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1 • Son las que afectan a los fenómenos de superficie, especialmente a la interfase sólido-líquido. • Muy relacionada con la presencia y distribución de los diferentes iones está la reacción del suelo. Propiedades Físico - Químicas • Después de la capacidad de retención del agua del suelo, el segundo pilar que sirve de soporte, es el intercambio iónico del suelo, el cual tiene la capacidad para retener los iones que se producen en los procesos de alteración y mantenerlos, preservados del lavado, hasta que la planta los necesita. Reacción del suelo (pH) Definición : Se define como el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de H+: pH= - log10 [H +]. Es un elemento de diagnóstico importante, siendo el efecto de una serie de causas y a su vez causa de muchos efectos agronómicos Esta solución ácida en contacto con los minerales que constituyen las rocas, provocan una hidrólisis Las letras pH son una abreviación de “pondus hydrogenii”, traducido como Potencial de Hidrógeno, y fueron propuestas por Sorensen en 1909, que las introdujo para referirse a concentraciones muy pequeñas de iones hidrógeno. Sorensen, creador del concepto de pH, lo define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones hidrógeno en una solución: pH = -log |H+| Un litro de agua destilada está copuesta por moléculas de H2O y se disocia en iones de H+ y OH-. HOH � H+ y OH- en esta ionización hay: 0,000 000 1mol de H+ por litro y, 0,000 0001 mol de OH- por litro. El logaritmo de H+ se puede expresar así: Log 1 Log 1 (H+) 0, 000 000 1 Recíproco de 0, 000 000 1 es 10 000 000 y, su logaritmo es 7 Por que 107 = 10 000 000 2 Según este parámetro un suelo puede ser: Extremadamente ácido ⇒ pH de 3,5 a 4,5 Muy fuertemente ácido ⇒ pH de 4,5 a 5 Fuertemente ácido ⇒ pH de 5,1 a 5,5 Moderadamente ácido ⇒ pH de 5,6 a 6 Ligeramente ácido ⇒ pH de 6,1 a 6,5 Neutro ⇒ pH de 6,6 a 7,3 Ligeramente alcalino ⇒ pH de 7,4 a 7,8 Medianamente alcalino ⇒ pH de 7,9 8.4 Fuertemente Alcalino ⇒ pH de 8,5 a 9,5 Muy fuertemente alcalimo ⇒ mayor a 9.5 Parámetro de evaluación del pH TIPOS DE ACIDEZ Se distinguen dos tipos de acidez: a. Acidez Actual b. Acidez Potencial 3 Poder Tampón de los Suelos Se define como la resistencia que este presenta al cambio de pH a la adición de iones H u OH Se define como la resistencia que este presenta al cambio de pH a la adición de iones H u OH A mayor capacidad de resistencia de un suelo a los cambios de su reacción, mayores serán las cantidades de cal o azufre usados para variar su pH. A mayor capacidad de resistencia de un suelo a los cambios de su reacción, mayores serán las cantidades de cal o azufre usados para variar su pH. Complejo Arcillo Húmico K Na H H H H Ca Al H Al H H H H H Na Al El pH del suelo es importante porque los vegetales sólo pueden absorber a los minerales disueltos, y la variación del pH modifica el grado de solubilidad de los minerales. El pH del suelo afecta al proceso de lixiviación de las sustancias nutritivas para las plantas Un suelo ácido tiene una capacidad menor de retención catiónica porque los iones hidrógeno desplazan a los cationes como el de potasio y el de magnesio Importancia Reacción del suelo (pH) El pH está relacionado con: 1. Tipo de minerales del suelo 2. Meteorización 3. Humificación 4. Dinámica de nutrientes 5. Intercambio iónico Causas de la acidez y la alcalinidad . Las condiciones de acidez se dan : � Regiones de alta pluviometría � Las bases son desplazadas por los Hidrogeniones o captadas por las plantas � Secreción de sustancias ácidas por las raíces de las plantas � Compuestos ácidos formados en la descomposición de la materia orgánica. . Las condiciones de alcalinidad se dan : • Regiones con escasez de agua • Complejo coloidal saturado de bases • Poca actividad microbiana (por escasez de agua) • La meteorización de minerales producen cationes que no se lavan 4 Factores que afectan al pH Son los que influyen en la [H+] en el suelo: 1. Producción de CO2 que pasa a H2CO3 generando Hidrogeniones. 