor profundidad. De esta

forma tanto el sulfato de magnesio como de aluminio se profundizan.

Cuánto debo aplicar?

El pH de un suelo nos muestra la condición de acidez del medio ambiente en el cual se

encuentra la raíz, esto es de la solución de suelo, pero no es un buen indicativo de los

requerimientos de alcalinizantes requeridos para llevar el pH hasta un valor deseado.

Esta gráfica ( http://intdss.soil.ncsu.edu/ ) muestra cómo el % de saturación ácida varía

ampliamente de un suelo a otro, aunque tengan el mismo pH.

La acidez medida por el pH en una mezcla de suelo y agua se conoce como acidez activa y

es una medida de la concentración de H+ en el ambiente de la raíz. Esto, sin embargo, no

representa la cantidad total de ácido en un suelo. Los suelos tienen una fuente grande de

reserva de acidez almacenada por las partículas de arcilla y de materia orgánica o en

compuestos del aluminio y del hierro. A medida que las bases de calcio y magnesio de la

enmienda neutralizan la acidez activa en la solución del suelo, más acidez se disuelve en la

solución desde la fuente de la reserva y el pH no aumenta. Esta resistencia a un cambio de

pH se llama efecto tampón o “buffering”. La capacidad tampón de un suelo es una función

del contenido de arcilla y de materia orgánica, así como de la cantidad de compuestos del

aluminio y del hierro.

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Esta figura (Isabel López de Rojas) muestra cómo una misma cantidad de caliza genera un pH

final muy diferente dependiendo del tipo de suelo en que se aplique. Por esta razón se han

estudiado y propuesto muchos métodos para estimar la cantidad de caliza requerida para

llegar a un pH deseado según las propiedades del suelo. (1, 6, 12, 14, 15, 21, 22, 24, 25, 26,

28, 29, 30, 39).

Se han utilizado diversos procedimientos químicos, los cuales varían en su capacidad para

extraer la acidez del suelo en función de la naturaleza química de la solución de extracción

empleada y de las propiedades físico-químicas del suelo.

La mayoría de los métodos químicos para determinar requerimientos de cal han sido

desarrollados para condiciones de clima templado. En nuestros países tropicales no se han

realizados suficientes estudios para calibrar las metodologías. (5,16, 23, 32, 33, 37,36, 38).

La universidad de Oregon State presenta en forma detallada las diferentes metodologías de

análisis (Soil Methods. Western States Laboratory Plant, Soil and Water. Analysis Manual

2nd Edition, 2003) WCC-103 Publication. WREP-125, 2nd Edition

http://cropandsoil.oregonstate.edu/sites/default/files/WERA103/Methods/WCC-103-Manual-2003-

Soil_Buffer_pH_and_Lime.pdf

Isabel López de Rojas REQUERIMIENTOS DE CAL EN SUELOS DE VENEZUELA. I. CORRELACION ENTRE METODOS

QUIMICOS Y EL DE INCUBACION Agronomía Tropical. 32 (1-6): 125-145 (1982) presenta un amplio estudio

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comparando diferentes metodologías de estimación. La figura siguiente muestra la gran

dispersión de los resultados.

COMPARACION DE METODOLOGIAS DE ESTIMACION DE ENCALADO

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Re

qu

eri

mie

nto

s d

e c

al [K

g/H

a]

Aluminio Intercambiable

SMP

Mehlich

Ca (OH)2

Na2B4O7

Incubación hasta pH 5,5

Incubación hasta pH 6,2

Con una varianza tan grande la mejor solución es realizar pruebas de campo.

El principal causante de la acidez en nuestras condiciones y, por tanto, el elemento a

neutralizar es el aluminio del complejo de cambio. Una de las fórmulas más conocida y

sencilla para calcular el carbonato cálcico que se debe incorporar al suelo con la intención

de reducir los niveles de aluminio de cambio es la propuesta por Kamprath (KAMPRATH, E.J.

Exchangeable aluminium as a criterion for liming leached mineral soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 252-254.

1970) y discutido por McLean (1982). Estos autores proponen incorporar tantas toneladas de

CaCO3 por hectárea de terreno como aluminio de cambio en cmol c kg-1 se detecte en el

suelo (extractable con una solución neutra, tal como KCl). Para cultivos sensibles a la

toxicidad causada por el aluminio se incrementa la dosis en un factor de 1.5 a 2.0. Este

método corresponde a la curva Aluminio intercambiable en la figura anterior y como puede

observarse es el que estima valores más conservadores.

La cantidad de cal requerida para neutralizar el aluminio cambiable es dada por la ecuación

siguiente.

tons CaCO3 per Hectárea = 2,5* Factor x ( meq Al por 100 gramos de suelo)

Factor = (1,0 a 2,0)

El factor considera la carga de los suelos que depende del pH, que da lugar a que una

porción de la acidez no intercambiable sea ionizada mientras que el pH aumenta por la

adición de la cal. Otros autores proponen factores más altos (3). (DATOS DE CAMPO PARA EL

ENCALADO DE SUELOS ÁCIDOS: ALUMINIO COMO CRITERIO. RESPUESTA DE LA CEBADA. María José Lema; Pablo

Rodríguez).

Desafortunadamente el procedimiento para medir Al+3

cambiable por el método de prueba

rutinario de suelo no está bien calibrado a los requerimientos de encalado. Adicionalmente,

no tiene en cuenta el cultivo que se desea plantar.

Por esta razón en California ( LIME RECOMMENDATIONS FOR CALIFORNIA Robert O. Miller) y

Carolina del Norte (Crop Fertilization Based on North Carolina Soil Tests), una solución tampón pH

6.6 se utiliza para medir la acidez extractable (Ac) en los suelos. La solución tampón

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extrae ambos Al3+

cambiable y la acidez dependiente del pH (H+) que se ioniza hasta pH

6.6. (Acidez Mehlich-buffer). Más información. Referencia: Mehlich A, Bowling SS,

Hatfield AL. 1976. Buffer pH acidity in relation to nature of soil acidity and expression of

lime requirement. Commun Soil Sci Plant Anal 7(3):253–63.

.

LIME RECOMMENDATIONS FOR CALIFORNIA Robert O. Miller, et.al.

La regresión de los requerimientos de cal estimados con el Buffer de Mehlich contra los

requerimientos estimados por incubación de cinco días indica una correlación muy buena

entre los dos métodos. El método permite explicar más del 85% de la varianza.

La cantidad de cal a aplicar se estima con la ecuación siguiente.

tons CaCO3 / acre = Ac [(desired pH - soil pH) / (6.6 - soil pH)] - RC

Ac http://courses.soil.ncsu.edu/ssc342/LabManual.pdf

Ac es la acidez cambiable medida con el Buffer de Mehlich y es una medida cuantitativa de

la porción de la CIC ocupada por factores de la acidez, tales como hidrógeno y aluminio.

