Que es mejor yeso o cal?
Raul Zapata H. PhD. Ciencia del Suelo
Director Escuela Geociencias
Coordinador Postgrado Geomorfología y Suelos
Universidad Nacional, Medellín.
Para enfrentar este dilema es necesario
identificar el problema de acidez y/o nutrición
que se desea resolver.
• Se desea aumentar el
pH del suelo?
• Se desea eliminar la
toxicidad de
Aluminio?
• Se desea aumentar los
contenidos de Ca y
Mg intercambiables en
el suelo?
El Al+3 en la solución del suelo y en soluciones
nutritivas inhibe el desarrollo de las raíces de
las plantas e influye directamente en el
rendimiento de los cultivos.
Magistrad (1925) observó que cuando el pH se
aumenta ó cuando se adiciona sulfato al suelo o a
una la solución nutritiva que se le había aplicado
Al+3, la concentración de aluminio decrecía a
menos de 1 ppm.
Con esta experiencia se pensó que con la adición
de cal o de yeso al suelo, los problemas de la
toxicidad con Al desaparecerían.
Efecto de la actividad del aluminio sobre la longitud de raíces de café
(Pavan y Bingham, 1982a).
De hecho, el encalamiento y la aplicación yeso
son, actualmente, dos prácticas agrícolas de
uso común para corregir la toxicidad por Al en
los suelos.
La pregunta es:
Cual de los dos es mas adecuado?
O por qué no los dos?
Altos niveles de saturación de aluminio en el
suelo reducen el crecimiento de raíces,
inhibiendo su elongación y penetración en el
suelo y consecuentemente, reducen la
absorción de agua y nutrientes, así como la
incapacidad de las raíces de disponer de agua
y nutrientes en el subsuelo (lavado).
En una segunda fase del daño, el aluminio
obstaculiza la translocación de nutrientes a la
parte área, los cuales se manifiestan como
deficiencias de P, Ca y Mg.
Se han empleado tres estrategias para atenuar
las limitaciones por toxicidad de Al+3 de los
suelos:
1. Uso de especies y variedades tolerantes.
2. Aumentar el pH del suelo aplicando cal para
reducir el Al+3 a niveles no tóxicos o
eliminarlo y aumentar los niveles de calcio y
magnesio.
3. Adición de una sustancia complejante (base
de Lewis) para eliminar la toxicidad en
superficie y en profundidad.
La mejor forma de resolver este dilema es
conociendo un poco la química de acidez del
suelos y las reacciones de las enmiendas.
Ácido(1) + H2O(2)  Base(1) + H3O+(2)
K = (Base(1))(H3O+(2))/(Ácido(1))(H2O(2))
K(H2O(2)) = Ka = (Base(1))(H3O+(2))/(Ácido(1))
LogKa = Log(Base(1))+Log(H3O+(2))-Log(Ácido(1))
-Log = p
pH = pKa + Log(Base(1)/Ácido(1))
El pH del suelo es una de las medidas que más
informa sobre las propiedades químicas.
Según el valor de pH del suelo se puede
clasificar como ácido, neutro o básico.
El pH de un sistema está en función de la
fuente acidez relacionada con su valor de pKa,
como se observa en la ecuación:
pH = pKa + Log(Base(1)/Ácido(1))
Una clasificación de la acidez del suelo se
puede hacer con base a la fuente que aporta
los protones en unos rangos de pH asociados
a las distintas especies químicas presentes.
Grupo 1. Suelos con pH  4.2
Las fuentes responsables de la acidez son:
• Formación de H2SO4 por oxidación de
compuestos reducidos del azufre.
• Electrolitos minerales de hidrólisis ácida,
aportados al suelo por contaminantes
químicos.
• Grupos ácidos de la materia orgánica
parcialmente descompuesta.
Grupo 2. Suelos con pH entre 4.2 y 5.2.
Las fuentes responsables de la acidez son:
• Aluminio intercambiable.
• Grupos ácidos de la materia orgánica, en un
proceso mayor de humificación.
• Reacción de hidrólisis del CO2 y produce HCO3-
Grupo 3. Suelos con pH entre 5.5 y 6.5 - 7.0
Las fuentes responsables de la acidez son:
• Grupos orgánicos ácidos de la materia
orgánica con mayor grado de humificación
• Protones de los grupos OH unidos a laminas de
octaedros de Al.