2. Presencia en el suelo de ácidos orgánicos de bajo peso molecular como acético, cítrico, oxálico, etc... 3. Presencia en el suelo de ácidos fuertes como nítrico y sulfúrico aparecidos por actividad de los microorganismos 4. Humus, que tiene grupos funcionales de tipo carboxílicos, fenólicos, enólicos, etc. 6. Óxidos de Fe y Al, que en medio ácido pueden modificar considerablemente el pH 7. Sales solubles ácidas, básicas o neutras, las cuales aparecen en el suelo por: � Meteorización de los minerales � Mineralización de la materia orgánica � Aguas de riego � Adición de fertilizantes 8. Estado de óxido reducción En un suelo con pH ácido, los iones H+ reemplazan a los de Ca2+, Mg2+ y K+, los cuales son posteriormente lavados del suelo, disminuyendo la riqueza de nutrientes disponibles. En un suelo de pH neutro o básico los iones de Ca, Na y K reemplazan a los de H Solubilidad de los elementos nutritivos El rango óptimo del pH del suelo para el crecimiento de la mayor parte de los vegetales es de 6.0 a 7.0 porque la mayor parte de las sustancias nutritivas de las plantas están disponibles en este intervalo. 5 Lluvia ácida La lluvia ácida (un tipo de contaminación del aire, del agua y del suelo producida por los ácidos sulfúrico y nítrico generados por actividades del hombre) altera la composición química del suelo y reduce gravemente el pH del suelo. Complejo Coloidal En el suelo se tienen dos grupos de partículas coloidales: 1. Las partículas coloidales minerales o inorgánicas, y 2. Las partículas coloidales orgánicas o humus. Las partículas coloidales inorgánicas reciben el nombre genérico de arcillas. Las arcillas pueden clasificarse en dos grupos básicos: 1. Las arcillas silicatadas, las cuales pueden subdividirse en cristalinas y amorfas, y 2. Las arcillas de óxidos hidratados de fierro y aluminio. 6 Las Arcillas Silicatadas Cristalinas Cada unidad estructural está constituida por dos tipos de láminas. Las partículas coloidales minerales o inorgánicas Lámina tetraédrica , la cual está formada por tetraedros que llevan un oxígeno en cada vértice y un átomo de silicio en el intersticio que queda entre los oxígenos. Los tetraedros forman una lámina al unirse entre sí a través de enlaces entre los átomos de oxígeno. Lámina octaédrica , donde los oxígenos u hidroxilos (OH) ocupan los seis vértices de un octaedro, teniendo un átomo de Al en el hueco central. Estos octaedros se unen entre sí para formar la lámina octaédrica Arcillas tipo 1:1 (grupo caolinita) Arcillas tipo 2:1 (grupo montmorillonita) (grupo illita) Arcillas tipo 2:2 (clorita) Clasificación Las Arcillas Silicatadas Cristalinas Las partículas coloidales minerales o inorgánicas El representante de este grupo es la caolinita. La unidad estructural está conformada por una lámina de tetraedros de silicio y una lámina de octaedros de aluminio,. El distanciamiento entre unidades es de 7.2.Å. Con este tipo de arcilla no se expande, no presenta superficie interna y la superficie específica es baja (5 - 20 m2/g). La sustitución isomórfica es muy pequeña, Su capacidad de intercambio catiónico es bajo Las arcillas de este grupo tienen mayor capacidad de adsorber fósforo que los filosilicatos 2:1, por las superficies de oxhidrilos que presentan. En otra arcilla de este grupo, la haloysita, se puede observar una capa monomolecular de agua entre las unidades estructurales Arcillas con enrejado tipo 1:1 Arcillas con enrejado tipo 1:1 Arcillas con enrejado tipo 2:1 Está compuesto de dos capas de tetraedros a cada lado de una capa octaédrica ubicada entre ellas. En este grupo se encuentran las micas y todos los minerales derivados de ellas. En las micas, las sustituciones isomórficas pueden ocurrir tanto en la lámina tetraédrica (Al3+ reemplaza a Si4+) como en la lámina octaédrica (Mg2+ y Fe2+ reemplazana Al3+). . 7 El exceso de cargas negativas es balanceado con K+ (10%), no hidratado que se ubica entre las unidades estructurales. La distancia entre capas sucesivas es de 10 Å. Representantes importantes de las micas son la muscovita y la bíotita. Esta última se descompone más rápidamente que la primera. La illita es otro filosilicato importante es este grupo, siendo intermedio en la transformación de las micas, representa a los minerales micáceos donde el contenido de K se ha reducido al 40 ó 60% del contenido original. Es más expandible que la caolita. Arcillas con enrejado tipo 2:1 En el proceso evolutivo se tienen las smectitas (montmorillonitas, beidellita, etc) y la verniculita, las cuales son filosilicatos expandibles, las partículas se hinchan a manera de acordeón. Así, la distancia entre las capas varía entre 10 y 19Å. El distanciamiento en el caso de la vermiculita es solo de 14Å. Este filosilicato es muy selectivo (afinidad alta) con respecto a la adsorción de K+ y de NH4 + fijándolos y haciéndolos, por lo menos temporalmente, no disponibles para las plantas. Una propiedad importante de las arcillas expandibles es su elevada superficie específica (700 a 800 m2/g) lo que le confiere una alta capacidad para retener cationes. Por otro lado estas arcillas son plásticas y pegajosas cuando húmedas, y muy cohesivas cuando secas. Arcillas con enrejado tipo 2:1 Muscovita ilita Motmorillonita beidellita Arcillas con enrejado tipo 2:1 Arcillas con enrejado tipo 2:2 Están formadas por dos láminas tetraédricas y dos láminas octaédricas alternadas. El representante más importante es la clorita que presenta un distanciamiento basal de 14Å. Este mineral contiene Mg y Fe entre las unidades para balancear la sustitución de Si4+ por Al3+ en la capa tetraédrica. No se expande y los cationes en la capa intermedia quedan fijados formando parte de la estructura, hasta que se produzca la descomposición de esta 8 Arcillas Silicatadas Amorfas Dentro de este grupo se encuentran los alofanos. Se usa este término para designar genéricamente silicatos amorfos de aluminio de un amplio rango de composiciones. Aparentemente se trata de un arreglo al azar de tetraedros de silicio y octaedros de aluminio. Estos silicatos se forman frecuentemente en suelos derivados de materiales volcánicos. Se combinan con la materia orgánica formando compuestos de color oscuro. Pueden adsorber cantidades relativamente grandes de cationes. Arcillas de óxidos e hidróxidos de fierro y aluminio Los óxidos e hidróxidos de fierro y aluminio se forman por meteorización de los minerales primarios. Sus propiedades coloidales son menos marcadas que las de las arcillas silicatadas. Debido a su carácter anfotérico pueden desarrollar en su superficie cargas negativas o positivas, dependiendo del pH del medio. En tal sentido son similares al alofano. El Coloide Orgánico El coloide húmico puede compararse con un ácido débil polifuncional, el cual disocia protones a un cierto pH del medio dejando sitios cargados negativamente. Estos sitios capacitan a las cadenas de polímeros húmicos para adsorber cationes. Las partículas coloidales orgánicos • La mayor parte de esta capacidad está relacionada con grupos carboxílicos, fenólicos y enólicos. La participación de los grupos funcionales en reacciones de intercambio varía con el pH y la naturaleza de los cationes. • El tamaño de las partículas húmicas varía entre 30 y 100Å, de manera que son en realidad partículas coloidales. • Su capacidad para retener cationes es variable, pero generalmente más alta que la del coloide mineral. Propiedades generales de las partículas coloidales I. Capacidad de adsorción de iones Una de las propiedades más importantes del complejo coloidal es la capacidad de adsorber iones merced a la carga electrostática que presenta en su superficie. Esta carga puede desarrollarse ya sea por sustitución isomórfica o por disociación de grupos OH. Se expresa esta propiedad en términos de miliequivalentes por 100 g de material seco (me/100 g; 1 me=1 mg de hidrógeno o la cantidad de cualquier otro ión que se combine con él o lo desplace). Leyes: 1. Cuando la concentración de un ion del extracto acuoso del suelo, es mayor que en la arcilla, pasan iones de la solución a la micela y recíprocamente. 2. Los cambios iónicos cesan cuando son iguales ambas concentraciones, para cada ion separadamente. 3. Los cambios se verifican sustituyéndose un equivalente químico de la micela por otro de la solución. 