Química y fertilización de los suelos 🧪
Las plantas de la mano de la agricultura hoy en día buscan su expresión máxima en terminos de productividad y calidad. Para lograr esto se ha desarrollado entre varias herramientas la fertilización, que consiste en entregar a la planta los elementos esenciales que necesita para sus funciones fisiológicas. Esa fertilización utiliza el suelo cómo medio de intercambio de nutrientes a través del agua. Eso establece una relación importante entre las carácteristicas de ese suelo y las necesidades de fertilización, el objetivo es dar una fertilización específica para cada suelo, balanceada según las carácteristicas del cultivo el suelo, y oportuna que al final permita el aumento de productividad y calidad en las plantas. Para enteneder lo que hemos denominado cómo la química de los suelos es importante revisar y entender conceptos claves dentro de la agrícultura y la química. Las propiedades químicas de un suelo son las más lentas de modificar y en general las más costosas, por lo que deben desarrollarse con cuidado para evitar daños a largo plazo y generar respuestas adecuadas en las plantas.
Elementos esenciales para las plantas
Los elementos esenciales para las plantas son aquellos nutrientes que son necesarios para su crecimiento, desarrollo y reproducción. Estos elementos desempeñan roles vitales en diversos procesos metabólicos y funciones fisiológicas dentro de la planta. Los elementos esenciales pueden formar iones mediante enlaces químicos con otros elementos. Las plantas tiene en su composición básicamente carbono, oxigeno y elementos minerales. El oxigeno y carbono conforman el 90% de la constitución de todas las plantas y generalmente no se consideran como elementos esenciales debido a que se obtienen del aire y del agua; el 10% restante es el que se aporta normalmente mediante la fertilización mineral.Figura 1: Composición típica de una planta (% materia seca)
Las plantas toman los nutrientes del suelo mediante tres mecanismos básicos: flujo de masas, difusión e interceptación. En los tres mecanismos de absorción se obtiene un incremento cuando las plantas están en un suelo en el que la humedad esta en capacidad de campo ya que permite que los elementos minerales se muevan con mayor facilidad.El flujo de masas: se da cuando el elemento en la fase acuosa de la solución del suelo se mueve a través de la raiz a medida que la planta transpira. Se crea una conexión continua entre el agua que se evapora desde la hoja y el agua presente en la rizosfera lo que brinda la energía suficiente para mover los elementos al interior de la planta. Los elementos que más se benefician con esta metodología son N, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mo
La difusión se presenta cuando el elemento en la fase acuosa se mueve dentro de la interfaz del suelo por gradientes de concentración hasta posicionarse cerca de las raices que luego lo toman. Las distancias que se mueven los nutrientes son cortas. Se estima que el NO₃⁻ se mueve 3 mm por día, el K⁺ 0.13 mm por día y el H₂PO₄⁻ 0.9 mm por día. La difusión beneficia más al P, K, Mn, Zn.
Y por último, la interceptación se presenta cuándo la raiz crece y se encuentra en ese desarrollo con nutrientes contenidos en la solución del suelo. En este caso la interceptación se estima proporcional al tamaño de las raices (una raiz ocupa 1% a 3% del volumen del suelo), es el método menos utilizado por los nutrientes para ingresar a la planta dado que el tamaño de la raiz es muy pequeño en comparación con el del suelo.
La agricultura y la ciencia han aprendido que las plantas requieren estos elementos para ser absorbidos por las raíces de las plantas y utilizados en procesos vitales como la fotosíntesis y la formación de proteínas. Estos pueden ser absorbidos solos o en la mayoria de los casos como iones. Las plantas requieren 16 elementos minerales para su crecimiento y desarrollo, estos varian en las cantidades en las que son consumidos por las plantas, clásificandose en macronutrientes, a aquellos que la planta consume en mayor cantidad y micronutrientes a aquellos que la planta consume en cantidades muy pequeñas. Todos estos elementos son importantes en el desarrollo fisiologíco de las plantas sin importan la cantidad que la planta requiera, la ausencia de uno generará problemas en el desarrollo.
