TEMA 11. ACIDIFICACIÓN DEL SUELO

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Rosa Vargas Sevilla
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1 TEMA 11. ACIDIFICACIÓN DEL SUELO Gestión y Conservación de Suelos y Aguas CC. Ambientales Javier Lillo

2 Indice Definición Causas Efectos Evaluación Manejo

3 Definición Acidificación: Disminución en la capacidad de neutralización de un ácido, y/o incremento en la capacidad de neutralización de bases, y/o un incremento en la fuerza ácida (ph decrece) del suelo (Ulrich, B; Sumner, M.E.,1991. Soil Acidity. Springer-Verlag) ph suelo = - log [H 3 O + ] solución Promedio de la actividad de los iones hidronio de la solución del suelo. Suelos naturales: [3 12] Suelos de sulfato ácidos - suelos alcalinos

4 Causas 1. Lavado de bases: régimen percolante P>>ETP Meteorización inicial, se liberan bases (Ca, Mg, Na, K), que con una percolación prolongada, son lavadas. El lavado se ve facilitado por la formación de ácido carbónico cuando el agua entra en el suelo: CO 2 + H 2 O Æ H 2 CO 3 Æ HCO 3- + H + (el ácido carbónico no disocia a ph < 4,5) Ar CIC MO Complejos Organo-minerales Ca 2+ Mg 2+ K + Na + Lavado Ca, Ca, Mg, Mg, Na, Na, K Ar MO H + tiempo El hidrogenión desplaza a las bases de las sedes de intercambio. Complejos Organo-minerales CIC Al 3+

5 Causas 1. Lavado de bases: Origen del CO 2 en el suelo: La respiración de los organismos. La transformación de la materia orgánica El sistema carbonatobicarbonato y la presencia de calcio en la solución del suelo. Si hay calcio y/o magnesio en la solución, parte del dióxido de carbono es fijado en la formación de carbonato.

La transformación de la materia orgánica El sistema carbonatobicarbonato y la

6 Causas 1. Lavado de bases: Spodosoles Ultisoles Oxisoles

7 Causas 2. Nitrificación: Transformación de ammonio NH 4+ (fertilizantes, orina y heces de ganado) a ácido nítrico por oxidación: NH O 2 Æ NO H + + H 2 O En En suelos agrícolas este este proceso es es aditivo al al propio empobrecimiento en en bases del del suelo por por los los cultivos.

heces de ganado) a ácido nítrico por oxidación: NH 4+ + 2O 2 Æ NO 3- + 2H

8 Causas 3. Intercambio de bases por H + en las raíces de las plantas: En las raíces se produce la absorción de nutrientes (Ca, K, Mg) liberándose H +. La acidificación neta es igual a la suma de cationes menos aniones. El N puede ser tomado como catión o anión, por lo que es un factor fundamental la forma en que este sea absorbido por la planta. H + Ca 2+ 2+, K +, Mg 2+ 2+,NH + 4 H PO 4-, SO 2-4, NO - 3 OH --

9 Causas 4. Descomposición de la materia orgánica: R-COOH Æ R-COO - + H + 5. Carácter acidificante de algunas sustancias orgánicas: Restos orgánicos con alta C/N (p.e. coníferas). Sustancias húmicas precursoras. Ácidos fúlvicos. 6. Oxidación de sulfuros: Hidrólisis y oxidación de pirita en zonas mineras (drenaje ácido) y en suelos desecados: 4 FeS O H 2 O Æ 4 Fe SO H +

Sustancias húmicas precursoras. Ácidos fúlvicos. 6.

10 Causas 6. Deposición atmosférica de dióxido de azufre (SO 2 ), óxidos de nitrógeno (NO x ) y amoniaco (NH 3 ) : Origen: emisiones volcánicas spray marino emisiones antrópicas (combustión de combustibles fósiles) Deposición ácida: mezcla compleja de compuestos químicos en la que predomina el H 2 SO 4 y/o HNO 3, formados por por vía húmeda (precipitación) o por vía seca (partículas o gases absorbidos). Fuente: EPA

Origen: emisiones volcánicas spray marino emisiones antrópicas (combustión de combustibles fósiles)

11 Causas La deposición ácida es, con mucho, la principal causante de la acidificación del suelo en la Europa central y occidental Los Los valores valores de de deposición deposición máximos máximos se se localizan localizan en en la la zona zona industrializada industrializada y y densamente densamente poblada poblada que que va va desde desde Polonia Polonia y y la la República República Checa Checa hasta hasta el el Reino Reino Unido, Unido, pasando pasando por por Alemania Alemania y y los los países países del del Benelux Benelux Potencial total de deposición ácida en 1990 (EMEP/MSC-W, modelo ácido) Sandnes y Styve, 1992;Sandnes, 1993

que que va va desde desde Polonia Polonia y y la la República República Checa Checa hasta hasta el el Reino Reino Unido, Unido, pasando pasando por por Alemania

12 Efectos La acidez excesiva del suelo se manifiesta en: ph bajo. Niveles bajos de bases de cambio (Ca, Mg, Na, K). Niveles tóxicos de Al, y quizás de otros metales, que llegan a ser muy móviles en condiciones ácidas. Agotamiento de la capacidad de amortiguamiento del suelo. Crecimiento de las plantas y procesos microbiológicos del suelo. Condiciones de de ph<4 son son extremadamente limitantes para para el el crecimiento de de las las plantas y desfavorables para para el el crecimiento de de muchas bacterias y hongos.