9 a) Capacidad de intercambio catiónico (CIC) Definición : Suma total de cationes cambiables adsorbidos expresados en miliequivalentes / 100 g de suelo seco a la estufa. CIC es igual a la carga negativa total neta de las partículas coloidales del suelo. Puede estimarse la CIC si se conocen la cantidad de MO y de la arcilla y su tipo, que contiene el suelo. Así, un suelo que tiene 3 % de humus (200 me/100 g en promedio) y 15 % de arcilla constituida mayormente por montmorrillonita, tendrá un CIC de aproximadamente 21 me/100 g de suelo seco La reacción de intercambio, es tan rápida que podemos decir que es instantanea y reversible. No todos los cationes son adsorbidos con igual tenacidad en una arcilla. Se considera que la fuerza de sustitución de los cationes, aumenta con el peso atómico, ejemplo: el ion potasio (K+) es sustituto más poderoso que el sodio (Na +). Además los cationes divalentes son más eficaces que los monovalentes, sin embargo, el hidrógeno es una excepción., es el sustituto más poderoso de cationes, el orden de sustitución sería: H+ > Ca ++ >Mg++ > K+ > Na+ Por otro lado, la afinidad depende también de la característica de la partícula coloidal. Aproximadamente sería: Caolinita � Ca++ > Mg++ > K+ > H+ > Na+ Montmorillonita � Ca++ > Mg++ > H+ > K+ > Na+ Mica � H+ > K+ > Ca++ > Mg++ > Na+ Ácido húmico � H+ > Ca++ > Mg++ > K+ > Na+ Factores que influencian la Capacidad de Intercambio Catiónico Está influenciado por: 1. Textura Arenosos 1 – 5 meq / 100 g Franco arenosos 5 – 10 meq / 100 g Franco 5 – 15 meq / 100 g Franco limoso 5 – 15 meq / 100 g Franco arcilloso 15 – 30 meq / 100 g Arcilloso > 30 meq / 100 g 2. pH: La capacidad de intercambio de cationes es menor en condiciones ácidas aumentando hacia valores básicos. Material de cambio Capacidad de catión de cambio(CCC) meq/100g Humus 100-300 Vermiculita 100-150 Motmorillonita 80-100 Clorita 20-40 Ilita 10-40 Caolinita 3-15 Sesquioxidos 0 Capacidad de adsorción de cationes de distintos materiales coloidales del suelo. 3. Calidad o tipo de coloide 10 Saturación de bases La saturación de bases expresa las cantidades relativas de bases cambiables (Ca2+, Mg2+, K+ y Na+) respecto a la CIC. Generalmente se expresa en términos de porcentaje (PSB). La CIC que no está ocupada por bases, lo estará por cationes que tiene carácter ácido, principalmente H+ y Al3+. Así, si el PSB es 75%, quiere decir que 3/4 partes de la CIC está satisfecha por bases y 1/4 por iones de carácter ácido. V = S/T X 100 V = % de saturación de bases S = Total de Cationes Básicos cambiables: Ca2+, Mg2+ , K+, Na+ T = Capacidad de catión de cambio total Porcentaje de saturación de bases b) Adsorción de aniones Si bien es cierto que los coloides del suelo están cargados negativamente bajo condiciones normales de pH, pueden existir algunos sitios en las partículas que tienen cargas positivas y que son capaces de absorber aniones. Estos sitios se encuentran en los bordes de los minerales de arcilla, y especialmente sobre la superficie de óxidos de fierro y aluminio. Los suelos del trópico húmedo y sub-trópico son particularmente ricos en óxidos hidratados, también son ricos en sitios que absorben aniones. Otro grupo de suelos que muestran esta capacidad son aquellos que contienen alofano El NO3 - no es adsorbido por los coloides. El SO4 2- es adsorbido solo en medio ácido. El anión fosfato, en cambio, es casi totalmente removidode la solución por muchos suelos. Pueden considerarse dos mecanismos importantes para la adsorción de aniones por superficies coloidales: �Intercambio con grupos OH (intercambio de ligante) �Adsorción en sitios con carga positiva. La capa de alúmina, de signo positivo, atrae iones húmicos, fosfóricos, silícicos, provistos de cargas negativas. La arcilla no retiene los aniones nítricos, clorídricos, sulfúricos y radicales químicos existentes en los suelos. Por lo que se encuentran disueltos en su totalidad en la solución suelo. OH- > H2PO4- > SO42- > NO3- 11 II. Plasticidad La plasticidad es la propiedad que tiene una porción de suelo húmedo de dejarse moldear bajo la influencia de una presión. Los minerales de arcilla confieren esta capacidad. Generalmente los filosilicatos que tienen una elevada capacidad para adsorber agua de hidratación, tal como los que tienen enrejado 2:1, poseen esta propiedad en grado máximo. Es importante puesto que favorece los cambios en la estructura de un suelo. Es la propiedad que tiene las arcillas del grupo de la montmorrillonita de encogerse cuando pierden humedad y expandirse cuando se rehumedecen. Los