| Elemento | Función | Aspectos que mejoran su absorción | Aspectos que reducen su absorción | Forma Iónica | Movilidad en la Planta | Valencia |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nitrógeno (N) | Es un componente esencial de las proteínas, ácidos nucleicos, clorofila y enzimas. Participa en la síntesis de aminoácidos, que son los bloques de construcción de las proteínas. El nitrogeno es crucial para el crecimiento y desarrollo vegetal, la fotosíntesis, la formación de tejidos y la producción de cosechas. |
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Nitrato (NO3-), Amoniaco (NH4+) | Móvil | +1, -1 |
| Fósforo (P) | Es fundamental para la síntesis de ATP, el transporte de energía y la transferencia de grupos fosfato en los procesos metabólicos. Es esencial para la formación de ARN, ADN, fosfolípidos y moléculas de alta energía como el ATP. Promueve el crecimiento de raíces, la floración, la maduración de frutos y la transferencia de energía en las plantas. |
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Fosfato dihidrógeno (H2PO4-), hidrogenofosfato (HPO42-) | Móvil | -1,+2 |
| Potasio (K) | Regula el equilibrio hídrico dentro de la célula y juega un papel en la apertura y cierre de los estomas, lo que afecta la regulación de la transpiración y la absorción de agua. El potasio facilita el transporte de agua y nutrientes dentro de la planta. Mejora la resistencia al estrés, la calidad de los frutos y la capacidad de la planta para absorber otros nutrientes. |
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Iones de potasio (K+) | Móvil | +1 |
| Calcio (Ca) | Esencial para la estructura y la integridad de la pared celular, la división y elongación celular, y la permeabilidad de las membranas celulares. Actúa como un mensajero secundario en la transmisión de señales y la regulación del crecimiento y el desarrollo vegetal. Contribuye a la estructura y firmeza de los tejidos vegetales, previene trastornos fisiológicos como la necrosis y mejora la calidad de frutas y hortalizas. |
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Iones de calcio (Ca2+) | Inmóvil | +2 |
| Magnesio (Mg) | Forma parte de la molécula de clorofila, lo que lo hace esencial para la fotosíntesis y la captura de energía luminosa. Actúa como cofactor enzimático en numerosas reacciones bioquímicas y participa en la síntesis de ATP. Además, es un componente esencial de los ribosomas y está involucrado en la estabilización de estructuras nucleotídicas y de membrana. En resumen es escencial para la absorción de luz solar y producción de energía. |
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Iones de magnesio (Mg2+) | Móvil | +2 |
| Azufre (S) | Es un componente de los aminoácidos cisteína y metionina, que son importantes para la estructura de las proteínas y la formación de enlaces disulfuro. También está presente en coenzimas, vitaminas y compuestos antioxidantes. El azufre es esencial para la síntesis de compuestos sulfurados, como el glutatión, que desempeña un papel en la protección contra el estrés oxidativo Contribuye a la estructura de proteínas, la producción de defensas químicas y la respuesta al estrés abiótico. |
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Sulfato (SO42-) | Móvil | +2 |
| Hierro (Fe) | Esencial para la síntesis de clorofila y la transferencia de electrones en la cadena de transporte de electrones de la fotosíntesis y la respiración celular. Actúa como cofactor enzimático en reacciones redox y cataliza la conversión de peróxido de hidrógeno en agua. El hierro también participa en la fijación y utilización del nitrógeno y en la activación de enzimas clave en el metabolismo energético. |
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Iones de hierro (Fe2+) (Fe3+) | Inmóvil | +2, +3 |
| Manganeso (Mn) | Actúa como cofactor de varias enzimas involucradas en la fotosíntesis, la respiración, la biosíntesis de lípidos y la síntesis de aminoácidos. Participa en la descomposición del agua durante la fotosíntesis, la disociación del oxígeno en la cadena de transporte de electrones y la eliminación de radicales libres. Además, está involucrado en la activación de enzimas que juegan un papel en la síntesis de lignina, la regulación del crecimiento de las raíces. Mejora la absorción de nutrientes, la formación de clorofila y la tolerancia al estrés. |
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Manganeso (Mn2+) | Móvil | +2 |
