Fases del Sistema Coloidal del Suelo

El sistema coloidal del suelo se compone de una fase continua o fluida, denominada medio dispersante o disolvente, y otra fase dispersa en forma de partículas, generalmente sólidas.

Tipos de Coloides del Suelo

Los principales tipos de coloides del suelo son:

• Arcillas cristalinas silicatadas
• Arcillas no cristalinas amorfas
• Óxidos de hierro y aluminio (sesquióxidos)
• Coloides orgánicos (humus)

¿Qué son los Silicatos?

Los silicatos son compuestos inorgánicos formados por silicio y oxígeno, y a menudo también aluminio.

Tipos Principales de Rocas

Los tres tipos principales de rocas son:

• Ígneas
• Metamórficas
• Sedimentarias

Tetraedro de Silicio y Oxígeno

(Se asume que aquí iría una imagen o descripción del tetraedro)

Tipos de Silicatos y Átomos de Oxígeno Compartidos

Los diferentes tipos de silicatos se clasifican según el número de átomos de oxígeno que comparten en sus estructuras:

Origen de las Cargas en los Silicatos

Las cargas en los silicatos surgen de la sustitución de átomos de silicio por átomos de hierro o aluminio en su estructura cristalina.

¿Qué es la Meteorización?

La meteorización es el proceso de desintegración y descomposición de los materiales formadores del suelo, dando origen a otros nuevos.

Importancia de la Materia Orgánica en el Suelo

La materia orgánica del suelo participa en varios aspectos importantes:

• Constituye un reservorio de nutrimentos en forma orgánica. Por ejemplo, el nitrógeno se presenta en compuestos orgánicos y solo una pequeña parte (1-3%) se presenta en formas inorgánicas (nítricas y amónicas). Al descomponerse, la materia orgánica libera una fracción de los nutrimentos necesarios para las plantas.
• Participa directamente en los fenómenos de absorción y provee a los suelos la capacidad de resistir cambios rápidos de pH causados por la adición de enmiendas o fertilizantes.
• Regula la capacidad de almacenamiento de agua y mejora la infiltración a través del perfil del suelo, reduce la pérdida de agua por evaporación y mejora el drenaje de suelos de textura fina. Constituye alimento para microorganismos con capacidad de fijar y mineralizar nutrimentos.
• Mejora las propiedades físicas del suelo, disminuyendo el deterioro por compactación.
• Regula la disponibilidad de nutrimentos principales y de elementos menores, mediante la formación de sustancias llamadas quelatos, que son móviles en la disolución del suelo y pueden ingresar a la planta, posteriormente liberando los nutrimentos que forman parte de la estructura inicial.

¿Qué es el Humus?

El humus es materia orgánica amorfa existente en el suelo, macromolecular, polimérica y sin organización biológica, cuya estructura posee grupos ionizables que pueden generar cargas.

¿En qué consiste la Humificación?

La humificación consiste en transformar la materia orgánica para dar origen al humus.

Humificación Biológica vs. Abiológica

• Humificación biológica: Se desarrolla en suelos con buena aireación, con presencia de mesofauna y flora, con pH cercano a 7 y alta disponibilidad de bases.
• Humificación abiológica: Se produce en condiciones ambientales desfavorables para la actividad microbiológica, como baja disponibilidad de oxígeno o agua, pH ácido y baja concentración de bases en la roca madre, o vegetación de ericáceas o pinos.

Tipos de Sustancias Húmicas

• Ácidos húmicos: Son sólidos amorfos de color marrón oscuro, generalmente insolubles en agua y en casi todos los disolventes no polares, pero fácilmente dispersables en las disoluciones alcalinas.
• Ácidos fúlvicos: Son similares a los ácidos húmicos y contienen grupos carboxilos, metoxilos, hidroxilos y fenólicos, los cuales determinan las reacciones de intercambio iónico, pero poseen mayor solubilidad en agua.
• Huminas: Las huminas ocupan una posición intermedia entre los ácidos húmicos y el carbón, poseen un alto grado de polimerización, una alta masa molecular, y de los tres ácidos es el que presenta mayor contenido de carbón por unidad de masa. Se caracterizan por ser insolubles en agua.

Grupos Funcionales de las Sustancias Húmicas

Los grupos funcionales que pueden determinar las propiedades de intercambio iónico de las sustancias húmicas son:

• Carboxílicos
• Hidroxilos
• Aminoácidos

Floculación vs. Dispersión

• Floculación: Es el fenómeno de transporte de partículas coaguladas que promueve la aglomeración de partículas desestabilizadas, formando aglomerados voluminosos llamados flóculos.
• Dispersión: Es la separación de los agregados producto de la repulsión generada en las partículas coloidales.