suelos en donde predominan las smectitas se agrietan cuando se secan, de modo que el agua penetra fácilmente cuando se humedece después de una sequía, pero al poco rato la infiltración se reduce notablemente debido al hinchamiento de las partículas. Este comportamiento es característico de suelos "vertisólicos" (con más de 30% de montmorrillonita) tal como los que existen en Lambayeque, Piura (Irrigación del Quiroz), Jaén y Bagua entre otros sitios del Perú. III. Encogimiento e hinchamiento Materia orgánica La materia orgánica del suelo consiste en residuos vegetales, en diversas fases de descomposición por acción de los micro organismos que viven en el suelo dependiendo su presencia y cantidad de los factores climáticos y edáficos Material orgánico biológico (de cualquier origen) que se encuentra en el suelo o en su superficie, vivo,muerto o en cualquier estado de ddescomposición, excluyendo la parte aérea de las plantas vivas. Factores que Afectan la Materia Orgánica de los Suelos La materia orgánica que es incorporada a los suelos, sufre un proceso de descomposición, dado lugar a la formación del HUMUS, el que posteriormente sufre un proceso de mineralización La materia orgánica que es incorporada a los suelos, sufre un proceso de descomposición, dado lugar a la formación del HUMUS, el que posteriormente sufre un proceso de mineralización Los factores que afectan la materia orgánica del suelo son: � Clase de vegetación. � Topográfico. � Material primario. � Clima. � Tiempo. Los factores que afectan la materia orgánica del suelo son: � Clase de vegetación. � Topográfico. � Material primario. � Clima. � Tiempo. Constituyentes de la Materia Orgánica 1. Celusosa – Hemicelulosa – Almidones – Azúcares – Aceites – grasa 1. Celusosa – Hemicelulosa – Almidones – Azúcares – Aceites – grasa 3. Ligninas3. Ligninas2. Proteínas - Aminoácido - Amidas 2. Proteínas - Aminoácido - Amidas Estas sustancias constituyen los diferentes sustratos de la población del suelo en la descomposición y mineralización del carbón 12 Composición del tejido de las plantas maduras y de la materia orgánica del suelo COMPONENTES PORCENTAJE EN TEJIDO MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO Celulosa 20 – 50 2 – 10 Hemicelulosa 10 – 20 0 – 2 Proteína 1 – 15 28 – 35 Lignina 10 – 30 35 – 50 Aceites y grasas 1 - 8 1 – 8 Los diversos residuos orgánicos que yacen en el suelo y entran en descomposición pueden ser : 1. Residuos vegetales o animales en descomposición sobre la superficie del suelo. 2. Residuos vegetales enterrados en el suelo incluyendo los residuos de cosecha (rastrojos), raíces, abonos verdes. 3. El estiércol de cuadra, compuesto de excreciones sólidas y líquidas, y los materiales orgánicos usados en la cama del ganado. 4. El compost. 5. Microorganismos y sus cuerpos muertos. 6. Fertilizantes orgánicos comerciales: harina de huevos, sangre disecada, harina de semilla de algodón, turba, etc Los diversos residuos orgánicos que yacen en el suelo y entran en descomposición pueden ser : 1. Residuos vegetales o animales en descomposición sobre la superficie del suelo. 2. Residuos vegetales enterrados en el suelo incluyendo los residuos de cosecha (rastrojos), raíces, abonos verdes. 3. El estiércol de cuadra, compuesto de excreciones sólidas y líquidas, y los materiales orgánicos usados en la cama del ganado. 4. El compost. 5. Microorganismos y sus cuerpos muertos. 6. Fertilizantes orgánicos comerciales: harina de huevos, sangre disecada, harina de semilla de algodón, turba, etc Descomposición de la Materia Orgánica La materia orgánica del suelo, La materia orgánica del suelo, bajo condiciones favorables, tanto climáticas como edafológicas , bajo condiciones favorables, tanto climáticas como edafológicas , Es atacada por una gran variedad de micro organismos , incluyendo bacterias, hongos, actinomicetos, gusanos, larvas de insectos, etc. Es atacada por una gran variedad de micro organismos , incluyendo bacterias, hongos, actinomicetos, gusanos, larvas de insectos, etc. Como resultado de ésta descomposición, son liberados algunos elementos químicos tales como C., N., P., K. y Ca., Mg. y elementos menores en forma disponible para los cultivos Como resultado de ésta