Quimica Agricola - Navarro [PDF]

Zitiervorschau

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N o s e p e r n r i t e1 ar . - p r o r l u c c i ó nt o t a l o p l r c i r l d . ' c ' s t . ' l i b r o n i c l r l m a c e n a n r i e n t i t c n u n s i s t e n l a i n t i r r n r i t t i c o .n i l r t r a n ¡ n r i s i t i n d c . L l r l q L r i c l l ' o l n t a o c u e l q t t i r ' r r l e d i o . c l c c t r í l n i c o .m e c i i n i c o .f b t o c o p i r . r c ! i \ l r ( ) u o t r o \ l l l c L l i o \ s i n c l p e r n r i s o p r c v i o ¡ p o r e s c r i t o r l c l o s l i l L L l a r e(\ l c l C o p r r i g h t . .

IMPRESOEN ESPANA- PRI\TED I\ SPAIN Imprirne: ArtesGráficasCuestr.S. A. - Se'eñu.l.l - 2802¿lMadrid

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XI

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posibil¡dadesde incorporarfácilmente a estos esquemas las nuevas que la ciencialogradiariamente conquistas en tres partes: El textoconstade 26 temas,distribuidos (Temas1-9). L Químicadel suelo.Aspectosfundamentales (Temas9-18). macronutrientes esenciales ll. Elementos (Temas19-26). micronutrientes esenciales lll. Elementos La primera parte está dedicada a contemplar cuestiones relativasa la composición,propiedadesy funcionesde los fundamentales suelos en orden a la nutriciónde las plantas.Son temas generales,con para llegar a adquirir un marcada onentaciónquímica, imprescindibles es conceptoclarodel sueloen su conjunto.El tema primero,comoexcepción, a la QuímicaAgrícola,en la que destacasu conexióncon una introducción otras cienciasy, sobre todo, su situaciónactual en cuanto a sus límites, y posibilidades. desarrollo Las dos partesrestantesestáncentradasen el estudiode los distintos esencialespara elementosquímicosque en el momentoactualse consideran la vida vegetal.Todos ellos se tratan con una sistemáticamuy semejante, abordandoprimerosu estado en la planta,las principalesfuncionesque que en ella puedenproducirse y las alteraciones conllevana su esencialidad por deficienciao exceso. De esta forma se le expone al alumno su y justificaplenamente se realizadel el estudioque a continuación importancia, mismo en el suelo para conocersu dinámicaen funciónde los distintos y su disponibilidad en últimotérminoparala planta. factoresinfluyentes, que al finalde la obra se aportauna amplia Quieroindicar,finalmente, con los temastratados.Con ella se abre la citadao relacionada, bibliografía, posibilidad en un determinado aspecto. a un mayorconocimiento Mantengo la esperanza de que esta obra pueda contribuir ya numerososestudiantes a la formaciónde los actualmente modestamente y escuelastécnicas,tanto universitarias de QuímicaAgrícolaen las facultades nacionales comode Hispanoamérica.

M u r c i am, a r z o , 2 0 0 0 . G. NavarroGarcía.

