Determinación del pH, acidez y materia orgánica del suelo La reacción del suelo La reacción del suelo es una de las propiedades químicas más importantes de un suelo, por su decidida importancia en las plantas. Su influencia es indirecta, ya que incide en la disponibilidad de la mayoría de los nutrientes del suelo y en las propiedades químicas y biológicas de los suelos. La reacción del suelo se expresa en términos de pH y se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno en el suelo. Este concepto fue introducido por el bioquímico sueco Sorensen (1919), inicialmente para soluciones verdaderas, pero luego fueron aplicadas a suspensiones coloidales y de suelo. Aunque la medición del pH es un proceso aparentemente muy sencillo; en el caso del suelo existe un sinnúmero de factores que lo afectan y causan errores en los resultados. Determinación del pH del suelo Método electrométrico En este método se hace uso de un potenciómetro que consta de dos electrodos: uno de vidrio, que es el electrodo sensible a los cambios de pH y el de referencia o de Callomel. El electrodo de vidrio está constituido por una membrana de vidrio, fabricado con vidrio especial químicamente puro, blando y sensible a la actividad del ión hidrógeno en una solución. En el fondo de un tubo de vidrio hay una solución acuosa diluida del HCl generalmente 0,1N. Al sumergir el electrodo de una solución o suspensión acuosa ocurren procesos de intercambio iónico entre las capas interna y externa, creándose una diferencia potencial, la cual se registra en un galvanómetro o escala en forma de pH. Por el mismo principio se rigen los pH metros digitales, la única diferencia radica que la diferencia de potencial se expresa directamente en números en una pantalla. La ventaja de estos equipos es que son livianos, funcionan con pilas y se puede llevar directamente al campo que se requiere estudiar. Factores que afectan la medida del pH La medición del pH de una muestra de suelo se puede ver afectada por varios factores: Relación suelo-agua: Se ha observado una ligera variación del pH cuando se incrementa la cantidad de agua con relación al suelo. Esto es más acentuado especialmente en suelos de textura ligera (de baja calidad buffer). Presencia de sales: en términos generales cuando la concentración de sales aumenta en el suelo, se origina una disminución del H. Concentración de CO2: la actividad biológica de las raíces y de los microorganismos incrementa la concentración de CO2 en el aire del suelo. El dióxido de carbono disuelto en agua forma el H2CO3 y este influye incrementando ligeramente la acidez del suelo. Procedimiento Pesar 10 gramos de suelo en un vasito de plástico de 60ml. Agregar 25 ml de agua destilada. Agitar durante 5 minutos en el agitador eléctrico. Dejar en reposo durante 10 minutos. Calentar el potenciómetro durante 20 minutos y calibrarlo con las soluciones buffer de 4,0 y 7,0. Agitar la suspensión con una vagueta, colocar el electrodo y tomar la lectura. Determinación de la materia orgánica La materia orgánica constituye uno de los componentes más importantes del suelo, ya que de ella dependen muchas propiedades físicas y químicas de los suelos. A pesar de ser pequeño el contenido de la materia orgánica en los suelos, su importancia es enorme, pues la fertilidad natural de un suelo está íntimamente ligada al contenido de materia orgánica. La materia orgánica mejora la estructura y la permeabilidad de los suelos, incrementa la capacidad de retención de humedad y mejora la actividad microbiológica del suelo. Fuentes de materia orgánica Fuentes primarias: Entre estas tenemos en primer lugar las plantas mediante la incorporación natural de su sistema radicular y parte aérea y mediante la incorporación artificial de los residuos de cosechas, la práctica de abonos verdes y turba. En un segundo lugar los organismos vivos y muertos del suelo. Fuentes secundarias: Son de origen animal, entre las cuales tenemos el guano de isla, estiércol procedente de diferentes animales domésticos, la basura orgánica y el excremento humano. Determinación de la conductividad eléctrica CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura. [1] La concentración de sales solubles presentes en la solución