Agotamiento de la capacidad de amortiguamiento del suelo. Crecimiento de las plantas y procesos microbiológicos del suelo.

13 Efectos Principales efectos esperables para los diferentes intervalos (USDA, 1971): ph Evaluación < 4, 5 Extremadamente ácido 4,5-5,0 Muy fuertemente ácido 5,1-5,5 Fuertemente ácido 5,6-6,0 Medianamente ácido 6,1-6,5 Ligeramente ácido 6,6-7,3 Neutro Efectos esperables Condiciones muy desfavorables Posible toxicidad por Al +3 y exceso: Co, Cu, Fe, Mn, Zn Deficiencia: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S Suelos sin carbonato cálcico actividad bacteriana escasa Intervalo adecuado para la mayoría de cultivos Máxima disponibilidad de nutrientes Mínimos efectos tóxicos (por debajo de ph 7 el carbonato cálcico no es estable en el suelo)

toxicidad por Al +3 y exceso: Co, Cu, Fe, Mn, Zn Deficiencia: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S Suelos sin carbonato cálcico actividad bacteriana escasa Intervalo

14 Efectos El suelo tiene cierta capacidad amortiguadora (poder tampón del suelo) de las variaciones del ph : En medios cercanos a la neutralidad, la función amortiguadora la ejerce el complejo de cambio del suelo y la reacciones de meteorización de silicatos. Para valores de ph cercanos a 8.5, el calcio de la solución se encuentra, en parte, en forma de carbonato. Una adición de bases provocaría la precipitación del carbonato cálcico a expensas del bicarbonato de la solución. En los medios ácidos, en el complejo de cambio solo existen hidrogeniones y el aluminio, que a esos valores es soluble y se encuentra disociado. El aluminio presenta una capacidad tampón, debido a que puede formar iones con diferente grado de hidratación y diferente carga positiva.

Una adición de bases provocaría la precipitación del carbonato cálcico a expensas del bicarbonato de la solución.

15 Efectos Poder tampón del suelo:

16 Evaluación ph: método fácil y rápido, pero con limitaciones por la capacidad tampón. ph en agua (sobrenadante en mezcla sólido: líquido en una proporción de 1:2,5) protones libres en equilibrio en el agua del suelo Acidez activa o actual ph en KCl (1:2,5) desplaza los protones y Al 3+ fácilmente intercambiable con iones K + Acidez potencial o intercambiable Concentración de Aluminio (en la solución del suelo). Proporción Aluminio/Cationes (en la solución del suelo).

agua del suelo Acidez activa o actual ph en KCl (1:2,5) desplaza los protones y Al 3+ fácilmente intercambiable con

17 Manejo A nivel global Reducción de las emisiones. A nivel local Utilización de especies tolerantes (siguen activos los procesos). Enmiendas calizas: ajustar el ph para que los elementos tóxicos sean insolubles y los nutrientes esenciales estén disponibles. Necesidades de cal: moles de Ca +2 por kg que se requieren para disminuir la acidez total a un valor que se considere aceptable ph crítico: valor máximo de ph al que hay que llegar con una enmienda para que el rendimiento de un cultivo sea máximo, considerando los restantes factores en su óptimo

Necesidades de cal: moles de Ca +2 por kg que se requieren para disminuir la acidez total a un valor que se considere aceptable ph

18 Manejo Las enmiendas calizas, pueden utilizarse en: Mejora de la producción agrícola Revegetación de áreas forestales Rehabilitación de áreas de minería y suelos con sulfuros. Las actuaciones de encalado deben realizarse dentro del marco de un programa de manejo que contemple el problema globalmente. En cualquier caso, la enmienda debería realizarse de tal modo que el incremento del ph fuera gradual (lo que se puede lograr utilizando rocas calcáreas de disolución lenta, como la dolomita) ph microorganismos mineralización de la MO liberación de ph nutrientes (N, P, K, enmienda caliza Ca, Mg,...) T i e m p o

En cualquier caso, la enmienda debería realizarse de tal modo que el incremento del ph fuera gradual (lo que se puede lograr utilizando rocas calcáreas

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