Nutrientes del Suelo

Clasificación de Elementos Nutritivos

Clasificación de los elementos N, P, K, S, Ca, Mg, Cu, Mn, Cr, Fe, Si, Br, I, Na, C, H, O, y Ti en las categorías “macronutrientes primarios”, “macronutrientes secundarios”, “micronutrientes” y “función desconocida”:

Fijación y Mineralización del Nitrógeno

• Fijación: La fijación de nitrógeno consiste en la formación de óxidos de nitrógeno (NO) o amonio (NH4⁺) a partir de la reacción química del nitrógeno molecular (N2) con oxígeno (O2) o hidrógeno (H2).
• Mineralización: Proceso que consta de una serie de etapas de amonificación y nitrificación consecutivas a través de los cuales los componentes orgánicos se transforman en las formas inorgánicas nitrogenadas.

Fijación Biológica vs. Abiótica

• Fijación biológica: El nitrógeno molecular se combina con hidrógeno, carbono y oxígeno, principalmente, para formar compuestos orgánicos en las plantas, proceso que es llevado a cabo por organismos procarióticos.
• Fijación abiótica: Es la fijación de nitrógeno en el suelo a partir de la combustión de compuestos orgánicos, la combinación de N2 con O2 en la atmósfera, el proceso industrial Haber-Bosch, la adición de materia orgánica y de fertilizantes.

Procesos en la Mineralización del Nitrógeno

Los procesos que participan en la mineralización del nitrógeno son: amonificación (degradación secuencial de compuestos orgánicos nitrogenados hasta amonio) y nitrificación (transformación del amonio en nitratos).

Ecuaciones Químicas de la Nitrificación

• Primera reacción: NH4⁺_(AC) + 2 O2 _(G) → NO2^–_(AC) + 2 H2O _(I) (Realizada por Nitrosomas)
• Segunda reacción: NO2^– _(AC) + ½ O2 _(G) → NO3 _(AC) (Realizada por Nitrobacter)

¿Qué es la Desnitrificación?

La desnitrificación es la transformación biológica del ion nitrato (NO3^–) a nitrógeno molecular (N2), óxido nítrico (N2O) y óxido nitroso (NO).

Destinos del Ion Amonio

Los posibles destinos o rutas que puede experimentar el ion amonio producto de la amonificación son:

• Ser absorbido por las plantas.
• Ser absorbido por minerales arcillosos o materia orgánica.
• Ser fijado por minerales secundarios del tipo 2:1 no expandibles.
• Ser inmovilizado por microorganismos.
• Lixiviar a través del suelo.
• Nitrificación.

Problemas Ambientales por Exceso de Fertilizantes Nitrogenados

Los principales problemas ambientales asociados con la utilización excesiva de fertilizantes nitrogenados son: contaminación de las fuentes subterráneas de agua potable y eutrofización de cuerpos superficiales de agua.

Formas del Fósforo en el Suelo

El fósforo en el suelo aparece en las siguientes formas:

• P-Inorgánico retenido (fijado)
• P-Orgánico
• P en disolución

Baja Disponibilidad del Fósforo

El fósforo es poco disponible para las plantas porque la mayoría de las sales de fósforo son insolubles en agua.

Procesos de las Sales de Fósforo según el pH

• A pH ácidos (<5.5) puede ocurrir la precipitación de fósforo (en presencia de iones aluminio, magnesio y manganeso), la adsorción es sesquióxidos hidratados de Fe o Al.
• A pH alcalinos puede ocurrir la reversión (precipitación del fosfato como fosfato de calcio) y la precipitación de fosfatos sobre la superficie de carbonato de calcio.

Problemas Ambientales por Exceso de Fertilizantes Fosfatados

Los problemas ambientales asociados con la utilización excesiva de fertilizantes fosfatados son la contaminación de fuentes subterráneas de agua y la eutrofización de cuerpos superficiales de agua.

Formas del Potasio en el Suelo

Las formas del potasio en el suelo son:

• Potasio mineral (forma inorgánica, tiene una función estructural en minerales primarios y secundarios).
• Potasio intercambiable (formando parte del complejo coloidal).
• Potasio difícilmente intercambiable (asociado a la materia orgánica).
• Potasio en disolución (de acceso inmediato para la planta).

Condiciones Reductoras en el Suelo

Se presentan condiciones reductoras debido a la expulsión del oxígeno de los poros del suelo por parte del agua. Al eliminarse el oxígeno, no se llevan a cabo las reacciones de oxidación y por ello se dice que es un ambiente reductor.

Bases de los Suelos

Las bases del suelo son K⁺, Mg²⁺, y Ca²⁺.

Formas Asimilables de Nutrientes

Formas asimilables para la planta de los siguientes elementos:

Funciones Biológicas de los Nutrientes

Funciones biológicas de los nutrientes estudiados: