Apuntes Suelo (2º Semestre)

QUIMICA AGRICOLA

I. Química del sueloII. FertilizantesIII. PlaguicidasIV. Fitorreguladores

I. Química del suelo

I.1. Introducción

I.2. Coloides del suelo

I.3. Intercambio iónico

I.4. Aglomeración del suelo

I. Suelos

IntroducciónComposición dimensional

Textura

EstructuraTextura: distribución de tamaños de las partículasaisladas que forman un suelo

Grava > 2 mmArena 2 - 0.02 mmLimo 0.02-0.002 mmArcilla < 0.002 mm (2 µm)

I. Suelos

1. Componentes del suelo

Introducción

Análisis mecánico de un suelo: determinación dela textura

MétodosPipeta de RobinsonDensímetro de Bouyoucos

I. Suelos

1. Componentes del suelo

Los coloides de un suelo

A. Coloides inorgánicosarcillasóxidos metálicos coloidales

B. Coloides orgánicos (materia orgánica)humus

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Las arcillas

Las partículas de arcilla de un suelo pueden estar enestado coloidal cuando la dispersión se estabiliza porcargas eléctricasLas cargas se adquieren por adsorción y por disociaciónInfluencia del pH del medioTodo lo que contribuye a la estabilidad del estado coloidalempeora la calidad agrícola de un suelo.

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Carga de las partículas coloidales

Las arcillas

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Adsorción

Disociación

Las arcillas

Medio ácido Medio muy ácido

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Las arcillas

La doble capa difusa estabiliza los coloides, impidiendo que laspartículas coloidales se aproximen unas a otras y precipiten.

Cuando se hace desaparecer la doble capa, el coloide coagula

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Capa difusa de cargas

Las arcillas

Solvatación. Iones y partículas coloidales que atraen lasmoléculas del medio dispersante, si éste es polar.Hidratación en el caso de agua.Desolvatación. Las sales disueltas en el medio robanmoléculas de agua a las partículas coloides solvatadasLos iones se solvatan más fuertemente cuanto más cargaposean y menor tamaño

Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+

Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Solvatación

Floculación: una solución coloidal flocula o coagulacuando se unen, unas a otras, las partículas dispersas.

Disminuir el valor de la cargaDisminuir el grado de solvatación

Sedimentación FloculaciónI. Suelos

2. Coloides del suelo

Floculación y desfloculación

Las arcillas

La floculación se consigue por:a) adición de electrolitos

Ca2+ > Na+ I. Suelos

2. Coloides del suelo

Floculación y desfloculación

Las arcillas

b) cambios de pH

Al acidificar,revierte el equilibrio

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Floculación y desfloculación

Las arcillas

c) adición de otros coloides

Neutralizaciónde cargas

Agregados mol.Iones polival.

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Floculación y desfloculación

Las arcillas

d) desolvatantes (alcoholes)e) aglomerantes

La desfloculación se consigue por:Variación del pH

Un coloide arcilloso floculado se desflocula poraumento del pH (-) o por disminución fuerte delpH (+).

LavadoLas arcillas sódicas de suelos muy salinos, estánfloculadas, pero se pueden hacer coloidalesmediante riegos abundantes.

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Floculación y desfloculación

Las arcillas

La materia orgánica del suelo

La materia orgánica del suelo procede de los residuos deplantas y animales, y del desarrollo de microorganismos quese nutren de dichos residuos. Su fracción más fina se llamahumus.El humus se origina a partir de,

Hidratos de carbono (celulosa, almidón, azúcares,...)Lignina en diversos grados de oxidaciónPolifenoles (taninos, flavonoides,...)Proteinas y grasas (ceras,...)Quitina (insectos y hongos)Acidos poliurónicos y mucopolisacáridos (bacterias ymicroorganismos)Colorantes, alcaloides, otros componentes I. Suelos

2. Coloides del suelo

Fraccionamiento de la materia orgánica del suelo

Suelo+ NaOH

Materia húmica Materia no húmica

+ HCl insoluble

Acido fúlvico Acido húmico

precipitadoNo precipitado

Altera la naturalezadel humus

I. Suelos

2. Coloides del suelo

Intercambio iónico

Los coloides del suelo, arcilla y humus, presentancomo propiedad primordial su capacidad deintercambio iónico.