descomposición, son liberados algunos elementos químicos tales como C., N., P., K. y Ca., Mg. y elementos menores en forma disponible para los cultivos En la descomposición de la MO intervienen: Microorganismos que requieren de minerales para formar su protoplasma y satisfacer sus necesidades. Estos originan, en ciertos casos, un efecto depresivo de los cultivos por la inmovilización originada (Inmovilización es: mecanismo por el cual los microorganismos reducen la cantidad de nutrientes del suelo, disponibles a las plantas). Condiciones que favorecen la descomposición � El nivel de materia orgánica del suelo. � Contener poca lignina y pocas ceras. � Grado de trituración fino � Una adecuada reserva de nitrógeno utilizable � pH � Buena aireación y una humedad adecuada. � Temperatura por encima de 45º C. o por debajo de 30º C. dan velocidades de descomposición más bajas que temperaturas dentro de estos rangos. � Para sustancias de descomposición algo difícil, los materiales mezclados se descomponen más rápidamente que por separado. � Tipo y mezcla de material. Evolución de la materia orgánica en el suelo Se distinguen dos fases: �La humificación (humus joven y después humus estable). �La mineralización (nitrificación). 13 Transformaciones que sufren los residuos orgánicos Nitrificación La primera fase es la transformación del ión amonio o nitritos (NO2), principalmente por medio de dos grupos de bacterias: NITROSOMAS y NITROSOCEUS bajo la siguiente reacción La primera fase es la transformación del ión amonio o nitritos (NO2), principalmente por medio de dos grupos de bacterias: NITROSOMAS y NITROSOCEUS bajo la siguiente reacción 2NH4 + 3O2 � 2 NO2 + 2H2O + 4H + E El segundo proceso es la transformación de nitritos a nitratos por la acción de un grupo de organismos (bacterias) conocido como NITROBACTER . La reacción es la siguiente: El segundo proceso es la transformación de nitritos a nitratos por la acción de un grupo de organismos (bacterias) conocido como NITROBACTER . La reacción es la siguiente: 2NO2 + O2 � 2NO3 + E Desnitrificación Proceso por el cual el nitrógeno evoluciona en sentido opuesto , es decir, se descomponen los nitratos en nitritos y después, en sales amoniacales . Esto, debido a la acción de micro organismos anaerobios perjudiciales a la agricultura. La descomposición de nitratos puede llegar incluso hasta la formación de nitrógeno gaseoso que se pierde.. Proceso por el cual el nitrógeno evoluciona en sentido opuesto , es decir, se descomponenlos nitratos en nitritos y después, en sales amoniacales . Esto, debido a la acción de micro organismos anaerobios perjudiciales a la agricultura. La descomposición de nitratos puede llegar incluso hasta la formación de nitrógeno gaseoso que se pierde.. Cantidades de humus que producen diferentes sustancias orgánicas Paja � Se convierte en humus 15 – 20% = 200 kg /t Abono verde � Se convierte en humus 4% = 40 kg / t Estiércol � Se convierte en humus 10% = 100 kg /t Basura � Se convierte en humus 2% = 20 kg /t Paja � Se convierte en humus 15 – 20% = 200 kg /t Abono verde � Se convierte en humus 4% = 40 kg / t Estiércol � Se convierte en humus 10% = 100 kg /t Basura � Se convierte en humus 2% = 20 kg /t Propiedades del Humus El humus del suelo está estrechamente vinculado con la arcilla, con la que forma el complejo arcilloso húmico. El humus del suelo está estrechamente vinculado con la arcilla, con la que forma el complejo arcilloso húmico. Complejo Húmico El humus forma, en la arcilla y el calcio, el compl ejo arcillo húmico cálcico que es el compuesto más importante del terreno, el cual retiene aniones y cationes y, realiza, cambios iónicos hasta establece r un equilibrio . El humus forma, en la arcilla y el calcio, el compl ejo arcillo húmico cálcico que es el compuesto más importante del terreno, el cual retiene aniones y cationes y, realiza, cambios iónicos hasta establece r un equilibrio . 14 Efectos de la materia orgánica sobre el suelo: � Mejoramiento de la estructura � En la textura � Retención de humedad � Reducción de la perdida de material fino debido a l a erosión � Aumento de la temperatura del suelo � Mejoramiento de la estructura � En la textura � Retención de humedad � Reducción de la perdida de material fino debido a l a erosión � Aumento de la temperatura del suelo En el Medio Físico En la fertilidad del suelo 1. La materia orgánica en la formación del suelo. 