I. INTRODUCCION
entro de las características químicas del suelo, el pH determina la acidez o alcalinidad de un suelo, este parámetro es útil para definir el tipo de cultivo que sea adaptable a las condiciones donde se requiera establecerlo, además define la disponibilidad de nutrientes en el suelo. La mayoría de suelos con buen desarrollo se encuentra en un pH de 5.5 a 6.5.
Es importante mencionar que los suelos extremos, es decir muy ácidos o muy básicos pueden causar daños a los cultivos, como ejemplo en suelos muy ácidos existe insolubilidad de elementos como el fósforo y calcio, también existe disminución de la actividad microbiana. En el caso de suelos muy básicos se escasean varios nutrientes: Hierro, Manganeso, Zinc, Cobre y Boro, esenciales para toda planta.
Para los suelos de Guatemala el rango de distribución de pH va de 4 a 8, por lo tanto estos valores se utilizan para calibrar el potenciómetro.
Para medir el pH del suelo existen dos métodos ampliamente difundidos que son el método analítico por medio del potenciómetro y el colorímetro o de campo, ambos de mucha utilidad.
II. OBJETIVOS
Que el estudiante:
• Conozca los factores que afectan el pH y la importancia de este en el suelo. • Practique la metodología para determinar el pH.
• Interprete los resultados del pH del suelo.
III. FUNDAMENTO TEORICO
3.1 LA REACCIÓN DEL SUELO
La reacción del suelo (pH) es una indicación de la acidez o alcalinidad del suelo y es medida en unidades de pH. La escala va de 0 a 14 siendo un pH 7 el punto neutro. El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ión hidrógeno H+ (en mol/Litro).
pH= -log [H+]
El logaritmo negativo proporciona un número positivo para el pH, el cuál de otra manera, sería negativo debido al pequeño valor de [H+]. El pH de una disolución es una cantidad adimensional.
Con el logaritmo negativo de la concentración de iones hidróxido de una disolución se puede obtener una escala de pOH, análoga a la del pH. Así pOH se define como:
pOH = -log [OH-]
Entonces al considerar la constante del producto iónico del agua tenemos:
[H+][OH-] = Kw =1.0 x 10-14 Al tomar el logaritmo negativo en ambos lados, se obtiene:
- (log [H+] + log [OH-]) = - log (1.0 x 10-14) -log [H+] - log [OH-] = 14
Por lo tanto a partir de las definiciones de pH y pOH, se obtiene:
pH + pOH = 14
Por lo que el logaritmo negativo de H+ es 7, o pH 7. Cuando la concentración de H+ es mayor (más ácido), tal como 10-4 moles por litro, el pH es 4, y a menor concentración de H+, el pH es mayor (básico)
3.2 IMPORTANCIA DEL PH DEL SUELO
Un suelo ácido, (pH menores de 6.5) provoca una toxicidad de H, Fe y Mn; muy ácidos (pH menores de 5.5) toxicidad de Al para las plantas, mientras que para un suelo básico (pH mayores de 7.5), se pueden tener problemas con la succión del agua por las raíces de la planta y toxicidad de Na
Suelos fuertemente ácidos (pH 4-5) generalmente tienen altas y tóxicas concentraciones de aluminio y manganeso. Además afecta la disponibilidad de nutrientes por ejemplo el P se vuelve insoluble al formar compuestos con el Fe y Al, los cuales son precipitados. Además hay una deficiencia de Ca++, Mg++ y K+. Algunas plantas como Azaleas, té, rododendros, piña, arándanos y algunas especies coníferas madereras toleran una acidez fuerte y crecen bien. En comparación, la alfalfa, frijoles, cebada y remolacha azucarera solamente crecen bien en suelos ligeramente ácidos a moderadamente alcalinos por su alta demanda de calcio o inhabilidad para tolerar aluminio soluble. El pH influye en la actividad de los microorganismos benéficos, ya que la mayoría de bacterias fijadoras de nitrógeno y descomponedoras de materia orgánica no son muy activas en suelos fuertemente
ácidos por lo que el proceso es obstaculizado.