Su valor, en suelos orgánicos, varía entre 4 y 8 meq/100 cm³ mientras que en suelos

minerales, varía desde cerca de 0.5 hasta 2.5 meq/100 cm³. La cantidad de acidez de ambos

suelos aumenta a medida que el pH disminuye.

RC es un estimado del remanente de cal aplicada recientemente que pueda estar aún en el

suelo. Se estima reduciendo un porcentaje para cada mes que haya transcurrido desde su

aplicación: el 8% para los suelos minerales y el 16% para los suelos mineral-orgánicos y

orgánicos. El RC disminuye más rápidamente para los suelos orgánicos porque la cal

reacciona rápidamente a los niveles más altos de la acidez en estos suelos.

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El pH deseado para un suelo es el pH en el cual la actividad de Al+3

es inocua para el

vegetal cultivado. El efecto de la materia orgánica del suelo en la disminución de la

actividad de Al+3

es considerado estableciendo el pH deseado para cada uno de tres clases

de suelos (mineral, mineral-orgánico y orgánico) basados en su contenido de la materia

orgánica. El pH deseado en el cual el Al+3

cambiable esencialmente se neutraliza es 5,5 a

6,5 (dependiendo del cultivo) para los suelos minerales, 5,5 para los suelos mineral-

orgánicos y 5 para los suelos orgánicos.

NuMaSS lime prediction

NUTRIENT MANAGEMENT SUPPORT SYSTEM (NuMaSS), Version 2.0 SOFTWARE INSTALLATION AND USER.S GUIDE United States Agency for International Development Soil Management Collaborative Research Support Program Technical Bulletin No. 2002-02, September 2002

http://www.sdlearn.net/aprtc/INM/NuMaSS%20Manual.pdf

http://intdss.soil.ncsu.edu/download/documents/IntDSS_YR5_Rept_Obj2-3.pdf

NuMaSS lime prediction: lime factors for different ranges of soil Al saturation (Manuel Cravo

of EMBRAPA-Belem, Leo Miranda of EMBRAPA-Brasilia, Guy Thibaud and Allan Manson of Cedara Res.

Inst./S. Africa, Roberto Novais of Fed. Univ. Viçosa/Brazil, Anthony Juo, Eugene Kamprath and Jot Smyth)

NuMaSS (Nutrient Management Support System) es una herramienta para la toma de decisiones

agronómicas con respecto a manejo de suelo que está disponible a través de Internet. Ella

facilita el diagnóstico de las restricciones de nutrientes del suelo y ayuda a seleccionar las

prácticas de manejo de nutrientes apropiadas y rentables para las condiciones específicas

de una granja. Este software fue desarrollado por la Universidad del Estado de Carolina del

Norte, USA, bajo la dirección del Dr. Jot Smyth, en asocio con varias otras universidades e

instituciones de investigación agrícola de América latina, Africa y Asia en un proyecto

financiado por el programa: Soil Management Collaborative Research Support Program

(CRSP). El software puede ser descargado desde http://intdss.soil.ncsu.edu/

El módulo de la acidez ayuda a diagnosticar y a corregir los problemas del suelo debido a la

toxicidad del Al o a las deficiencias de Ca y de magnesio. La estrategia usada en la

evaluación de los problemas de acidez del suelo consiste en comparar los niveles existentes

de Aluminio en el suelo con valores a los cuales se ha encontrado que la producción de la

cosecha prevista no está limitada por el Al,

Diagnosis: the diagnosis requires the selection of an intended crop and the threshold or

critical level of % Al saturation of the soil cation exchange capacity above which the

crops yields are depressed. Default critical % Al saturation values are provided for each

crop and some cultivars, but the user has the option to specify a different value that may be

more appropriate for their particular crop cultivar or site-specific conditions.

In NuMaSS versions prior to 2.0, lime recommendations are based on a modification of the

equation developed by Cochrane et al. (1980),

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Required CaCO3 in t ha-1 = 1.5 [Al - (TAS*ECEC / 100)] (1)

where,

1.5 = product of a lime factor of 2 equivalents of Ca as CaCO3 for each equivalent

of soil exchangeable Al and the conversion to field lime requirements assuming a

bulk density of 1.0 and a depth of incorporation of 0.15m;

Al = the original Al or Al+H extracted with M KCl from the soil, in cmolc/l or kg of

soil;

TAS = the targeted % Al (or Al+H) saturation of the ECEC; and

ECEC = the original effective cation exchange capacity of the soil, in cmolc/l or kg

of soil.

Lime factor for Al saturation < 20% - There was considerable variation in soil lime factors

for low acid saturation or regions of the curves with “flat” slopes (Table 77). The mean

value across all soils was 13.4. The mean value for soil data sets with sufficient

observations to estimate the slope by linear regression was 13.9 (11 soils). The median

value across all soils is 7.5, which is identical to the value determined by Wade et al. (1987)

with three soils in Sitiung, Indonesia.

Variations in lime factors among soils do not appear to be related to soil differences in

taxonomic order, ECEC, “clay ECEC “ or organic C. A lime factor of 7.5 was chosen for

this range of soil acidity, because it provided the closest match across soils between

predicted and observed % Al saturation for lime treatments within the range of 0-20% Al

saturation.

Lime prediction functions for NuMaSS 2.0 - The complete, new set of rules for predicting

lime requirements are given in the equations that follow, wherein the median lime factor

value of 7.5 is proposed for a TAS of <20%:

For TAS ≥ 20%,

Required CaCO3 in t ha-1 = LF [Al - (TAS*ECEC / 100)] (2)

If [ECEC(100 / %CLAY)] ≤ 4.5 then LF = 2.5 (3)

If [ECEC(100 / %CLAY)] > 4.5 then LF = 1.3 (4)

For TAS <20% and initial soil acid saturation >20%,

Required CaCO3 in t ha-1 = LF [Al-(20ECEC/100)] + 7.5[(19 - TAS)ECEC/100] (5)

If [ECEC(100 / %CLAY)] ≤ 4.5 then LF = 2.5 (6)

If [ECEC(100 / %CLAY)] > 4.5 then LF = 1.3 (7)

For TAS <20% and initial soil acid saturation <20%,

Required CaCO3 in t ha-1 = 7.5 [Al - (TAS*ECEC / 100)]

criterios para los datos dependen de los datos disponibles pero son a menudo una función

de la región, del país, del área agrícola, de cosechas y del suelo.

Cómo debo aplicar la enmienda?