| Boro (B) | Participa en la formación de paredes celulares, metabolismo de carbohidratos, y transporte de azúcares. El boro es crucial para el crecimiento y desarrollo adecuado de las plantas, especialmente en la división celular, la formación de flores y frutos, y la resistencia al estrés |
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Boro (B) | Inmóvil en la mayoria de las plantas | +2 |
| Cobre (Cu) | Actúa como cofactor de enzimas involucradas en la respiración celular, la fotosíntesis, la polimerización de lignina y la detoxificación de radicales libres. Participa en la formación de compuestos orgánicos como la hemocianina, que transporta oxígeno en algunas plantas. Mejora la resistencia a enfermedades, la formación de tejidos y la calidad del fruto. |
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Cobre (Cu+) (Cu2+) | Inmóvil | +2 |
| Zinc (Zn) | Activa enzimas relacionadas con la síntesis de proteínas, metabolismo de carbohidratos y regulación hormonal. Esencial para el crecimiento de raíces, la división celular y la formación de clorofila. |
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Zinc (Zn2+) | Inmóvil | +2 |
| Molibdeno (Mo) | Esencial para la fijación de nitrógeno y la conversión de nitrato a amonio en las plantas. El molibdeno es vital para la síntesis de proteínas y el metabolismo del nitrógeno, lo que influye en el crecimiento vegetal, la producción de proteínas y la calidad nutricional de los cultivos. |
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Molibdato (MoO42+) | Móvil | +2 |
| Cloro (Cl) | El cloro es esencial para el proceso de fotosíntesis, donde ayuda a regular la apertura y cierre de los estomas, lo que facilita la entrada de dióxido de carbono y la liberación de oxígeno. También participa en la regulación del equilibrio iónico y osmótico en las células vegetales, manteniendo la presión de turgencia y contribuyendo a la regulación del pH celular. A pesar de ser un anión secundario, el cloro es esencial para el crecimiento y desarrollo saludable de las plantas. Ayuda a mantener el equilibrio hídrico, facilita la absorción de nutrientes y contribuye a la resistencia al estrés abiótico |
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Cloruro (Cl-) | Móvil | +1 |
| Niquel (Ni) | Activa enzimas relacionadas con la asimilación de nitrógeno y el metabolismo de urea. Puede ser tóxico para las plantas por su relación con la absorción del amoniaco. Aunque se necesita en pequeñas cantidades, el níquel es esencial para el crecimiento y la nutrición de las plantas, ya que facilita la utilización del nitrógeno en forma de urea y promueve el crecimiento vegetal saludable |
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Niquel (Ni2+) | Inmóvil | +2 |
| Silicio (Si) | Fortalece las paredes celulares, aumenta la resistencia a patógenos y el estrés abiótico. Contribuye a mejorar la resistencia de las plantas a enfermedades, plagas, sequías, salinidad y temperaturas extremas, lo que resulta en un crecimiento más saludable y una mayor productividad. |
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Silicio (SiO2) | Inmóvil | +4 |
| Sodio (Na) | Aunque el sodio no se considera un nutriente esencial para la mayoría de las plantas, algunas especies tienen la capacidad de absorberlo y utilizarlo en pequeñas cantidades. Actúa en la regulación del equilibrio hídrico y osmótico, especialmente en condiciones de alta salinidad, donde puede competir con otros cationes como el potasio y el calcio en los procesos de absorción y transporte de agua. En condiciones normales, las plantas no necesitan sodio para su crecimiento, y niveles excesivos pueden ser tóxicos y afectar negativamente la absorción de otros nutrientes esenciales. Sin embargo, en suelos salinos o en áreas costeras, algunas especies vegetales han desarrollado mecanismos de tolerancia al sodio para sobrevivir en ambientes con altas concentraciones de salinidad. |
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Iones de sodio (Na+) | Móvil | +1 |
Unidades en química de suelos
En el análisis de suelos, es fundamental comprender las diferentes unidades de medida y sus equivalencias para interpretar adecuadamente los resultados de los análisis químicos. Las unidades más comunes utilizadas en este contexto son:- Miligramos por kilogramo (mg/kg): Esta unidad expresa la concentración de una sustancia en miligramos por cada kilogramo de suelo. Es una medida de la cantidad de un elemento presente en una masa específica de suelo.