2. En las reacciones del fósforo en el suelo. 3. Precipitación de compuestos con la presencia de fierro y aluminio. 4. Acción en los suelos alcalinos. 5. Acción con las arcillas silicatadas. . En las propiedades biológicas 1. Nutrición mineral de los vegetales. 2. Rendimiento y desarrollo de los cultivos. Causas de la disminución de la Materia Orgánica del suelo - Erosión - La quema de los residuos de cosecha. - La descomposición y lavaje. - Los cultivos comerciales. Como incrementar la materia orgánica del suelo - Abonamiento de los cultivos y encalado cuando sea necesario. - Incorporación de los rastrojos al suelo. - Abonamiento de los cultivos y encalado cuando sea necesario. - Incorporación de los rastrojos al suelo. La razón C/N Es una característica de equilibrio: � El humus presente una relación estrecha en 10, 4 en promedio, considerando que tiene aproximadamente 5% de nitrógeno y 58% de carbono. � Varia desde 10 hasta 200 a más en los restos de plantas. � El nitrógeno en la descomposición no es liberado ni perdido debido a que la demanda supera el suministro, a medida que el CO2 es liberado y, la C/N, se hace más estrecha. Es una característica de equilibrio: � El humus presente una relación estrecha en 10, 4 en promedio, considerando que tiene aproximadamente 5% de nitrógeno y 58% de carbono. � Varia desde 10 hasta 200 a más en los restos de plantas. � El nitrógeno en la descomposición no es liberado ni perdido debido a que la demanda supera el suministro, a medida que el CO2 es liberado y, la C/N, se hace más estrecha. Al morir los microorganismos, liberaran N, el cual será asimilado por una flora secundaria, continuando el proceso sucesivamente. Esto se repetirá hasta que se obtenga el equilibrio de la razón C/N 10, 1; aprox. A partir de este punto se inicia la mineralización. 15 Organismos vivos del suelo Importancia de la razón C/N - En la descomposición aproximadamente el 65% de C, es liberado como C02 y, el resto, 35%, es utilizado para la síntesis microbiana. - La velocidad de descomposición depende de la riqueza del N en el suelo y de la razón C/N. - Al incorporar restos orgánicos con una relación C/N alta, se retarda la descomposición y puede producir el efecto depresivo en el suelo. Relación C / N: Inmovilización - mineralización 1. C / N > 30 Inmovilización > Mineralización 2. C / N 30 - 15 Inmovilización = Mineralización aprox. 3. C / N < 15 Mineralización > Inmovilización Efecto depresivo PAJA HUMUS 1 t de paja da aproximadamente 250 kg de humus. En el análisis de paja da 0,4% de N Tiene 5% de N. En 1t habrá 4 kg de N Para producir 250 kg de humus, necesita 12,5 kg de N. Cantidades aproximadas de N que se deben adicionar al incorporar materias orgánicas a los suelos Relación C / N Kg de N /t incorporadas 100 20 90 18 80 16 70 14 60 12 50 10 40 8 20 4 10 2 16 FUENTES DE MATERIA ORGÁNICA 1. Abonos Verdes 2. Residuos de cosecha 3. Estiércol 4. Turbas Se llama así a los cultivos enterrados en verde para la obtención de humus. El nombre de abono verde proviene de que se entierra cuando aún no ha madurado. Se dice que la incorporación de 20 a 30 t equivale de 8 a 12 t de estiércol. Abono verde Efectos del uso del abono verde 1. Aumento en el contenido de materia orgánica. 2. Aumento en el nivel de nitrógeno del suelo. Depende de: a. La clase de la leguminosas. b. Condiciones del suelo. c. El crecimiento vegetativo. d. La densidad de siembra. e. El estado de desarrollo de la planta. 3. Aumentar la disponibilidad de ciertos elementos nutritivos. 4. Enriquece el suelo con elementos nutritivos. 5. Mejora las condiciones del suelo para el desarrollo del sistema radicular y por el incremento de sustancias húmicas del suelo. 6. Protege al suelo contra la erosión. 7. Controla las pérdidas de nutrientes por lavaje. 