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Epoca del año. La enmienda se puede aplicar en cualquier momento durante el año; sin

embargo, no actuará en el suelo hasta no disponer de suficiente humedad. Para el granjero

el inicio del invierno justo antes de la preparación del suelo, es generalmente la época más

conveniente. No se deben aplicar materiales cáusticos tales como cal viva, cal hidratada o

cenizas de vegetales a las plantas en crecimiento porque pueden afectar el sistema radical.

La cal agrícola, la roca fosfórica, la serpentina y el yeso no dañarán las plantas; sin

embargo se recomienda colocarlas separadas del tronco.

Colocación de las enmiendas. Las enmiendas agrícolas son relativamente insolubles en

agua, así que el contacto máximo con el suelo es necesario para neutralizar la acidez. Las

enmiendas no se moverán en el suelo como los fertilizantes solubles en agua. De ser posible,

es conveniente mezclar a fondo la cantidad recomendada de la enmienda con las 6 a 8

pulgadas superiores de suelo. Cuando se ejecutan labores culturales de herculeo (aflojar la

capa superficial del suelo que se pueda haber apelmazado) se debe aprovechar para aplicar

enmiendas, puesto que se mezclarán mejor con el suelo.

Tan pronto como la humedad esté presente, la enmienda comenzará a reaccionar. Las

partículas gruesas reaccionan más lentamente que partículas muy finas. Por lo tanto, se

recomienda seleccionar enmiendas que tengan tamaño de partícula pequeño, aunque hayan

sido peletizadas para facilitar la aplicación y evitar el polvo. Si el suelo va a ser arado,

debe darse vuelta primero al suelo y en seguida aplicar la enmienda y mezclar.

Las enmiendas se mueven poco en el suelo y neutralizan la acidez solamente en la zona en

donde se aplican. Para ser eficaces, por lo tanto, se deben aplicar uniformemente y ser

incorporadas en el suelo, en la medidad de lo posible. Cuando se aplican irregularmente, el

suelo puede recibir en zonas un exceso y en otras una deficiencia y las producciones se

pueden ver reducidas. Un resultado común en suelos sobreencalados es la deficiencia

inducida de manganeso, el cual, a pesar de estar en el suelo, no se encuentra disponible por

haberse precipitado en pH demasiado altos.

Componentes de un programa de Corrección de pH

En todo programa de corrección de pH debe tenerse presente que además de buscar

eliminar el efecto negativo del aluminio y de lograr una acidez conveniente, debe buscarse

equilibrar la presencia de los elementos nutrientes básicos en la solución del suelo y lograr

un nivel apropiado. Por esto debe aportarse Ca, Mg, S, P y Si. (Se da por supuesto que se

está aplicando potasio)

Componente Efecto Elemento que aporta

Cal agrícola pH y aluminio Calcio

Serpentina pH y aluminio Magnesio y silicio

Wallostinita pH y aluminio Calcio y silicio

Roca Fosfórica Fósforo, pH y aluminio Calcio y fósforo

Yeso No cambia el pH. Profundiza Calcio y azufre

17

Efectos alcalinizantes de la roca fosfórica

Use of phosphate rocks for sustainable agriculture...

Evaluation of phosphate rocks for direct application

La roca fosfórica es la fuente primaria de prácticamente todo el fósforo agrícola en el

mundo. Debido a su lenta reactividad, la mayor parte de los agricultores prefieren fuentes

más solubles que son provistas por empresas que acidulan el mineral para producir ácido

fosfórico y fosfatos que son solubles en agua y muy asimilables, aunque son fácilmente

inmovilizados en suelos ácidos. Muchos años de experimentación han mostrado que las

rocas fosfóricas son muy poco solubles en suelos con pH superiores a 6; sin embargo, en

suelos lixiviados, ácidos y con bajo contenido de calcio, pueden ser casi tan útiles como los

fosfatos solubles. Roca fosfórica añadida a este tipo de suelo puede ser asimilable debido a

la baja concentración de calcio y fósforo y a la disponibilidad de H+ debido al bajo pH.

Aunque los aumentos potenciales en el pH del suelo que resultan de la disolución de la roca

fosfórica son pequeños (Sinclair y otros., 1993b), pueden tener un efecto significativo en

niveles de la saturación del Al en suelos tropicales. (Secondary nutrients, micronutrients,

liming effect and hazardous elements associated with phosphate rock use).

Trabajos en Ultisoles y Oxisoles en Puerto Rico demostraron que la saturación del Al

disminuyó desde 60 por ciento en un pH 4.2 a 35 por ciento en pH 4.5 y 20 por ciento en

pH 4.8 (Pearson, 1975). Estos efectos pueden mejorar características químicas del suelo

perceptiblemente

En conclusión, el efecto alcalinizante de la roca fosfórica existe pero es de magnitud

pequeña. Las aplicaciones de roca fosfórica a niveles de 100-200 kg/ha, con un valor de

neutralización eficaz de 50% son equivalentes a 50-100 kilogramos de cal por hectárea.

Sin embargo, a pesar de ser una cantidad pequeña, debe tenerse presente que es un efecto

adicional al suministro de fósforo y puede tener efectos beneficiosos en las características

químicas de suelos tropicales altamente lixiviados.

Como puede observarse de la reacción de disolución de la roca fosfórica, al aumentar la

concentración de H+ (menor pH) la reacción se desplaza a la derecha haciendo más soluble

la roca. De forma análoga, al aumentar el pH (disminuir [H+]) o aumentar la concentración

de Calcio en la solución del suelo, la reacción se desplaza hacia la izquierda y la roca se

hace más insoluble.

La importancia de la concentración de Ca en el suelo, con respecto a la solubilidad de la

roca fosfórica, es mostrada en la figura siguiente:

18

Tomado de Soil Fertility. Second Edition. H.D. Foth y G. Ellis.

Puede observarse claramente que al aumentar la concentración de calcio se disminuye la

solubilidad de la roca fosfórica.

Se ha demostrado que la aplicación de materiales alcalinizantes afecta la disolución de roca

de fosfato en un suelo ácido (Typic Hapludult). Experimentos de incubación fueron

realizados en un estudio (Z. L. He et, al., Factors Affecting Phosphate Rock Dissolution in

Acid Soil Amended with Liming Materials and Cellulose. Soil Sci Soc Am J 60:1596-1601

(1996)) para aclarar los mecanismos responsables de la disminución en la disolución de

roca fosfórica.

Los cuatro parámetros cinéticos de la disolución estudiados fueron el tiempo de vida media,

la velocidad media de disolución, la velocidad inicial y la velocidad máxima. Todos ellos

fueron afectados perceptiblemente por pH, el contenido de la capacidad cambiable (Ca y

Mg) y capacidad de absorción de P.