del sustrato se mide mediante la CE. La CE es la medida de la capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica, el valor será más alto cuanto más fácil se mueve la corriente a través del mismo. Esto significa que a mayor CE, mayor es la concentración de sales. Se recomienda que la CE de un sustrato sea baja, en lo posible menor a 1dS m-1 (1+5 v/v). Una CE baja facilita el manejo de la fertilización y se evitan problemas por fitotoxicidad en el cultivo. SALINIDAD EN LOS SUELOS La salinidad de un suelo se define como la concentración de sales solubles que existe en la solución del suelo. Las sales que entran en el suelo (por riego y/o otro origen) se concentran como resultado de la evaporación y transpiración de la planta. Esta concentración de sales en la solución del suelo produce un aumento del potencial osmótico del agua del suelo. Este incremento afecta a la absorción del agua por las plantas, de forma que las plantas y los cultivos deben consumir una energía extra para poder extraer el agua de la solución del suelo en el que se concentran las sales. Se caracterizan como suelos salinos aquellos que contienen sales solubles en cantidades suficientes para interferir con el crecimiento de la mayoría de especies cultivadas. Los suelos salinos presentan una alta concentración de sales solubles (principalmente de Ca+2), donde el Na+ no es el catión predominante. Estos suelos presentan un pH generalmente inferior a 8.5 y una conductividad eléctrica elevada (C.E. > 4 dS/m) [2] Cuando en los suelos salinos se establece un drenaje adecuado, los lavados permiten eliminar sales solubles y volver a ser suelos normales. Los principales aniones presentes en los suelos salinos son SO=4, el Cl-y a veces el NO-3. También podemos encontrar sales de baja solubilidad como yeso y carbonatos de calcio y magnesio. SUELOS SALINO-SÓDICOS Estos suelos participan de las características de los dos anteriores, donde la presencia importante de sales eleva su conductividad a valores superiores a 4 dS/m, el porcentaje de sodio de cambio es mayor del 15% y el pH se sitúa entre 8.5 y 10. A diferencia de los suelos sódicos solamente, los salino-sódicos sí mantienen la estructura del suelo. En determinadas situaciones en que estos suelos, cuando tienen poco yeso, pueden circunstancialmente verse afectados por un lavado intenso y pueden transformarse en sódicos como consecuencia de la pérdida de Ca2+ y Mg2+ por lixiviación. SUELOS SÓDICOS La alcalinidad del suelo está asociada con la presencia de carbonatos de sodio en el suelo, ya sea como resultado de la mineralización natural de las partículas del suelo o del que se aporta en el agua de riego. El carbonato de sodio, en agua, se disocia en 2Na+ y CO=3. El carbonato sódico puede reaccionar con agua para producir dióxido de carbono(CO2), que se pierde en forma gaseosa, e hidróxido de sodio, que es alcalino y da valores altos de pH (pH>10). Para establecer el carácter de suelo sódico pueden utilizarse dos medidas: la relación de adsorción de sodio (RAS) de la disolución del suelo, y el porcentaje de sodio intercambiable (PSI) del complejo de cambio. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA EN SUELOS ARENOSOS Suelos arenosos conducen menos la electricidad que suelos arcillosos por ser partículas más gruesas que dificultan el paso de la corriente eléctrica. [5] CONDUCTIVIDAD ELECTRICA EN SUELOS LIMOSO El suelo limoso es un tipo de suelo con partículas de tamaño promedio. El agua retenida y la humedad extra ayudan a que el suelo limoso sea un buen conductor de electricidad. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA EN SUELOS ARCILLOSOS El suelo arcilloso posee partículas pequeñas que están densamente amontonadas unas sobre otras, razón por la cual los suelos arcillosos tienen una textura pegajosa. Los suelos arcillosos son muy buenos conductores. pH DEFINICIÓN pH es una propiedad química del suelo que tiene un efecto importante en el desarrollo de los seres vivos (incluidos microorganismos y plantas). La lectura de pH se refiere a la concentración de iones hidrógeno activos (H+) que se da en la interface líquida del suelo, por la interacción de los componentes sólidos y líquidos. La concentración de iones