- Miligramos por 100 gramos (mg/100g): Esta unidad expresa la concentración de una sustancia en miligramos por cada 100 gramos de suelo. Es útil para representar concentraciones más bajas y es comúnmente utilizada en análisis de materia orgánica del suelo.
- Partes por millón (ppm): La unidad de partes por millón indica la proporción de una sustancia en una muestra, expresada en partes por millón de la masa total de la muestra. En el contexto del análisis de suelos, 1 mg/kg es equivalente a 1 ppm para elementos presentes en el suelo.
- Miliequivalentes por litro (meq/L): Esta medida representa la cantidad de iones de una sustancia en una solución por litro de agua. La concentración de meq/L es importante para entender la disponibilidad de nutrientes en el suelo y su capacidad para intercambiar cationes.
- Milimoles por litro (mmol/L): La unidad de mmol/L significa milimoles por litro y se utiliza comúnmente para expresar concentraciones de soluciones en química y bioquímica. Un milimol es una unidad de medida que representa una milésima parte del mol, que es la unidad del Sistema Internacional (SI) para la cantidad de sustancia. Por lo tanto, mmol/L indica la cantidad de milimoles de una sustancia disuelta en un litro de solvente. Esta unidad es útil para expresar concentraciones de iones, nutrientes, compuestos químicos y otras sustancias en soluciones acuosas..
Conversor de unidades
Selecciona el cation, anion o elemento mineral que quieres convertir, la unidad en la que estan tus datos y la unidad que quieres.El pH del suelo... ¿qué puedo tener disponible?
El pH del suelo se refiere a la medida de acidez o alcalinidad del suelo, se mide en una escala de 0 a 14, siendo 7 el punto neutro, técnicamente es la medida en escala logarítmica de la concentración de hidrógrenos (H+) libres en la solución, y resultar ser una medida importante en la agricultura, ya que afecta la disponibilidad de nutrientes esenciales para las plantas, es decir el pH determina si los elementos que están en el suelo pueden ser tomados por la planta.
El pH es una medida que se ve afectado por la hidrólisis de compuestos de aluminio e hierro, además de las concentraciones de carbonatos, bicarbonatos o sulfatos. En la mayoria de casos los suelos ácidos se dan en condiciones de alta pluvimetría (zonas de mucha lluvia), mientras que en zonas secas predominan los suelos alcalinos. Los nutrientes esenciales para las plantas se encuentran en el suelo en forma de iones, que son partículas cargadas eléctricamente. El pH del suelo afecta la forma en que los iones se unen a las partículas del suelo mediante dos mecanismos principales:
- Intercambio iónico: En este tipo de reacción, los iones de nutrientes se intercambian por iones hidrogeno (H+). Este proceso se produce en la superficie de las partículas del suelo, que tienen cargas negativas. Los iones de nutrientes, que también tienen cargas positivas, se unen a las partículas del suelo por fuerzas electrostáticas. Sin embargo, los iones hidrogeno, que tienen cargas positivas, pueden desplazar a los iones de nutrientes de su unión con las partículas del suelo; esto puede ocurrir en suelos donde el pH es ácido lo que indicará una alta presencia de iones H+.
- Precipitación química: Los iones de nutrientes pueden reaccionar con otros iones para formar compuestos insolubles que no pueden ser absorbidos por las raíces de las plantas. Ya sea por la alta presencia de iones de H+ o OH-
El pH "óptimo" del suelo puede varía según el tipo de cultivo, pero generalmente está en el rango de 5.5 a 6.5, es en este rango donde la mayor cantidad de nutrientes podrán ser absorbidos por las plantas. (Figura 2) En ese sentido el pH es un indicador de lo que estará disponible del suelo, especificamente qué elementos las plantas podrán tomar a través de las raices. La medición del pH del suelo se realiza utilizando un instrumento llamado pHmetro, midiendo la concentración de iones de hidrógeno (H⁺) en la solución, lo cual determina el pH de la misma. El pHmetro utiliza un electrodo de vidrio sensible para medir el potencial eléctrico generado por los iones H⁺ en una solución proveniente del suelo, y luego convierte este potencial en una lectura de pH.