Los principales factores responsables de la reducción de la solubilidad fueron:

Un aumento en el Ca cambiable

Un aumento en el pH del suelo

Estos hallazgos muestran que la roca fosfórica debe ser usada antes de corregir el pH del

suelo y que no debe ser mezclada con cales porque de esta forma se disminuye su

solubilidad.

Cálculos teóricos pueden usarse para estimar el equivalente de carbonato de calcio de una

roca fosfórica, suponiendo que todo el calcio en ella sea usado para neutralizar acidez.

19

También se puede medir analíticamente por el procedimiento de la Association of Official

Analytical Chemists donde 1 g de la roca se agrega a 50 ml de 0.5 N HCl y la acidez

residual es medida por una titulación reversa. Normalmente, la capacidad de neutralización

relativa de la roca fosfórica es de cerca de 50 por ciento.

Si la roca fosfórica es usada de forma apropiada puede ser una fuente muy económica de

fósforo y calcio y al mismo tiempo dar lugar a la disminución de la toxicidad del aluminio.

Este resultado es reflejado no sólo por una disminución del aluminio extractable sino

también por un aumento en el nivel de Ca cambiable (KAMPRATH, E.J. Exchangeable aluminium

as a criterion for liming leached mineral soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 252-254. 1970).

Es importante enfatizar que las rocas fosfóricas son aprovechadas más eficientemente en

suelos ácidos con bajo contenido de calcio. Por esta razón, si el programa de manejo del

suelo incluye la aplicación de enmiendas alcalinizantes, especialmente cales, éstas deben

ser aplicadas después de la roca fosfórica, dejando un lapso de tiempo prudencial (6 meses)

para que sea disuelta en el suelo. (Soil Fertility).

Silicio en el Suelo (Silicon in the Life and Performance of Turfgrass. Lawrence E. Datnoff, Applied Turfgrass Science, 2005)

El silicio es el segundo elemento mineral más abundante en suelo después del oxígeno y

abarca aproximadamente 28% de la corteza de tierra. Las soluciones del suelo tienen

generalmente una concentración de silicio de 3 a 17 mg de silicio por el litro (Hull, R. J. 2004.

Scientists start to recognize silicon’s beneficial effects. Turfgrass Trends 8:69-73). Esto se considera

relativamente bajo; sin embargo, es más de 100 veces la concentracción del fósforo en las

soluciones del suelo.

A pesar de la abundancia de silicio en la mayoría de los suelos del mundo, una deficiencia

de silicio puede llegar a ocurrir debido a su agotamiento producido por cosechas

continuadas y con altas demandas de este elemento, tales como arroz (Elawad, S. H., and

Green, V. E. 1979). El arroz absorbe 230 a 470 kilogramos de silicio por hectárea y cultivos

intensivos dan como resultado el retiro del silicio de la solución del suelo en una rata mayor

que la de reposición natural, si no se procede a la fertilización con fuentes de más rápida

disponibilidad (Elawad, S. H., and Green, V. E. 1979, Kang, Y. K. 1980).

La deficiencia del silicio ocurre más a menudo en suelos donde se presenta alta pluviocidad,

con bajos contenidos de bases y bajos pH tales como Oxisoles y Ultisoles que se utilizan

para cultivar el arroz en las altiplanicies en Asia, Africa y América latina. La precipitación

frecuente en las regiones donde ocurren estos dos tipos de suelos puede causar altos grados

de desgaste por la acción atmosférica de lixiviación y de desilificación (Kang, Y. K. 1980).

Esta puede ser una de las causas no identificadas de una productividad más baja de arroz de

muchos suelos tropicales/subtropicales comparados con suelos templados. La aplicación de

silicio ha incrementado el rendimiento de la producción de arroz en este tipo de suelo.

(Yamauchi, M. y Winslow, M. D. (1989) Plant Soil 113, 265-269).

Los suelos orgánicos (Histosoles) son también deficientes en silicio asimilable a las plantas

debido al mayor contenido de materia orgánica (>80%) y el contenido relativamente bajo

20

de minerales. Los Entisoles que tiene un alto contenido de arena de cuarzo (SiO2) también

presentan bajos niveles de silicio asimilable (6).

La mayoría de las investigaciones sobre efectos del ácido monosilícico en las características

del suelo se refieren a su interacción con los fosfatos (Matichenkov y Ammosova, 1996). El

fertilizante de silicio aplicado al suelo inicia dos procesos. El primer proceso implica

aumentos en la concentración de ácidos monosilícicos que dan como resultado la

transformación de fosfatos levemente solubles en fosfatos asimilables (Lindsay, 1979,

Chemical equilibria in soils; V.V. Matichenkov and D.V. Calvert SILICON AS A BENEFICIAL ELEMENT FOR

SUGARCANE. ). Las ecuaciones para estas reacciones son como sigue:

CaHPO4 + Si(OH)4 = CaSiO3 + H2O + H3PO4

2Al(H2PO4)3 + 2Si(OH)4 + 5H+ = Al2Si2O5 + 5H3PO4 + 5H2O

2FePO4 + Si(OH)4 + 2H+ = Fe2SiO4 + 2H3PO4

En segundo lugar, el fertilizante de silicio fija el P por adsorción, de tal modo que

disminuye su lixiviación en 40 - 90% (Matichenkov y otros., 2000). Es importante anotar

que el P fijado se conserva asimilable. EFFECT OF Si-RICH SLAG AND LIME ON P LEACHING IN SANDY

SOILS. V.V. Matichenkov, et. al. Journal American Society of Sugarcane Technologists, Vol.22, 2002

El silicio también interacúa con el aluminio en el suelo. En los suelos el aluminio ocurre

principalmente como especie hidratada ([Al(H2O)6]3+

) (Driscoll and Schecher, 1989). El

silicio en los suelos naturales existe sobre todo como ácido orto silícico (Si(OH)4) (Birchall,

1992). Estas especies químicas interactúan y se altera perceptiblemente la agregación,

sedimentación y movilidad produciendo aluminosilicatos poco solubles (Duan and Gregory,

1998, Lumsdon y Farmer, 1995). Tales interacciones reducen la toxicidad del aluminio.

(Birchall et al., 1989) móvil y Esto significa que las enmiendas de silicio se pueden utilizar

para mejorar las características químicas de suelos ácidos.

Los silicatos de magnesio y calcio son generalmente levemente alcalinos (Lindsay, W.L. 1979.