Los suelos altos en calcio (áreas de baja pluviosidad) tienen pH con valores de 8.5, suelos con pH mayores de 10 se dan cuando presentan alto sodio intercambiable. Las plantas en suelos con pH mayores de 9 usualmente tienen crecimiento reducido e inclusive mueren.
El mayor efecto de un pH alcalino es reducir la solubilidad de todos los micronutrientes (excepto molibdeno), especialmente hierro, zinc y manganeso. También el fosfato esta algunas veces disponible para algunas plantas por su precipitación en la solución del suelo por calcio o precipitación en carbonatos de calcio sólido.
La deficiencia de hierro, asociada con suelos arcillosos húmedos altos en carbonatos, ha sido ampliamente conocida y referida como clorosis de hierro de caliza inducida. Como el zinc, hierro, manganeso y cobre tienen baja solubilidad a pH alto, la adición de fósforo generalmente disminuye más la disponibilidad de aquellos metales a la superficie de la raíz o justamente dentro de ella, precipitándolos como fosfatos insolubles. La mayoría de los problemas causados por un ph alto se resuelven añadiendo fertilizantes especiales como quelatos solubles en agua, los cuales son estables pero complejos solubles de metal.
3.3 FACTORES QUE AFECTAN AL PH DEL SUELO
Las sales del suelo incrementan la hidrólisis de Al y Fe, desplazando iones H de los coloides del suelo, provocando una disminución en el pH. El principal efecto de la concentración de sales sobre el pH del suelo se debe al intercambio catiónico. El
pH del suelo es más bajo en soluciones salinas que en soluciones acuosas, esto se debe a que a medida que la concentración de sales se incrementa el H y Al son desplazados a sus sitios de intercambio por las sales. Las sales pueden provenir de fertilizantes, del agua de riego o de la descomposición de la materia orgánica. La relación suelo: agua en que se efectúa la medida del pH influye también en el valor numérico de este. Las relaciones más comunes suelo: agua son 1:1, 1:2 y 1:5. Otro factor conocido como error de potencial en la unión líquido-sólido común a todos los sistemas coloidales, se da cuando los electrodos se colocan en el fondo del sedimento de la suspensión de suelo, donde se obtienen generalmente un pH inferior al obtenido en la solución supernadante. Sin embargo el pH del sedimento puede ser mayor que el del supernadante en ciertos suelos.
Estas diferencias, se han explicado como un efecto de la mayor concentración de iones H+ cerca de la partícula de suelo que a alguna distancia de ella. Este efecto es máximo en suelos con grandes capacidades de cambio, débiles enlaces de los cationes cambiables y bajo contenido de sales solubles.
3.4 PRINCIPIO DEL MÉTODO ANALÍTICO
El pH o acidez activa del suelo se puede determinar por dos métodos, el del potenciómetro que es el más usado en el laboratorio y el más exacto, y el colorimétrico que es más usado en campo pero no es tan exacto.
El potenciómetro consta de un electrodo de vidrio para la medida de H+ desarrollándose
cambios en potencial (voltaje) en forma proporcional al logaritmo del cambio en la actividad del H+, a este se le llama electrodo indicador.
El electrodo de un calomel consta de un puente saturado de KCL que entra en contacto con la suspensión y tiene un potencial (voltaje) característico, relativamente independiente de la actividad del H+, por lo que se le llama electrodo de referencia. Ambos electrodos están conectados a un medidor de fuerza electromotriz calibrado en unidades de pH que mide los milivoltios de potencial generado cuando los dos electrodos se introducen en la suspensión del suelo. Los métodos colorimétricos se basan en indicadores orgánicos cuyo color depende de la actividad de los iones de hidrógeno presentes en la solución. La variación del color del indicador se debe a una reacción entre los iones de la solución con el colorante. Algunos indicadores forman ácidos débilmente coloreados y sales de cationes metálicos fuertemente coloreados. Entre los indicadores usados podemos mencionar rojo de metilo y azul de bromo fenol.