La conductividad eléctrica (CE) del suelo... ¿cuánto tengo disponible?
La conductividad eléctrica del suelo se refiere a la capacidad del suelo para conducir corriente eléctrica. Esta propiedad es importante en la agricultura y la ciencia del suelo, ya que que proporciona información sobre la salinidad y la humedad del suelo. Particularmente la salinidad indicará que tantos elementos minerales tiene el suelo, es decir que tanto nutrientes eventualmente podrían las plantas tomar.
| Clasificación | Límite inferior (dS/m) | Límte superior (dS/m) | Carácteristicas básicas |
|---|---|---|---|
| Suelos de baja conductividad | 0.5 | 1.2 | Suelos con capas superficiales expuestas ("calvas") y bajo crecimiento de vegetación (condiciones sin mecanización, pastos) |
| Suelos de condutividad eléctrica normal | 1.5 | 3.0 | Suelos con capas superficiales totalmente cubiertas (condiciones sin mecanización, pastos) y crecimiento normal de vegetación |
| Suelos de alta conductividad | 3.0 | - | Suelos con visibles capas blancas en su superficie y crecimiento reducido de vegetación |
La medición de la conductividad eléctrica del suelo se realiza de manera directa o indirecta. La manera directa consiste por medio de un conductimetro en medir la resistencia eléctrica entre dos electrodos insertados en el suelo. Esta técnica es útil para monitorear la salinidad del suelo, la calidad del agua de riego y la efectividad de la gestión del riego en la agricultura, estas mediciones varian en gran medida con la humedad del suelo y pueden simular lo más cercano a lo percibido por las raices de las plantas. Los métodos indirectos están basados en la dilución de las sales contenidas en porciones definidas de suelo, en este caso se busca conocer el contenido total de sales solubles en agua que pueden ser tomados por la planta.
Determinación de pH y Conductividad Eléctrica (CE)
La determinación del pH y la CE en el suelo requiere una dilución estándar suelo-agua para obtener resultados precisos y comparables. A continuación, se describe el procedimiento básico:
Preparación de la Muestra
- Toma de muestra: Recolecta una cantidad representativa de suelo (100 g) de la zona de interés. Se debe secar a temperatura menor a 40°C y tamizar (usualmente con un tamiz de 2 mm).
- Relación suelo-agua: Pesa 40 g de suelo seco y colócalo en un vaso de precipitados.
- Adición de agua: Añade 80 mL de agua destilada o desionizada para una relación suelo-agua 1:2.0 (o según el estándar usado, como 1:1 o 1:5).
Medición del pH
- Agitación: Mezcla la suspensión durante 10 minutos con un agitador magnético o manualmente.
- Reposo: Deja reposar la mezcla 2 horas para que las partículas grandes se asienten.
- Lectura: Introduce el electrodo del pH-metro en la suspensión y registra el valor cuando se estabilice.
Medición de la Conductividad Eléctrica (CE)
- Preparación adicional (opcional): Si usaste una relación suelo-agua diferente, adapta el procedimiento según el manual del equipo.
- Agitación previa: Mezcla nuevamente antes de medir y deje reposar minimo 12 horas máximo 24 horas.
- Filtrado: Pasado el tiempo filtar la mezcla con papel filtro.
- Lectura: Inserta el electrodo de CE en la solución filtrada y anota el valor, generalmente expresado en dS/m.
Notas Importantes
- Calibración: Asegúrate de calibrar los equipos (pH-metro y medidor de CE) antes de cada uso.
- Temperatura: Realiza las mediciones a temperatura ambiente (20-25 °C) o ajusta según las recomendaciones del equipo.
- Limpieza: Limpia los electrodos con agua destilada entre muestras para evitar contaminación cruzada.