• Reacción del H2CO3
• Sales básicas de sulfato de aluminio
Grupo 4. Suelos con pH entre 6.5 a 7.0 - 8.5.
Las fuentes responsables de la acidez son:
• Grupos fenólicos de la materia orgánica
humificada.
• Protones de los grupos OH unidos a láminas de
tetraedros de Si
• Bicarbonatos de calcio (Ca(HCO3)2)
Grupo 5. Suelos con pH > 8.5
Las fuentes responsables de la acidez son:
• Grupos alcohólicos de la materia orgánica
humificada
• Protones de grupos OH unidos a láminas de
tetraedros de Si
• Bicarbonatos de sodio (NaHCO3)
El grupo 1 de acidez es de poco interés
agrícola.
Se presenta cuando se drenan suelos
inundados que contienen compuestos
reducidos de azufre como la pirita.
La oxidación de este mineral forma ácido
sulfúrico en ellos; este ácido es muy fuerte y
es capaz de destruir las arcillas, con lo cual el
Al+3 liberado, convierte la arcilla en una arcilla
saturada con aluminio.
Los suelos con acidez del Grupo 2, causan
problemas a los cultivos cuando la acidez es
derivada del Al+3 intercambiable; la manera
más común de manejar este problema es llevar
el suelo a la acidez del Grupo 3, por
encalamiento, adición de yeso a materia
orgánica.
Los suelos con acidez del Grupo 3 son los que
se considera agrícolamente adecuados.
Los suelos con acidez de los grupos 4 y 5 son
suelos con dificultades para su manejo por su
reacción alcalina, siendo una de ellas la
precipitación de microelementos.
En el caso de suelos con acidez grupo 5, estos
han perdido su estructura por dispersión de
sus coloides arcillosos.
ELIMINACIÓN DE LA TOXICIDAD DE
ALUMINIO.
1- Por aumento del pH.
2- Por adición de complejantes.
Por aumento de pH
Los materiales encaladores.
Con el nombre de cal se ha identificado el
carbonato de calcio (CaCO3), el cual es la fuente
natural más económica usada para encalar.
Los mecanismos de reacción del CaCO3 en el
suelo y los productos y velocidades de
reacción son complejos, aunque sobre ellos
influyen:
•El pH del suelo,
•El tamaño de partícula del carbonato,
•La humedad del suelo,
•La presión de CO2.
Reacciones de la cal:
• CaCO3 + 2H+  Ca+2 + CO2 + H2O
• CaCO3 + H2O  Ca+2 + HCO3- + OH• HCO3- + H+  CO2 + H2O
• CaCO3 + CO2 + H2O  Ca+2 + 2HCO3• 2HCO3- + 2H+  2CO2 + 2H2O
Reacción del carbonato de magnesio:
MgCO3 + CO2 + H2O  Mg+2 + 2HCO3-
2HCO3- + 2H+  2CO2 + 2H2O
Reacción de la dolomita:
CaMg(CO3)2+ 2CO2 + 2H2O  Ca+2 + Mg+2 + 4HCO34HCO3- + 4H+  4CO2 + 4H2O
Reacción de la Cal viva y apagada:
CaO + H2O + 2H+  Ca+2 + 2H2O
Ca(OH)2 + 2H+  Ca+2 + 2H2O
Los óxidos de las cenizas, al entrar en contacto
con agua, forman las respectivas bases,
alcanzando un alto poder neutralizador:
CaO + H2O  Ca(OH)2
K2O + H2O  2KOH
MgO + H2O  Mg(OH)2
Na2O + H2O  2NaOH
En las reacciones se observa que una mol de
base consume 2 moles de H+, aumentando el
pH del suelo.
El Ca+2 (Mg+2) al quedar en solución puede
reaccionar con los coloides del suelo y
aumentar la saturación de este catión en el
complejo de intercambio (X):
XM + Ca+2  XCa + M
M representa a los cationes ácidos (Al+3, H+).
La reacción generalizada para la neutralización de
Al+3 con CaCO3 y Ca(OH)2 se podría escribir como
sigue:
2AlX + 3CaCO3 + 3H2O  3CaX + 2Al(OH)3 +3CO2
2AlX + 3Ca+2 + 6OH-  3CaX + 2Al(OH)3
Por Complejación:
El efecto tóxico del aluminio es removido del
suelo cuando se le adicionan bases fuertes de
Lewis (SO4-2, PO4-3, Si(OH)4, -RCOO-).