Chemical equilibria in soils. John Wiley & Sons, New York.), por esta razón ayudan a neutralizar la

acidez del suelo:

6H + + Mg3Si2O5(OH)4 3 Mg

++ + H2O + 2Si(OH)4

Acidez Serpentina Magnesio soluble Silice asimilable

Matichenkov y Bocharniko, 2000 demostraron que el tratamiento del suelo con materiales

ricos en silicio aumenta la capacidad de absorción de agua y la capacidad de intercambio

catiónico de los suelos. Numerosos experimentos de campo han demostrado que la

fertilización con silicio tiene más influencia en el crecimiento vegetal en suelos ácidos que

abonando con cal (Ayres, 1966; Fox y otros., 1967).

Los silicatos de magnesio y de calcio son las fuentes naturales más disponibles en

Colombia de sílice. Los sulfatos de magnesio producidos a partir de silicatos tienen un

contenido importante de sílice disponible. Esta sílice es amorfa y muy fácilmente

asimilable.

21

Silicio en el agro

El silicio se absorbe fácilmente como ácido silícico, H4SiO4, de modo que las plantas

terrestres lo contienen en concentraciones apreciables, con concentraciones que van desde

una fracción de 1% de la materia seca a varios puntos por ciento y en algunas plantas hasta

10% o aún más alto. A pesar de esta prominencia del silicio como componente mineral de

las plantas, no se considera entre los elementos definidos como “esenciales,” para ninguna

planta terrestre mayor, excepto los miembros de la clase Equisitaceae. Ningún otro

elemento está presente en tan altas cantidades en las plantas de modo tan persistente, sin ser

considerado esencial

Aunque el silicio no se considera un elemento esencial; el desarrollo de las plantas, su

crecimiento y la producción se ha aumentado en las cosechas cuando es usado en muchas

especies gramíneas y algunas especies no gramíneas. También se sabe que el silicio reduce

algunas enfermedades de las plantas, especialmente en el arroz.

Existe una amplia evidencia (The Anomaly of Silicon in Plant Biology, 1994.

Epstein, Emanuel) de que cuando el silicio se encuentra fácilmente disponible a las plantas,

juega un papel importante en su crecimiento, en la nutrición mineral, la resistencia

mecánica y en la resistencia a las enfermedades producidas por hongos y a las condiciones

químicas adversas del medio.

(Tomado de El silicio como elemento benéfico en avena forrajera (Avena sativa L.): Respuestas fisiológicas

de crecimiento y manejo. Oswaldo Andrés Borda, Fredy Humberto Barón y Manuel Iván Gómez)

“El silicio es absorbido en un rango de pH de 2 hasta 9 en forma energéticamente pasiva (Epstein, 1994), siendo tomado por la raíces en la solución como ácido monosilícico Si(OH)4 (Yoshida, 1975;

Loué,1988) para ser acumulado en las células epidermales que las impregna en una fina capa (2,5 μm) y al asociarse con pectinas y polifenoles en la pared celular (Epstein, 1994) pueden ser barreras

efectivas a la pérdida de agua, transpiración cuticular e infecciones fungosas;”

“…, se ha sugerido que la asociación del silicio con los constituyentes de la pared celular los hace

menos susceptibles a la degradación enzimática que acompaña la penetración de la pared celular por

las hifas de los hongos (Salvant et al., 1997).”

En gramíneas, una porción considerable de silicio está en la epidermis en ambas superficies de la hoja, el cual se localiza En condiciones de campo, el silicio puede estimular el crecimiento (entendido como

la acumulación irreversible de materia seca, que se asocia a procesos de elongación y crecimiento

celular) (Loaiza, 2003) y la productividad por aumentar la disponibilidad de elementos como el P, Ca, Mg, K y B, al contrarrestar el antagonismo generado en suelos con alta saturación de aluminio y hierro

(Epstein y Bloom, 2005; Hodson y Evans, 1995).

En Japón y Estados Unidos, altos contenidos de silicio en los retoños de arroz y trigo generaban

coeficientes bajos de transpiración en condiciones de baja humedad. Por lo anterior, el efecto del silicio se considera benéfico, pues actúa como un “elemento alarma” frente a condiciones de estrés hídrico, al

impedir la pérdida de agua por acción de la capa de silicio (Hutton y Norrish, 1974).

22

Por otra parte se ha observado que las deficiencias de fósforo en cereales, principalmente arroz,

disminuyen con las aplicaciones de silicatos (Imauzumi y Yoshida, 1958), ya que el silicio en su forma e

ión silicato aumenta disponibilidad de fósforo al liberarlo a partir de los colóides del suelo y de los fosfatos de hierro, manganeso y aluminio, en suelos con reacción ácida, ya que hace una sustitución

de los fosfatos por los silicatos, permitiendo a su vez contrarrestar el efecto tóxico de los microelementos metálicos (Epstein y Bloom, 2005, Oduka y Takashi, 1961; Fassbender y Muller,

1967).”

GOUSSAINGOUSSAIN, et al. (2003) , et al. (2003) –– Crop ProtecciCrop Proteccióónn

MandMandííbulas de LARVAS bulas de LARVAS

(S. fragiperda)(S. fragiperda)

Con SiCon Si

Sin SiSin Si

Las fuentes de magnesio agrícola de Magnesios Heliconia (TORNADO y TERRAMAG)

contienen como valor agregado silicato de magnesio. Adicionalmente, cuando los

productos contienen sulfato de magnesio, presentan también sílice amorfa de alta

disponibilidad para las plantas. Es éste un factor de la mayor relevancia en cultivos que se

conoce son ávidos de silicio, tales como el arroz, la caña y el pasto.

3MgO.2SiO2.2H2O + H2SO4 + H2O 3(MgSO4.H2O) + 2Si(OH)4

Serpentina Acido sulfúrico Sulfato de magnesio Sílice amorfa

Este es un elemento a considerar cuando se compara el sulfato de magnesio de Magnesios

Heliconia S.A., TERRAMAG, con la kieserita. Realmente no existe en el mercado una

fuente de sílice asimilable tan efectiva como el sulfato de magnesio producido a partir de

serpentinita.

Yeso en el agro como enmienda

23

Inhibición de germinación por una

costra superficial severa.

Gypsum for Agricultural Use in Ohio

El yeso es sulfato de calcio hidratado (CaSO4.2H2O) y usa a menudo como aconditionador

del suelo para mejorar la estructura y salud del suelo. Comparado con la mayoría de las

otras enmiendas ricas en calcio, tales como piedra caliza, el yeso es relativamente soluble

en el agua, disolviendo hasta 2 g por litro. La solubilidad del yeso, cuando aplicado

superficialmente o incorporado, permite una liberación rápida de los iones del calcio (Ca2+

)

y de sulfato (SO42-

) en la solución del suelo. La fuente de sal disuelta y de iones de Ca2+,

particularmente, puede reducir formar una costra del suelo (cuadro 1) y de otra manera la

estructura del suelo de la ventaja. La agregación de las partículas de arcilla que ayudan a

formar y a estabilizar la estructura del suelo es realzada claramente por la presencia del

calcio en los sitios de intercambio de las arcillas. (Gypsum for Agricultural Use in Ohio, Ohio State

University Extension Fact Sheet)

Es importante observar que el yeso puro no es un agente alcalinizante y no puede ser

utilizado para levantar el pH del suelo. Sin embargo, el yeso tiene el potencial de relevar la

toxicidad de aluminio (Al3+

) en suelos ácidos y de proveer calcio y sulfuro para la nutrición

de las planta.