Este procedimiento es clave para evaluar la calidad del suelo y su capacidad para soportar cultivos de forma eficiente. El dato de pH será el directamente determinado por el equipo el de CE se debe multiplicar por el valor de la dilución, en este caso por 2. Cuando se realiza una mezcla de tipo 1:1 (conocida como pasta saturada) NO se debe multiplicar el valor final. De esta solución es posible determinar concentración de cationes o aniones con técnicas cómo ión selectivo.
Participación y distribución de elementos en el suelo
Después de saber la cantidad de nutrientes que tiene el suelo, es necesario saber de que esta compuesta esa conductividad eléctrica de la que se disponga. En general se busca que la conductividad eléctrica de un suelo se conforme por los macronutrientes más utiles para la planta:
- Nitrogeno
- Potasio
- Calcio
- Magnesio
La conductividad eléctrica se puede aproximar a la suma de todos los elementos minerales presentes en el suelo, es importante recordar que los elementos minerales se presentan en forma de iones y que estos iones según sus carácteristicas de carga eléctrica se clásifican en cationes (Los que tiene carga positiva) y aniones (los que tiene carga negativa). Los cationes y aniones en el suelo provienen de diversas fuentes, como los minerales del suelo, la materia orgánica, el agua de riego y los fertilizantes. A lo largo del tiempo, los procesos de intercambio iónico y la actividad microbiana en el suelo tienden a equilibrar las cargas, manteniendo la carga eléctrica global del suelo cerca de cero, es decir los aniones iguales a los cationes. En un análisis de suelo "generalmente" la suma de los cationes (como calcio, magnesio, potasio, sodio, etc.) y los aniones (como fosfato, sulfato, nitrato, etc.) debería ser aproximadamente igual. Esto indica que el suelo está en equilibrio en términos de cargas eléctricas y es un buen indicador de la salud y la calidad del suelo. Si la suma de cationes y aniones difiere significativamente, podría ser una señal de desequilibrio en el suelo, lo que podría requerir intervenciones como la corrección de la acidez o la salinidad.
\(CE (dS/m) = \frac{ \sum_{i=1}^{nc} Cationes(meq/L)\ + \sum_{i=1}^{na} Aniones(meq/L)\ } {20} \)
- CE = conductividad eléctrica (dS/m)
- nc = número de cationes totales, en estado disponible
- na = número de aniones totales, en estado disponible
Como se menciono lo ideal es enriquecer el suelo con cationes y aniones beneficiosos paras las plantas pero en muchas ocasiones existen problemas de exceso de ciertos elementos minerales que puede ocasionar problemas. Iones como sodio y cloro pueden ser perjudiciales para el desarrollo del cultivo, ya estos pueden ser tóxicos para las plantas si se tiene con abundancia en el suelo.
En resumen, el suelo es capaz de retener nutrientes que las plantas toman en forma de iones, y estos iones pueden ser cationes o aniones. Las particulas de suelo tienden a tener cargar negativas y retener los cationes mientras que los aniones "navegan" más libremente por la solución del suelo. La capacidad de retener los cationes del suelo se conoce como capacidad de intercambio cationico (CIC) y será el tema del que hablaremos acontinuación.
Capacidad de intercambio cationico (CIC)
La CIC del suelo es una medida de la capacidad del suelo para retener y liberar cationes, como calcio (Ca²⁺), magnesio (Mg²⁺), potasio (K⁺), y otros, en la solución del suelo. Se determina por la cantidad y tipo de arcillas y materia orgánica presentes en el suelo. Una CIC alta indica que el suelo puede retener más cationes, lo que generalmente se considera beneficioso para la fertilidad del suelo y la disponibilidad de nutrientes para las plantas.Para la determinación de la CIC lo que se hace es saturar el suelo con un catión conocido, que generalmente es amonio de sodio. Posterior a la saturación se determina la cantidad de meq que el suelo retuvo mediante la suma de los cationes presentes en el extracto de saturación.