hidrógeno es fundamental en los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo. El grado de acidez o alcalinidad de un suelo es determinado Por medio de un electrodo de vidrio en un contenido de humedad específico o relación de suelo-agua, y expresado en términos de la escala de PH. El valor de pH es el logaritmo del recíproco de la concentración de iones hidrógeno, que se expresa por números positivos del 0 al 14. Tres son las condiciones posibles del pH en el suelo: la acidez: cuando el PH es menor a 7 la neutralidad: se encuentra en 7 la alcalinidad: cuando de encuentra por encima de 7 MEDIDA DE pH-MÉTODOS Métodos colorimétricos Es un método cualitativo bastante aproximado para determinar el pH del suelo en campo. El procedimiento más empleado en estudios de suelo se basa en el cambio de color que presenta el suelo cuando se humedece con un indicador triple hellige, compuesto de bormocresoles en presencia de sulfato der bario. El rango de pH que se puede aproximar por estos métodos es de 0.5 unidades, si se compara con el método potenciómetro. Las tonalidades son las siguientes pH fuertemente ácidos dan colores amarillos pH moderada o ligeramente ácidos dan colores amarillos verdosos pH neutro dan colores verdes pH alcalinos dan colores violetas y azulosos Método potenciométrico El método potenciométrico o electroquímico para medir pH de un suelo es el más utilizado. Con este método se mide el potencial de un electrodo sensitivo a los iones H+ (electrodo de vidrio) presentes en una solución problema; se usa como referencia un electrodo cuya solución problema no se modifica cuando cambia la concentración de los iones por medir, que es generalmente un electrodo de calomelanos o de Ag/AgCl. El electrodo, a través de sus paredes, desarrolla un potencial eléctrico. En la práctica se utilizan soluciones amortiguadoras, de pH conocido, para calibrar el instrumento y luego comparar, ya sea el potencial eléctrico o el pH directamente de la solución por evaluar. Interferencias Debido a que el pH del suelo es medido en una matriz acuosa como agua o una solución de sales diluidas, es dependiente del grado de dilución (relación suelo-dilución). Cuando se mide en agua es importante controlar el agua adicionada, ya que un aumento causará un incremento en pH; por ello es necesario mantener la relación constante y tan baja como sea posible. Sin embargo, la solución sobrenadante puede no ser suficiente para sumergir el electrodo apropiadamente, sin causar mucho estrés cuando se inserta dentro del suelo. Los suelos con alta cantidad de materia orgánica tienden a formar una gruesa pasta seca, por lo que una relación menor de muestra en agua puede ser aceptable (1:5 o 1:10) (Karma A, 1993). En suelos contaminados con hidrocarburos la interferencia va a depender de la concentración y tipo de hidrocarburo, se puede producir desde una simple iridiscencia sin afectar la determinación, hasta un impedimento de la determinación por la alta concentración y viscosidad del contaminante. Procedimientos: Relación del suelo: solución (1:2.5) Pesar 10g de suelo tamizado con la malla de 2mm. Y poner en un recipiente. Agregar 25ml de agua destilada. Agitar 5 minutos en un agitador eléctrico. Dejar en reposo 30 minutos. Agitar con la bagueta. Hacer la lectura en el coductivímetro (calentando como mínimo 15 minutos). Se introduce el electrodo del conductivímetro y se mide la conductividad del líquido sobre nadante y se anota la lectura en mMho/cm o dS/m. Referencias bibliográficas 1. Navarro, G. G., & Navarro, G. S. (2013). Química agrícola: Química del suelo y de los nutrientes esenciales para las plantas. Madrid: Mundi-Prensa. 2. Solis, J. (2001) Manejo y conservación de suelo. Costa Rica: EUNED. 3. Barbaro, L., Karlanian, M. & Mata, D. (s.f.) Importancia del pH y la conductividad eléctrica en los sustratos para plantas. Disponible en: http://inta.gob.ar/sites/default/files/script-tmp-inta__importancia_del_ph_y_la_conductividad_elctrica.pdf 4. Castellanos, R. J. Z. 2000. Manual de Interpretación de Análisis de Suelos y Aguas. Ed. Intagri. Gto., México 5. FUNDAMENTOS PARA EL CONOCIMIENTO Y MANEJO DE SUELOS AGRICOLAS (manual técnico). HUGO EDUARDO CASTRO FRANCO Tunja 1998 produmedios.