IV. MATERIALES Y METODOS
4.1 MATERIALES
1. Agua Destilada
2. Solución de cloruro de potasio (KCl) IN
3. Solución de cloruro de calcio (CaCl2) 4. Solución reguladora patrón de pH 7 5. Potenciómetro
4.2 METODOLOGÍA ANALÍTICA
Estandarizar el medidor de pH, para lo cual se ajusta con tres soluciones reguladoras que son de pH 4, pH 7 y pH 8 para ello el compensador de temperatura se debe ajustar a la temperatura del patrón.
Relación Suelo / agua 1:1
Pesar 10 gr., de suelo y agregar 10 ml., de agua destilada. Agitar la suspensión con una varilla de vidrio a intervalos regulares durante una hora. Agitar enérgicamente la suspensión y medir el pH durante el primer minuto después de haber introducido el electrodo.
Relación Suelo / agua 1:2.5
Pesar 10 gr., de suelo y agregar 25 ml., de agua destilada, agitar la suspensión a intervalos reguladores durante 30 minutos. Medir el pH agitando bien la suspensión antes de sumergir los electrodos.
Relación Suelo / agua 1:5
Añadir a una muestra de 10 gr., de suelo 50 ml. de solución de CaCl2, agitar la suspensión a intervalos regulares durante 30 minutos. Medir el pH agitando bien la suspensión antes de sumergir los electrodos.
Relación Suelo/Agua 1:10
Añadir a una muestra de 10 gr., de suelo 100 ml., de agua destilada, agitar la suspensión a intervalos regulares durante 30 minutos. Medir el pH agitando bien la suspensión antes de sumergir los electrodos.
Relación Suelo / solución de KCl 1N 1/2.5 Añadir a una muestra de 10 gr., de suelo 25 ml., de solución de KCl, agitar la suspensión a intervalos regulares durante 30 minutos. Medir el pH agitando bien la suspensión antes de sumergir los electrodos. CUADRO 6.1 RELACION SUELO/SOLUCION DE KCL RELACIÓN gr. de suelo ml. de agua 1:10 5 50 1:1 25 25 1:5 5 25 1:2.5 10 25 ml. de KCl 1:2.5 10 25 4.3 DETERMINACIÓN COLORIMÉTRICA
En una muestra de suelo secada al aire tomar 2 a 5 gr., se introducen en un pequeño tubo de ensayo y se agrega 2 a 5 ml., de agua destilada. Agitar la suspensión e introducir una tira del material indicador de la solución por unos pocos segundos. Remover la tira de papel indicador de la suspensión y comparar los colores resultantes con los colores impresos en la caja colocando la tira indicadora adyacente
al color que más se asemeje determinando en esa forma el pH.
CUADRO 6.2 Cuadro de resultados
Método Relación pH Analítico (potenciómetro) Relación suelo-agua 1:1 Relación suelo-agua 1:2.5 Relación suelo-agua 1:10 Relación suelo-agua 1:5 Relación suelo-KCl 1N 1:2.5 Colorimétrico V. BIBLIOGRAFIA
1. CHAN, R. Química. Sexta edición. Mcgraw- Hill. México 1993. 995p.
2. Lección 5. Propiedades físicoquímicas (En línea). Consultado 28 Feb 2006. Disponible en:
www.edafología.ugr.es/index.htm
3. ALARCON A. Fundamentos teóricos de la conductividad eléctrica. (En línea). Consultado 28 Feb 2006. Disponible en: www.infoagro.com
4. Manejo de la disolución nutritiva y diagnóstico en cultivos sin suelo. Antonio L. Alarcón Vera. Artículos publicados en "Vida Rural". Parte I. 01/05/02 Parte II. 15/05/02.
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DEGUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMIA
AREA TECNOLOGICA
SUBAREA DE MANEJO DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE EDAFOLOGIA II
INSTRUCTORES: ING. MSc. IVAN SANTOS, ING. CESAR MARTINEZ