\(CIC (meq/100g) = \sum_{i=1}^{nc} \text{Cationes máximos capaz de retener el suelo(meq/100 g)} \)
Donde:
- CIC = capacidad de intercambio cationico (meq/100 g)
- nc = número de cationes totales, en estado convencional
- Para suelos arcillosos: La CIC tiende a ser naturalmente alta en suelos arcillosos debido a la alta cantidad de partículas coloidales que retienen cationes, y puede variar típicamente entre 20 y 40 meq/100g. por otas parte...
- Para suelos arenosos: La CIC tiende a ser más baja en suelos arenosos debido a la menor cantidad de arcilla y materia orgánica que hace que la retención de cationes sea mucho menor, y puede variar típicamente entre 5 y 15 meq/100g.
Dentro de la CIC se estima la distribución de nutrientes calcio (Ca²⁺), magnesio (Mg²⁺), potasio (K⁺), sodio(Na⁺) en proporciones determinadas, a esa distribución se denomina como la saturación de bases intercambiables del suelo. Es decir, La saturación de bases intercambiables (SBI) es una medida de la proporción de los sitios de intercambio catiónico del suelo ocupados por cationes básicos, como calcio (Ca²⁺), magnesio (Mg²⁺), potasio (K⁺), y otros. Se expresa como un porcentaje y se calcula dividiendo la suma de los cationes básicos intercambiables por la CIC del suelo y multiplicándola por 100. Una SBI alta indica que una gran proporción de los sitios de intercambio catiónico están ocupados por cationes básicos, lo que generalmente se asocia con suelos fértiles y productivos.
\(SBI (\%) = \frac{Cationes(Ca²⁺,Mg²⁺,K⁺,Na⁺,N-NH₄)\ } {CIC} \)*100
- SBI = saturación de bases intercambiables (%)
- Cationes = cationes en estado convencional (meq/100g)
- CIC = capacidad de intercambio cationico (meq/100g)
Nota: existen dos datos que se obtiene de los resultados de laboratorio, uno es el llamado convencional y el otro es el disponible. La diferencia es que en el análisis convencional los elementos determinados son extraidos "a la fuerza" del suelo con la ayuda de extractantes, mientras que en el análisis disponible estos cationes son "los disponibles para las plantas" al ser los solubles en agua. El análisis de la CIC y la saturación de bases se hace con los datos del análisis convencional, mientas que la CE depende de los datos del disponible. Lo más cercano a lo pericibido por la planta es lo que se encuentra en la fase disponible y para fines prácticos es el dato más util a la hora de determinar la fertilización a utilizar. La CIC y SBI son medidas que indican los nutrientes almacenados en el suelo, pero que no necesariamente que estan disponibles para las plantas y son indicadores del estado del suelo y define manejos a mediano y largo plazo.
Relaciones entre elementos elementos minerales
Los cationes y los aniones presentes en el suelo deben estar presentes en proporciones determinadas para garantizar la relación adecuadad entre ellos. Después de determinar la CIC y conocer la concentración de cada elemento en el suelo se puede determinar la distribución de los cationes respecto a la CIC. Se recomienda tener el calcio cómo elemento central, seguido del magnesio, potasio y evitar en lo posible el almacenamiento de sodio en el suelo.
\(Saturación (\%) = \frac{\text{Concentración del cation}\ } {CIC} \)*100
- Saturación = porcentaje de participación del cation (%)
- Concentración del cation = concentración del cation de interés (meq/100g)
- CIC = capacidad de intercambio cationico (meq/100g)
| Elemento | Participición mínima (%) | Participación máxima (%) |
|---|---|---|
| Calcio Ca²⁺ | 50 | 70 |
| Magnesio Mg²⁺ | 15 | 20 |
| Potasio K⁺ | 10 | 15 |
| Sodio Na⁺ | 0 | 5 |
Métodos de fertilización
La fertilización edáfica y el fertirriego son técnicas clave para mejorar la producción agrícola de manera eficiente, al proporcionar a las plantas los nutrientes necesarios para su crecimiento. La fertilización edáfica hace enfasis en la aplicación de fertilizantes sólidos de lenta liberación en la superficie de los suelos, por su parte el fertirriego es una técnica más actual que se centra en la aplicación de fertilizantes solubles en el agua. A continuación, exploramos cada método en detalle, sus ventajas y consideraciones para maximizar su efectividad.