IX

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D E LS U E L O 8 , 1. 5 . E L A G U AY L A A T M O S F E R A 5 . 1 .E s t a d o sd e l a g u ae n e l s u e l o 8, 1 . 5.2.Fuerzasde retención del aguaen suelosno saturados, 82. 5.3.Clasificaciones del aguadel suelo,86. 5.3.1.En relacióncon las fuerzasde retención, 86. 5.3.2E . n f u n c i ó nd e s u u t i l i z a c i ópno r l a p l a n t a8, 7 . 5.4.Movimiento del aguaen el suelo,BB. del aguadel suelopor las plantas.Factoresinfluyentes, 5.5.Utilización 90. 5.5.1.Transferencia delaguadelsueloa la planta.Generalizaciones, 91. d e ls u e l o 9 . 3. 5 . 6 .B a l a n c eh í d r i c o 5.7.Atmósferadel suelo.Comoosición. 94. 5.8.Mecanismos de renovación de la atmósfera del suelo.96. E I N T E R C A M B I ¡OO N ¡ C OE N S U E L O S9. 9 . 6. ADSORCION coloidales del sueloy tiposde cargasque condicionan 6.1.Lasfracciones e l i n t e r c a m b di oe i o n e s ,1 0 0 . '102. generaldel intercambio iónico.lmportancia, 6.2. Mecanismo '104. catiónico: Factoresinfluyentes, 6.3. Intercambio '110. características del complejoadsorbente, 6.4.Constantes 6.5.Determinación de la capacidad de cambiode cationesy de los c a t i o n e ds e c a m b i o 1, 1 2 . s e n e r a l e s1,1 4 . 6 . 6 .I n t e r c a m b ai on i ó n i c oA: s p e c t o g s o í r i c a s1.1 5 . 6 . 7 .l s o t e r m adse a d s o r c i ó nF.o r m u l a c i o n e m 7. LA REACCION D E L S U E L O ,1 1 9 . n e l s u e l o ,1 1 9 . 7 . 1 .O r i g e ny c a u s a sd e I a r e a c c i ó d 7 .2. Variacionesdel pH del suelo,122. 7.3. lnfluenciadel estadoy naturalezadel complejocoloidalen la reacción d e l s u e l o ,1 2 3 . 7 . 4 .R e l a c i ó e n n t r eV , T y p H d e l s u e l o ,1 2 5 . 7 . 5 .M o d a l i d a d edse l a a c i d e zd e l s u e l o ,1 2 6 . 128. 7.6.Poderamortiguador del suelo.lmportancia, 7 . 7 .M o d i f i c a c i ódne l a r e a c c i ó d n e l s u e l o ,1 3 1 . 131. 7 .7.1. Acidificación, 7 .7.2. Alcalinización,132. 7 . 8 .S i g n i f i c a c i óa ng r í c o l d a e l p H d e l s u e l o ,' 1 3 2 . 8. LOS ELEMENTOSQUIMICOSY LA VIDA VEGETAL.135. a e l o se l e m e n t oess e n c i a l e s1,3 5 . 8 . 1 .L a b ú s q u e d d 8 . 2 .C r i t e r i odse e s e n c i a l i d a1d4, 0 . y elementosbeneficiosos, esenciales 140. 8.3.Macroy micronutrientes 8 . 4 .E l e m e n t onso e s e n c i a l ecso n t e n i d oesn l a so l a n t a s1. 4 2 . por las plantas, esenciales utilizados 8.5.Origeny formasde loselementos 143.