El yeso mejora las propiedades del suelo

El calcio del yeso modifica las partículas de algunas arcillas del suelo haciendo que

floculen de tal modo que mejoran la estructura del suelo. La floculación ocurre porque los

componentes finos del suelo (arcilla y materia orgánica) llevan cargas negativas y atraen

normalmente el calcio, que lleva dos cargas positivas. Las moléculas de agua actúan como

puente entre los dos, así que las partículas de la arcilla se ligan. El componente del calcio

también incentiva el crecimiento de los organismos del suelo que ayudan a mantener la

estructura y la estabilidad del suelo. (William P. Miller - University of Georgia .Use of Gypsum to

Improve Physical Properties and Water Relations in Southeastern Soils, FIPR Publication #01-020-082, 1989)

La caliza agrícola es también una buena fuente del calcio pero no es tan soluble como el

yeso. Mucho del efecto beneficioso del yeso es debido a su mayor solubilidad. Además de

tener ventajas potenciales cuando se aplica superficialmente, se profundiza en el subsuelo

donde puede mejorar la agregación y pasivar el aluminio. Esto genera un ambiente mejor

24

para las raíces; un drenaje mejor, aireación y menos resistencia a la penetración. (Gypsum:

Effects on physical soil properties. Darryl Warncke, Crop & Soil Sciences)

Los efectos beneficiosos del yeso en el control de la erosión, aumentando la infiltración y

reduciendo la escorrentía y la formación de costra superficial, se han demostrado en varios

estudios. (Gypsum Amendment and Exchangeable Calcium and Magnesium Affecting Phosphorus and

Nitrogen in Runoff.N. Favaretto,et.al., 2006).

Extracción libre del capítulo 5 de Química de la acidez del suelo de Raúl Zapata

La aplicación de yeso incrementa los contenidos de Ca intercambiable en profundidad y

disminuye la toxicidad de aluminio lo cual permite que las raíces logren una mayor

penetración en profundidad y así, dispongan de una mayor cantidad de agua y nutrientes

que se han lixividado. Este mejoramiento en las propiedades químicas por la aplicación de

yeso, permite a las plantas soportar un mayor número de días bajo condiciones de estrés

hídrico.

Reacciones del yeso en el suelo.

La toxicidad de aluminio en el suelo se elimina por neutralización cuando se remueve de la

solución del suelo el Al+3

, como Al(OH)3. Se ha mencionado antes, que esto sucede cuando

se aumenta el pH del suelo. Otra forma, coma ya se ha dicho, es adicionando bases de

Lewis como el sulfato aportado por el yeso, que es la fuente más común por su factibilidad

económica. Otra forma es adicionando materia orgánica, fosfatos y silicatos. La

corrección de la toxicidad del Al del suelo por la aplicación de cal, sucede por una

reacción química de neutralización. La corrección que se hace con yeso es mediante una

reacción química de precipitación. Por lo que, se consigue el mismo efecto por dos

procesos químicos distintos.

La aplicación de yeso a los suelos no cambia su pH en un rango mayor de 0.3 unidades,

aunque se consigue una disminución drástica de la toxicidad con Al. El mecanismo por el

cual disminuye la toxicidad del Al, se debe a que es precipitado como tres posibles

compuestos: jurbanita, basaluminita y alunita, como se muestra en las siguientes

ecuaciones (Pavan y Bingham, 1982; Sposito, 1989): Formación de jurbanita:

Al+3

+ SO4-2

+ 6H2O AlOHSO4 + H+

Formación de basaluminita:

4Al+3

+ SO4 -2

+ 15H2O Al4(OH)10SO4.5H2O + 5H+

Formación de alunita:

K+

+ 3Al+3

+ 2SO4-2

+ 6H2O KAl3(OH)6(SO4)2 + 2H+

Cuando se aplica yeso al suelo, una de las reacciones posible es la siguiente:

2AlX3 + 3CaSO4.H2O+ 6H2O 3CaX2 + 2H+

+ AlOHSO4.5H2O

25

La ecuación muestra el efecto total de la aplicación de yeso al suelo y la precipitación de

jurbanita, en este caso

Ca+2

+ SO4-2

CaO.SO3

En las tres ecuaciones el SO4

-2 aportado por el yeso precipita el Al

+3 en tres compuestos

diferentes de muy baja solubilidad; se observa en las reacciones que la precipitación de

estos sulfatos de aluminio libera H+, los cuales si no son neutralizados por otros

componentes, pueden causar un pequeño decrecimiento en el pH del suelo, alrededor de

0.3 unidades. Es necesario investigar en qué condiciones se forma la alunita porque

causaría una disminución del K en el suelo, situación que sería muy grave en suelos

deficientes en este elemento (Sposito, 1989).

La aplicación de cal favorece la formación de especies hidrolizadas (AlOH+2

, Al(OH)2+,

Al(OH)3o), formas que son comunes cuando aumenta el pH del suelo. Igualmente, se

observa lo que se ha visto en experimentos de movilidad, que el efecto de la cal solo es

superficial, en cuanto al aporte de calcio y neutralización del Al+3

.

Cuando al suelo se le aplica yeso, predominan en el perfil del suelo los pares iónicos

AlSO4 +

y CaSO4 o , disminuyendo el Al

+3 total entre 40 y 64%. El Al

+3 total es más alto en

superficie y disminuye en profundidad, mientras que con cal, desparece de la superficie. El

calcio se distribuye en todo el perfil del suelo cuando se aplica yeso, con cal, el calcio solo

es alto en la superficie. Todo lo anterior es lo que favorece el crecimiento de raíces, y de

26

esta forma poder aprovechar los nutrientes y el agua que se encuentran en profundidad y

que en unas condiciones de toxicidad no son accesibles a las plantas.

El anión de la enmienda que acompaña al calcio tiene un gran efecto sobre su movilidad.