8. Mejora las condiciones físicas del suelo. Característica de los cultivos que se usan como abono verde � La semilla debe ser de bajo costo. �No debe ser exigente en nutrientes del suelo. �Debe tener un desarrollo rápido y vigoroso. �De preferencia se debe utilizar algunas leguminosas. �Que se pueda instalar en cualquier época del año. � La cosecha que produce debe tener abundante material suculento y de fácil descomposición. � La semilla debe ser de bajo costo. �No debe ser exigente en nutrientes del suelo. �Debe tener un desarrollo rápido y vigoroso. �De preferencia se debe utilizar algunas leguminosas. �Que se pueda instalar en cualquier época del año. � La cosecha que produce debe tener abundante material suculento y de fácil descomposición. 17 Clases de abonos verdes utilizados � Son una lenta y duradera fuente de nitrógeno orgánico combinado. � Liberan y movilizan las sustancias minerales del suelo. � Fomentan la estructura granular de los suelos donde son incorporados. � Incrementan la actividad microbiana. � Abastecen también al subsuelo con materia orgánica. � Son medios de defensa contra la erosión (cultivos de cobertura). LEGUMINOSAS.- (Características) NO LEGUMINOSAS.- (Características) � Tienen un rápido desarrollo. � La semilla es barata. � Son más resistentes al frío. Se puede usar un cultivo mixto de leguminosa, con la ventaja de que los microorganismos que descomponen el material carbonáceo de las no leguminosas usan el N de las leguminosas. � Tienen un rápido desarrollo. � La semilla es barata. � Son más resistentes al frío. Se puede usar un cultivo mixto de leguminosa, con la ventaja de que los microorganismos que descomponen el material carbonáceo de las no leguminosas usan el N de las leguminosas. CANTIDAD PROMEDIO DE NITRÓGENO FIJADO POR LAS LEGUMINOSAS EN k/h Trébol ladino 224 Trébol carmesí 95 Alfalfa 220 Ledespeza (anual) 96 Altramuz azul 169 Arveja 92 Trébol sueco 152 Coupi 84 Trébol rojo 148 Guisantes 77 Meliloto 140 Soya 57 Trébol blanco 132 Cacahuate 47 Lentejas 115 Kudzu98 45Frijol Comprende los rastrojos y raíces de cultivos: Cereales, sorgo, maíz, soya, papa, broza de algodón y residuos de hortalizas Residuos de cosechas El estiércol Es un subproducto de las explotaciones ganaderas, al que muchas veces no se le da la importancia que se merece desde el punto de vista agrícola. El estiércol se le debe dar en el fundo un adecuado manejo dada la gran importancia que tiene tanto en aumentar la producción como la calidad de los productos. Fuentes de variación del estiércol - La clase y edad del animal. - La clase y cantidad de alimento. - La clase y la cantidad de la cama. - La fertilización que se haya realizado. - Forma de explotación del ganado. - Estado de descomposición. 18 Composición del estiércol PESO DE GUANO DE CORRAL PRODUCIDO POR LOS ANIMALES Especie y régimen Producción kg/día Producción anual (t) Caballos, mulas y ganado de trabajo 30 10 Vacunos: Toros estabulados 50 16 Ganado lechero estabulado 35 12 Ganado lechero al pastoreo 18 6 Ganado joven estabulado 25 8 Ganado joven al pastoreo 15 5 Carneros 1,8 0,6 Porcinos 4 1,5 Aves 46 g 0,175 Almacenamiento del estiércol - Usar camas de paja que permiten absorber y retener la orina (En la estabulación libre se recomienda destinar 10 m2/cabeza de ganado y 10 – 12 kg de paja como cama por día y por cabeza de ganado. - Usar agentes químicos para prevenir la pérdida de N del estiércol. - Se puede usar el superfosfato simple de Ca agregando 0.5 kg/día/cabeza de ganado mayor, obteniéndose así: a. Un efecto desinfectante (reducción de mastitis, septicemias, etc.) b. Un efecto desodorante. c. Una reducción de las pérdidas de N. d. Un enriquecimiento general del estiércol. Almacenaje.- Lo más ideal es la construcción de fosas de hormigón de forma rectangular y protegida por un tinglado. Otro sistema sería dejar que se acumule el estiércol en los corrales, los cuales deben tener un piso compacto. En algunos lugares de la Costa, en la región Puna, valles interandinos, en la Cordillera Subandina y en la Amazonía hay turbas que podrían ser utilizadas como enmiendas para el suelo, para la preparación de mezcla de suelo – invernadero, suelo - jardín, suelo – floricultura. Uso de Turbas CONTENIDO DE ELEMENTOS EN ESTIÉRCOL Y TURBA EN PORCENTAJE Elementos Estiércol % Turba % Materia Orgánica 52,5 41,2 Nitrógeno 1,8 1,3 pH 8,8 7,0 Fósforo 4,9 0,3 Potasio 1,8 0,2 Calcio 1,6 2,1 Magnesio 0,7 1,8
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