La aplicación de yeso a los suelos no cambia
su pH en un rango mayor de 0.3 unidades,
aunque se consigue una disminución drástica
de la toxicidad con Al.
El mecanismo por el cual disminuye la
toxicidad del Al, se debe a que es complejado
como: AlSO4+ o precipitado como tres posibles
compuestos: jurbanita, basaluminita y alunita:
Formación del complejo:
Al+3 + SO4-2  AlSO4+
Formación de jurbanita:
Al+3 + SO4-2 + 6H2O  AlOHSO4 + H+
Formación de basaluminita:
4Al+3 + SO4-2 + 15H2O  Al4(OH)10SO4.5H2O + 5H+
Formación de alunita:
K+ + 3Al+3 + 2SO4-2 + 6H2O  KAl3(OH)6(SO4)2 + 2H+
Complejación con materia orgánica:
En el proceso de complejación se requiere que
los grupos ácidos estén disociados:
R-(COOH)n  R-(COO-n) + nH+
Al+3 + R-(COO-n)  Al-R-(COO)(3-n)+
Al+3 + R-(COOH)n  Al-R-(COO)(3-n)+ + nH+
Hay una marcada evidencia que la presencia
de ligandos, tanto orgánicos como
inorgánicos, bases de Lewis, reducen la
toxicidad de aluminio.
Esta disminución de la toxicidad es debida a la
acción que estos ligandos ejercen sobre la
actividad el Al+3
Estructura del quelato de Al+3 con un compuesto orgánico.
Crecimiento relativo de raíces de algodón en soluciones con diferentes concentraciones
de aluminio y ácidos orgánicos según la clasificación de Hue et al (1986).
Conc. Ácidos orgánicos
Crecimiento de raíces (%)*
Concentración Al mol/L
3.70
9.25
Cítrico (fuerte)
mol/L
5
90c
57b
10
102c
87b
25
105a
96a
50
97a
100a
Málico (moderado)
10
72c
60b
25
98c
75b
50
103c
85b
Succínico (débil)
10
55c
46b
25
60b
44a
50
64c
44b
*El (%) es calculado con relación al blanco sin aluminio.
Movilidad de especies químicas del Al+3 y Ca+2 totales, como iones libres y pares
iónicos en suelos que han recibido cal y yeso (Pavan y Bingham. 1982).
Prof. Alt+3t Al+3 AlSO4+ AlOH+2 Al(OH)2+ Al(OH)o Cat+2 Ca+2 CaSO4o
(cm)
% de Alt+3
mM
% de Cat+2
M
Cal
0-5
0
0
0
0
0
0
5.16
95
0
5–10
0
0
0
0
0
0
3.61
98
0
10–20 15
50
0
28
12
10
0.41
100
0
20–40 23
70
2
21
5
2
0.04
100
0
40-60 31
76
2
18
4
0
0.05
100
0
60-80 50
80
1
16
3
0
0.06
100
0
80-100 53
80
1
16
3
0
0.06
100
0
Yeso
0-5 90
42
37
15
4
2
7.50
68
29
5–10 70
40
44
13
3
0
3.90
60
34
10–20 60
42
44
12
2
0
2.10
64
31
20–40 53
48
40
10
2
0
1.80
68
28
40-60 45
60
29
10
2
0
1.30
72
26
60-80 60
60
29
10
2
0
1.00
72
25
80-100 68
64
26
9
1
0
0.60
75
21
Con base a la Química de la Acidez del suelo la
adición de yeso o cal se puede resumir en:
Si el suelo tiene un pH menor de 5.0 (acidez de
los Grupos 1 y 2) se debe agregar cal o
dolomita.
Si el suelo tiene un pH mayor de 5.0 (Grupos 2
y 3) y tiene bajos contenidos de S y de Ca y Mg
intercambiables se debe adicionar yeso y/o
sulfato de magnesio.
Es posible adicionar una mezcla con yeso y un
bajo contenido de cal si no se desea aumentar
demasiado el pH, pero si aumentar los niveles
de Ca y Mg intercambiables.
El laboratorio de suelos de la
Universidad Nacional, Sede Medellín
realizó:
•2005: 619 de suelo y 186 foliares
•2006: 396 suelo y 44 foliares
a 64 empresas de flores del Oriente
Antioqueño.
Los invitamos a visitar el stand del
Laboratorio y hacer uso de nuestros
servicios.
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