Figura 4: Aplicación edáfica de fertilizantes |
Figura 5: Aplicación de fertirriego |
Fertilización edáfica
Este método consiste en la aplicación directa de fertilizantes sólidos o líquidos al suelo. Su objetivo principal es mejorar la fertilidad del suelo, asegurando que los nutrientes esenciales estén disponibles en las concentraciones y proporciones correctas para las plantas. Se realiza generalmente antes de la siembra o durante el ciclo de cultivo, dependiendo de las necesidades específicas del cultivo y las condiciones del terreno.
Tipos de fertilizantes utilizados:
- Orgánicos: Compost, estiércol, humus de lombriz y otros materiales orgánicos que, además de aportar nutrientes, mejoran la estructura y la capacidad de retención de agua del suelo.
- Inorgánicos: Fertilizantes químicos como nitratos, fosfatos y potasio. Estos permiten una liberación controlada y rápida de nutrientes según las necesidades del cultivo.
Ventajas:
- Promueve el desarrollo de raíces fuertes y saludables.
- Puede mejorar las propiedades físicas del suelo, como su capacidad para retener agua y nutrientes.
- Compatible con prácticas de agricultura regenerativa cuando se emplean fertilizantes orgánicos.
Consideraciones:
- Realizar análisis de suelo previos para determinar deficiencias específicas y evitar desequilibrios nutricionales.
- Evitar la sobreaplicación de fertilizantes inorgánicos para minimizar riesgos de contaminación por lixiviación y acumulación de sales.
- Puede aplicarse con máquina pero en la mayoria de los casos se hace de manera manual lo que no garantizar una alta uniformidad.
Fertirriego
El fertirriego combina el suministro de agua con la aplicación de fertilizantes solubles, utilizando sistemas de riego tecnificados como riego por goteo, aspersión o microaspersión. Este método es altamente eficiente, ya que distribuye los nutrientes directamente en la zona radicular, reduciendo pérdidas y maximizando la absorción por parte de las plantas.
Características del fertirriego:
- Permite ajustar las concentraciones de nutrientes en tiempo real, adaptándose a las distintas etapas fenológicas del cultivo.
- Es ideal para cultivos intensivos y de alto valor, como hortalizas, frutales y flores.
- Requiere el uso de fertilizantes completamente solubles, como nitrato de calcio, urea o sulfato de magnesio.
Ventajas:
- Aumenta la eficiencia del uso de agua y fertilizantes, reduciendo las pérdidas por escorrentía o evaporación.
- Permite una distribución homogénea de nutrientes en el sistema de cultivo.
- Facilita el manejo de grandes extensiones agrícolas con menor esfuerzo y tiempo.
Consideraciones:
- Realizar análisis de suelo previos para determinar deficiencias específicas y evitar desequilibrios nutricionales.
- Es necesario realizar un monitoreo constante del sistema para evitar obstrucciones en los emisores y mantener el equilibrio de nutrientes.
- Requiere de una inversión inicial más alta, ya que se necesita un sistema de riego tecnificado.
Fertilización integrada: La sinergia entre edáfica y fertirriego
La combinación de fertilización edáfica y fertirriego permite aprovechar las ventajas de ambos métodos. Por ejemplo, la fertilización edáfica puede proporcionar una base de nutrientes inicial al suelo, mientras que el fertirriego ajusta y complementa el suministro de nutrientes a lo largo del ciclo del cultivo, asegurando que las plantas reciban lo necesario en los momentos clave.
Implementar una estrategia integrada no solo mejora la producción y la calidad de los cultivos, sino que también promueve un manejo sostenible de los recursos, garantizando la salud del suelo y reduciendo el impacto ambiental.
Bibliografía
- Brady, N. C., & Weil, R. R. (2016). The Nature and Properties of Soils (15th ed.). Pearson Education
- Sparks, D. L. (2003). Environmental Soil Chemistry (2nd ed.). Academic Press
- Jones, J. B. (2001). Laboratory Guide for Conducting Soil Tests and Plant Analysis. CRC Press.