La posibilidad de formar un determinado tipo de par iónico determina si el calcio se mueve

o no con el agua que percola en el perfil del suelo. En la figura 5.16 se muestra los

resultados de un estudio de lixiviación en columna de un suelo. En este ensayo se aplicó

superficialmente calcio acompañado por diferentes aniones. La cantidad de agua aplicada

fue igual a la precipitación de un año. Se observa el efecto que tiene el anión en la

movilidad del calcio en el suelo

El calcio aplicado como carbonato no tiene mucha movilidad. Esto es debido a que el ión

carbonato es convertido en CO2 y H2O por la acidez del suelo en superficie y el calcio

queda en la posibilidad de ser retenido por el complejo de cambio. Los sulfatos llevan al

calcio hasta los setenta cm y los cloruros los distribuyen en toda la profundidad evaluada.

Los pares iónicos, CaSO4 0, CaSO4

+ y CaClo, CaCl+ influyen en su movilidad. Las

propiedades de los suelos tienen una marcada influencia en esta movilidad. La cantidad y

naturaleza de las cargas eléctricas, el pH, el contenido de arcilla, entre otras, ejercen un

efecto importante en los aniones (Bohn y otros, 1993)

Ventajas del uso de yeso(Gypsum - The Universal Soil Amendment)

El yeso es ampliamente utilizado mejorar la fertilidad y el funcionamiento de suelos

productivos. El yeso:

Mejora la estructura, aireación y el drenaje del suelo

Reduce la compactación y agrietamiento del suelo

mejora la penetración de las raíces.

mejora el contenido de calcio del suelo, sin cambiar el pH

aumenta el azufre disponible en el suelo

estabiliza los componentes orgánicos

aumenta la lixiviación del aluminio del suelo

27

aumenta la lixiviación del hierro, cobre, cinc y del manganeso. (Puede generar

deficiencias de estos nutrimentos)

puede inducir la deficiencia del magnesio debido a la lixiviación del sulfato del

magnesio

aplicada a los suelos arenosos puede deprimir el transporte del fósforo

puede tener efectos negativos en la inoculación mycorrhizal de las raíces.

REQUERIMIENTOS DE CAL EN SUELOS DE VENEZUELA. I. CORRELACION ENTRE METODOS

QUIMICOS Y EL DE INCUBACION

Isaura López de Rojas*

1. ABRUÑA F. and J. VICENTE. Requirement of a quantitative method for

determining the lime requirements of sells. The Journal of Agric. of the Uniu of

Puerto Rico 39 (1): 41 - 45. 1955.

2. ADAMS, M. Soil acidity components determination Mimeografiado, 8p. 1974.

3. ADAMS, M. Charge characteristics of selected soils from tropical areas Tesis de

grade PhD. University of Florida. 151 p.

4. ALLISON, l.E. Organic carbon. In: Method of Soil Analysis. Black C.A. (Ed) ASA.

Agronomy 9: 1372 - 1374. 1965.

5. AMEDEE, G. and M. PEECH. The significance of KCl extractable Al {IIIJ as an

index to lime requirement of soils of humid tropics. Soil Sci. 121:227 - 233. 1976.

6. CLYDE E., EVANS and A.J. KAMPRATH. Lime response as related to percent Al

saturation, solution Al and organic matter content. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 34: 893

- 896. 1970.

7. COLEMAN, M T. and G. W. THOMAS. The basic chemistry of soil acidity. In: R.

W. Pearson and F. Adams (ed). Soil Acidity and liming. Agronomy 12:1 - 41. 1967.

8. COMERMA, J. y R. PAREDES. Principales limitaciones y potencial agrícola de las

tierras de Venezuela, Multigrafiado 13p. 1977.

9. CHAPMAN, H.D. Cation-exchange capacity. In: Method of Soil Analysis. Black

C.A. (Ed) ASA. Agronomy 9:891. 1965.

10. DAY, P.R. Particle fractionation and particle-size analysis. In: Method of Sol/

Analysis. Black CA (Ed) ASA. Agronomy 9: 552-562. 1965.

11. DEWAN, H.C. and C.J. RICH. Titration of acid soil. Soil Sci. Soc Am. Proc. 34:38-

44. 1970.

12. DUNN, l.E. Lime requirement determination of soils by moans of titration curvas

Sol/ Sci. 56: 341 - 351. 1943.

13. JUO, A.S.R. and E.1 KAMPRATH. Copper chorido as an extractant for estimating

the potencially reactive peel in acid soils. Soil. So,i. Soc. Am. J. 43: 35 38. 1979.

14. KAMPRATH, E.J. Acidez del suelo y encalado. Boletín 4. International Soil

Testing Program. North Carolina, State Univ. 1967. 22 p.

15. KAMPRATH, E.J. Exchangeable aluminium as a criterion for liming leached

mineral soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 252-254. 1970.

28

16. KENG, J.K.C. and G. UEHARA. Chemistry, mineralogy and taxonomy of Oxisols

and Ultisols. Soil Crop Sci. Soc Of Agron. 33:119 - 126. 1973.

17. LIN, CLARA and N. T. COLEMAM The measurement of exchangeable aluminium

in soils and clays. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 24: 444-446. 1966.

18. LOYNACHAN, T.E. Lime requirement methods for cold region soils. Soil Sci. Soc

Am. J. 45 (1): 75-80. 1981.

19. McLEAN, E.O.; H.E. SHOEMAKER and W.R. HOURIGAN Some effects of

aluminium on lime requirement test of soils Trasaction of 7th Int. Con. of Soil Sci.

2: 142-151. 1960.

20. McLEAN, E.O., W.R. HOURIGAN; H.E. SHOEMAKER and D.R. BHUMBLA.

Aluminium in soils. V. Form of aluminium as a cause of soil acidity and a

complication in its measurement. Soil Sci. 97: 119- 126 1964.

21. McLEAN, E.O. Aluminium. In: Methods of Soil Analysis, Black CA {EdJ ASA.

Agronomy 9: 978. 1965.

22. McLEAN, E.O., S.E. DUNFORD and F. CORONEL. A Comparison of sewral

methods of determining lime requirement of soils. Soil Sci. Soc Am. Proc 30: 26-30.

1966.

23. McLEAN, E.O.; D.J. ECKERT, G.Y. REDDY and J.F. TRIERWEILLER. An

improved SMP soil lime requirement method incorporating double buffer and quick

test fea,utures. Soil Sci. Soc. Am. J, 42 (2): 311 - 316. 1978.

24. PEARSON, R.W. Soil acidity and liming in the humid tropics. Cornell lot. Agric

Bull 30. New York State College of Agriculture and life Sciences. Cornell

Uníversity. Ithaca, N. Y. 1975. p. 51-52

25. PEECH, M. and R. BRADFIELD. Chemical methods for estimating lime needs of

soils. Soil Sci. 65: 35 - 55. 1948.

