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El suelo es la capa superficial de la corteza terrestre en la que crecen las plantas y donde ocurre la actividad biológica. Consta de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida está formada por minerales y materia orgánica. La mayoría de los suelos contienen entre 1 y 6% de materia orgánica y 94-99% de minerales.
Los nutrientes se pueden retener en la superficie de las partículas minerales y la materia orgánica. También pueden liberarse de la materia orgánica, mientras se descompone.
La fase líquida se refiere al agua retenida por el suelo, ya que el agua llena los espacios entre las partículas del suelo. La fase líquida forma la solución del suelo, que contiene minerales disueltos.
La fase gaseosa contiene los mismos componentes que el aire: oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Contiene más dióxido de carbono que el aire y está en equilibrio con el aire atmosférico.

La composición mineral del suelo

La fertilidad del suelo se refiere a la capacidad del suelo para retener y proporcionar nutrientes al cultivo. La composición mineral del suelo es el factor principal que determina su fertilidad.
Los minerales se pueden clasificar en dos grupos principales: minerales primarios y minerales secundarios. Los minerales primarios se forman durante la cristalización original de rocas fundidas (magma). No han sufrido cambios químicos desde su formación original. Los minerales primarios constituyen las fracciones de arena y limo del suelo.
Los minerales secundarios se forman a temperaturas y presiones más bajas, debido a la meteorización de los minerales primarios. Suelen constituir la fracción arcillosa del suelo. El suelo se forma por la meteorización del material parental, como los sedimentos minerales del lecho rocoso, los sedimentos marinos, las cenizas volcánicas y los depósitos orgánicos. Los tipos de materiales parentales y las condiciones bajo las cuales se meteorizan determinan las propiedades del suelo que se forma.

¿Qué es la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC)?

La CIC de un suelo está estrechamente relacionado con la fertilidad del suelo, ya que es un índice de la capacidad del suelo para retener nutrientes. Los nutrientes en la solución del suelo son sólo una pequeña porción de los nutrientes disponibles. Cuando las plantas absorben nutrientes de la solución de suelo (por ejemplo, potasio, calcio y magnesio), los nutrientes absorbidos pueden ser reabastecidos por los cationes intercambiables. Los suelos con una CIC alta pueden retener mayor cantidad nutrientes que los suelos con una CIC baja.

La CIC hace referencia a la “capacidad de intercambiar cationes que tiene el suelo” o dicho de otra forma, la capacidad de “retener” esos nutrientes: Las partículas de minerales como arcilla y la materia orgánica tienen cargas negativas en su superficie que se denomina “sitio de intercambio”. Con el fin de neutralizar estas cargas negativas, los iones positivos (cationes) son atraídos a estos “sitios de intercambio” por fuerzas electroestáticas.

Los cationes intercambiables más comunes son el calcio (Ca2+), el magnesio (Mg2+), el potasio (K+), el sodio (Na+), el aluminio (Al3+) y el hidrógeno (H+). Cationes como el NH4+ (nitrógeno amoniacal), el Fe2+ (hierro), Mn2+ (manganeso) y el Cu2+ (cobre) se encuentran en cantidades mucho más bajas.

La CIC depende de la textura del suelo, el tipo de minerales en el suelo, la concentración de materia orgánica y el pH del suelo.

Debido a su estructura y tamaño de partículas, los suelos de textura fina tienen una CIC mayor que los suelos de textura gruesa. Las partículas de arcilla son muy pequeñas y tienen un área de superficie más grande que las partículas de suelos de textura gruesa. Por lo tanto, los suelos arcillosos pueden retener una mayor cantidad de nutrientes que los suelos arenosos y limosos, y se consideran más fértiles. Con el fin de proporcionar al cultivo las cantidades adecuadas de nutrientes, los suelos arenosos requieren aplicaciones de fertilizantes más pequeñas y frecuentes, en comparación con los suelos de arcilla.

La capacidad de intercambio de catión del suelo se mide en unidades de meq / 100g. Se refiere al número de sitios de intercambio en cada 100 gramos de suelo.
1 meq / 100g = mmol / 100g X la carga del ion
Por ejemplo, 1 mmol / 100g de calcio ocuparán el doble de los sitios de intercambio como 1 mmol / 100 de potasio, ya que la carga de calcio es +2, mientras que la carga de potasio es de +1.

Matería orgánica del suelo

La materia orgánica del suelo se refiere a los restos de plantas, animales y microbios,
en diferentes etapas de descomposición. Consiste en:

  • Organismos vivos del suelo y residuos vegetales
  • Materia orgánica parcialmente descompuesta (detritus)
  • Materia orgánica estable completamente descompuesta, también conocida como humus.

La mayoría de los suelos contienen 1-6% de materia orgánica.

La materia orgánica influye en muchas de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

  • Aumenta la CIC del suelo (capacidad de intercambio catiónico)
  • Mejora la estructura del suelo y su capacidad de retención de agua.
  • Aporta nutrientes, principalmente nitrógeno, fósforo y azufre. Esto es resultado de la mineralización de nutrientes.
  • Mejora la absorción de nutrientes por las plantas (quelación de micronutrientes).
  • Aumenta la capacidad de buffer del suelo (su resistencia a cambios en el pH).
  • Mejora la biodiversidad del suelo.
  • Los microorganismos descomponen la materia orgánica en moléculas pequeñas hasta que se forma un humus estable. El humus no aporta muchos nutrientes al suelo, debido a que ya está descompuesto y es estable.

Los mismos factores que afectan la actividad de los microorganismos en el suelo también afectan la descomposición de la materia orgánica del suelo y la formación de humus:
El pH del suelo: la descomposición de la materia orgánica se ralentiza a un pH del suelo que es demasiado ácido o alcalino.
La temperatura: la tasa de descomposición de la materia orgánica aumenta a temperaturas más altas.
La humedad del suelo: la actividad biológica requiere humedad y oxígeno. Por lo tanto, las condiciones óptimas para la descomposición de la materia orgánica ocurrirán alrededor de la capacidad del campo. Las condiciones de saturación del suelo, por otro lado, retrasan la actividad microbiana.
La Textura del suelo: la descomposición de la materia orgánica suele ser mejor en suelos de textura ligera que en suelos arcillosos debido a que las pequeñas partículas de arcilla y los poros pequeños «protegen» la materia orgánica de los microorganismos.

Nitrógeno en el suelo

El principal nutriente aportado por la materia orgánica del suelo es el nitrógeno. El nitrógeno está disponible para las plantas en el proceso de mineralización, en el que el nitrógeno orgánico se convierte en nitrógeno inorgánico, que está disponible para las plantas. Este proceso es realizado por microorganismos.
Se desarrollaron varios modelos para estimar la tasa de liberación de nitrógeno de la materia orgánica. Sin embargo, debido a la complejidad de la dinámica del nitrógeno en el suelo, se deben hacer muchos supuestos. Por lo tanto, se requiere más investigación y se están desarrollando nuevos modelos.


Stanford y Smith propusieron un modelo relativamente simple (Stangord, G. and Smith,
S. J. 1972. Nitrogen mineralization potentials of soils. Soci Sci. Soc. Am. Proc. 36:
465472).

La ecuación propuesta fue:
Nt = N0 (1 – e -kt)
donde Nt es el nitrógeno mineralizado en tiempo t (mg kg-1)
t – tiempo (semanas)
N0 – nitrógeno orgánico potencialmente mineralizable
k – constante de mineralización (wk-1)
En la siguiente tabla se dan estimaciones aproximadas de la cantidad de nitrógeno
liberado de la materia orgánica.

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