Resina de intercambio iónico

Catiónico AniónicoI. Suelos

3. Intercambio iónico

Intercambio iónico en los suelos

Arcilla: grupos silicato ( SiO-) y aluminato ( AlO-)Materia orgánica: grupos carboxílicosCapacidad total de cambio: cantidad de iones quepueden colocarse en las posiciones deintercambio, expresada en meq/100 g de suelo.Capacidad de cambio catiónico (CCC)

I. Suelos

3. Intercambio iónico

Capacidad de cambio catiónicoLa capacidad de fijación de los cationes por el suelodisminuye en el siguiente orden: Ba2+> Sr2+> NH4

+> Ca2+> Mg2+> K+> Na+> H+

Una gran CCC es importante, ya que supone laposibilidad de retener iones nutritivos para lasplantasValores de referencia

Humus 200 meq/100 gVermiculita 150 meq/100 gMontmorillonita 100 meq/100 gIllita 30 meq/100 g I. Suelos

3. Intercambio iónico

Capacidad de cambio aniónico

En la materia orgánica, existen puntospositivos, grupos nitrogenados, en los que sepueden intercambiar anionesOtros coloides, como óxidos de Fe y Al,pueden formar en medio ácido, cargaspositivasLa capacidad de fijación de los aniones por elsuelo disminuye en el siguiente orden:

MoO42-> PO4

3-> SO42-> NO3

-> Cl-

I. Suelos

3. Intercambio iónico

El pH del suelo

El pH del suelo es el de su fase acuosa o soluciónsalina. La fase acuosa y los coloides ionizablesintervienen para determinar el pH del sueloLos grupos que liberan H+ son:

Los grupos COOH de la materia orgánicaLos grupos SiOH libres de las arcillasLos iones Al y otros cationes hidrolizables

El pH de la solución del suelo es importante enagricultura, ya que cada planta tiene un pHespecífico óptimo para su desarrollo

I. Suelos

3. Intercambio iónico

Variación del pH de un suelo

Cambiar el pH de un suelo es cambiar el estadode saturación de la CCC del mismoPara alcalinizar un suelo se suele emplear cal ycalcitas finamente divididasPara acificar un suelo se suele utilizar azufre oCa (SO4H)2Tipos de suelo según pH

pH 6-7 suelo normalpH 4.5 suelo muy ácidopH 8 suelo muy alcalino I. Suelos

3. Intercambio iónico

Aglomeración de las partículas del suelo

Dispersión y floculación de las arcillasDispersión, en agua, de arcillas sódicas dalugar a coloides estables, sin aglomeraciónAglomeración (floculación), si se pierde laestabilidad del coloide por

adición de electrolitosmateria orgánicacambio de pHaglomerantes naturales o sintéticos

I. Suelos

4. Aglomeración de las partículas del suelo

Dispersión y floculación en los suelosEl suelo sódico será coloidal, no aglomerado,presentando propiedades mecánicas no deseables,será un suelo compacto (a)Los suelos que no forman dispersiones coloidalesestán agregados en partículas groseras, no soncompactos, es un suelo suelto (b)

entre los flóculos circula el aire y el aguabuena permeabilidad y drenaje (no se encharcan)la floculación de los coloides aumenta la porosidad

I. Suelos

4. Aglomeración de las partículas del suelo

(a) (b)

Formas de mejorar la estructura de un suelo

Adición de electrolitosDisminución del pHAglomerantes

Es la mejor y preferible a la floculacióndirecta por pérdidas de cargasLos aglomerantes unen las partículas delsuelo formando gránulosEl principal es la materia orgánica, perotambién se han desarrollado sintéticamente

I. Suelos

4. Aglomeración de las partículas del suelo

Aglomerantes de suelos

Polímeros polielectrolíticosVAMA (vinil-acetato-meleico-anhídrido)IBMA (iso-buteno-maleico-amida)HPAN (hidrolizado de poliacrilonitrilo

C C C C C

H H H H H

C

C H C H C

OH OH OHO O O

H

H

I. Suelos

4. Aglomeración de las partículas del suelo

Problema: elevado coste