26. PEECH, M. Lime requirement. In: Methods of Soil Analysis Black CA rEdJ. ASA .

Agronomy 9. 927 - 932 1965.

27. PRATT, P.F. and F.L. BLAIR. Buffer methods for estimating lime and sulfur

applications for pH control of soils. Soil Sci. 93: 324 - 332. 1962.

28. RODRIGUEZ, S. T. Comparación de métodos químicos rápidos para determinar

requerimientos de cal de los suelos Universidad de Oriente. Trabajo de grado 57 p.

1971.

29. ROJAS, I. L. Evaluación de métodos químicos para determinar requerimientos de

cal en suelos ácidos del país. Agronomía Tropical 24 (4):259 - 278. 1974.

30. ROJAS, I.L. de . Evaluación biológica de métodos químicos para determinar

requerimientos de cal en suelos ácidos de Venezuela. Agronomía Tropical 26 (4):

393 - 411. 1977.

31. ROJAS, I. L. de. Determinación de la naturaleza de /a acidez en suelos

representativos de Venezuela y su influencia en los requerimientos de cal, trabajo de

grado M. Sc Facultad de Agronomía. Universidad Central de Venezuela. 53p. 1980.

32. ROJAS, I. L. de. REQUERIMIENTOS DE CAL EN SUELOS DE VENEZUELA. III.

INTERPRETACION DE ANALISIS POR EL METODO DE TITULACION CON

Ca(OH)2 Agronomía Tropical. 33(1-6): 443-458

32.

29

33. ROJAS, I.L. de y M. ADAMS. Naturaleza de la acidez en suelos representativos de

Venezuela y su influencia en los requerimientos de cal. I. Fuentes de acidez de los

suelos. VI Congreso Nacional de la Sociedad Venezolana de la Ciencia del Suelo.

Guanare. Venezuela. Mimeografiado . 1980. 42 p.

34. SHAINBERG, I. and J,E. DAWSON. Titration of H-clay suspensions with salt

solation. Soil. Sci. Soc Amer Proc 31: 619 - 626. 1967.

35. SHOEMAKER, H.E,; E,O. McLEAN and P.F. PRATT. 1967. Buffer method for

determining lime requirement of soil with appreciable amount of extractable

aluminium. Soil Sci. Soc Am. Proc 25: 274 - 277. 1967.

36. SCHWERTMANN, U and M.L. JACKSON. Hydrogen aluminium clays: A third

buffer range appearing in potentiametric titration. Science. 139: 1052 - 1054. 1963.

37. SPAIN, J.M.,. C.A. FRANCIS; R. W. HOWELER and f. CAL VO. Differential

species and varietal tolerance to sell acidity. In: E. Borne nisza and A. Alvarado

(ed) Soil Management in Tropical América. North Carolina State University,

Raleigh 1975.

38. VAN RAIJ, B. and M. PEECH. Electrochemical properties of same Oxisols and

AlLisols in the tropics. Soil Sci. Soc Am. Proc 36:589 - 593 - 1972.

39. VENEMA, K.C.M Some notes on pH, lime status and liming of subtropical and

tropical soils. Potash Rev. Subjects 17th sinte. pp 1 - 3. 1961.

40. VLAMIS, J. Acid soil in fertility as related of solution dograe of calcium saturation

of soil. Soil Sci. 67: 453 - 466. 1953.

Harris, W.G., R.D. Rhue, G. Kidder, R.B. Brown, and R. Littell. 1996. Phosphorus

retention as related to morphology of sandy coastal plain soil materials. Soil Sci. Soc. Am.

J. 60:1513-1521.

4. Lindsay, W.L. 1979. Chemical Equilibria in Soil. John Wiley & Sons, New York.

5. Mansell, R.S., S.A. Bloom, and B. Burgoa. 1991. Phosphorus transport with water flow

in an acid, sandy soil. In Jacob B., and M.Y. Corapcioglu (Ed). Transport process in porous

media. Kulwer Acad. Publ.,Dorchester, the Netherlands, p.271-314.

6. Matichenkov, V.V., V.M. Dyakov, and E.A. Bocharnikova. 1997. The complex

siliconphosphate fertilizer. Russian patent registration No.97121543.

7. Matichenkov, V.V., D.V. Calvert, G.H. Snyder, B. Whalen, and Y. Wan. 2000. Nutrients

leaching reduction by Si-rich substances in the model experiments. In Proc. 7th Inter. Conf.

Wetland systems for water pollution control, Lake Buena Vista, Florida, Nov. 11-16, 2000,

583-

592. Journal American Society of Sugarcane Technologists, Vol.22, 2002

13

8. Parl, B. 1967. Basic Statistic. Doubleday & Comp., Inc., Garden City, N.Y. P. 364.

9. Rochev, V.A, R.V. Shveikina, G.A. Barsukova, and N.N. Popova. 1980. The effect of

silica gel on agrochemical soil properties and crop of agricultural plants. In Plant Nutrition

and

Programming of Agricultural Plants. Proceed. Sverdlovsky ACI, Perm, 60:61-68.

10. Richardson, C.J., and P. Vaithiyanathan. 1995. Phosphorus sorption characteristics of

Everglades

soils along a eutrophication gradient. Soil Sci. Soc. Am. J. 59:1782-1788.

30

11. Sims, J. T., Simard R.R., and B.C. Joern. 1998. Phosphorus loss in agricultural

drainage: historical

perspective and current research. J. Environ. Qual. 27:277-293.

12. Walsh, L.M., and J.D. Beaton 1973. Soil testing and plant analysis. Soil Sci. Soc. Am.

Inc.,

41. Madison, Wisconsin, USA.

3McLean, E.O. (1982). Soil pH and lime requirement. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical

and Microbiological Properties. 2nd Edition, Number 9 (Part 2) in series. Pages: 199-224. American

Society of Agronomy, Madison, WI.

Ayres, A.S.. 1966. Calcium silicate slag as a growth stimulator for sugarcane on low silicon

soils. Soil Sci. 101(3):216-227.

SILICON AS A BENEFICIAL ELEMENT FOR SUGARCANE V.V. Matichenkov ... www.assct.org/journal/JASSCT%20PDF%20Files/vol22/matichenkov.pdf

Soluble and total silicon in sugar cane www.springerlink.com/index/H3H1U253H0H26L38.

RESPONSE OF CITRUS TO SILICON SOIL AMENDMENTS SILICON FERTILIZERS FOR CITRUS IN FLORIDA fulltextt10.fcla.edu/DLData/SN/SN00971219/0112/1999_112_5_8_Matichenkov.pdf

RESPONSE OF CITRUS TO SILICON SOIL AMENDMENTS