XVI

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12.2.Funciones,223. 1 2 . 2 . 1B. i o g é n e s idse l o sg l ú c i d o s2,2 3 . 1 2 . 2 . 2B. i o s í n t e sdi se l o s l í o i d o s2. 2 6 . 12.2.3.Síntesisde clorofilas y compuestos carotenoid es, 228. y metabolismo 12.2.4.Glucolisis de los ácidosorgánicos, 22g. por deficiencia 12.3.Alteraciones y exceso,231. 1 3 . E L F O S F O R OE N E L S U E L O , 2 3 3 . 1 3 . 1. O r i g e nc, o n t e n i dyo f o r m a s2, 3 3 . 13.2.Dinámicadel fósforoen el suelo.Factoresinfluventes. 236. 13.2.1.Fósforoinorgánico, 237. 13.2.2.Fósforoorgánico,244. '13.3.Pérdidas de fósforoen los suelos.245. por cultivos,246 13.3.'i. Extracción 13.3.2.Pérdidaspor lixiviación, 246. 13.3.3.Pérdidasoor erosión.247 . 13.3.4.Pérdidaspor volatilización,247 . 13.4.Ciclodel fósforoen la Naturaleza y su problemática bajoel puntode vistaagrÍco|a,247. 14. ET POTASIOEN LA PLANTA.251. 1 4 . 1 .C o n t e n i dyof o r m a s2, 5 1 . 14.2.Funciones,252. 14.2.1 . Fotosintesis, 253. 1 4 . 2 . 2E. c o n o m í h a í d r i c a2, 5 3 . 14.2.3.Activaciónenzimática, 253. por deficiencia 14.3.Alteraciones y exceso,255. 1 5 . E L P O T A S I OE N E L S U E L O , 2 5 9 . 15.1O . r i g e nc, o n t e n i dyo f o r m a s2, 5 9 . 15.2.Dinámica,260. 1 5 . 2 . 1P. o t a s i on o a s i m i l a b l e 2 ,6 0 . 15.2.2.Potasiorapidamente asimilable, 260. 1 5 . 2 . 3P. o t a s i ol e n t a m e n taes i m i l a b l 2 e6 , 1. 15.2.4.Equilibrio del potasioen el suelo.Factoresinfluyentes, 263. 1 5 . 3 .P é r d i d a s2,6 7. 15 . 3 . 1. L i x i v i a c i ó2n6, 7 . 15.3.2.Extracción oor cultivo.268. 1 5 . 3 . 3E. r o s i ó n2, 6 9 . 15.4.Ciclodel potasioen la Naturaleza. Problemática bajoel puntode vista agrícola,269. ,16.EL AZUFRE EN LA PLANTAY EN EL SUELO,273. 16.1.Contenido, formasy compuestos importantes de azufreen la planta, 273.

XVIII

XIX

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y formasdel hierroen el suelo,335. 19.4.Origen,contenido 19.5.Dinámicadel hierroen elsuelo.Factoresinfluventes en su parala planta,336. disponibilidad 1 9 . 5 . 1I .n f l u e n cdi ae lo H .3 3 6 . 1 9 . 5 . 2 . I n f l u e n cd ieal a c o m p o s i c i ódne l s u e l o 3 , 38. 20. EL MANGANESO E N L A P L A N T AY E N E L S U E L O 3 , 41. 2 0 . 1 .C o n t e n i dyo f o r m a se n l a p l a n t a3, 4 1 . 20.2.Funciones del manganeso en la planta,342. 20.2.1.Fotosíntesis, 342. 20.2.2.Transformaciones glucolisis de las hexosasfosforiladas. y metabolismo de los ácidosorgánicos, 348. 20.2.3.Metabolismo auxÍnico.348. 20.2.4.Metabolismo del nitrógeno, 349. 20.2.5.Otrosprocesossignificativos en los que el manganeso participa, 350. 20.3.Alteraciones y exceso,352. en la plantapor deficiencia 20.4.Origen,contenidoy formasdel manganeso en el suelo,353. 20.5.Dinámicadel manganeso en el suelo.Factoresinfluyentes, 354. 2 0 . 5 . 1p. H d e ls u e l o3, 5 5 20.5.2.Materiaorgánicay actividadmicrobiana, 356. 2 1 . E L B O R OE N L A P L A N T AY E N E L S U E L O 3 , 59. 2 1 . 1 .C o n t e n i dyo f o r m a se n l a p l a n t a3, 5 9 . 21.2.Funciones del boroen la olanta.360. y transporte 21.2.1.Metabolismo de carbohidratos, 361. 21.2.2.Formación de las paredescelulares. Lignificación, 362. 2 1 . 2 . 3 . I n f l u e n ceinae l m e t a b o l i s mdoe á c i d o sn u c l é i c oys e n l a síntesisprotéica, 362. 21.2.4.Efectosen la síntesisde sustancias importantes en la planta, 364. 21.3.Alteraciones y exceso,365. en la plantapor deficiencia 21.4.Origen,contenidoy formasdel boroen el suelo,368. 21.5.Dinámicadel boroen el suelo.Factoresinfluyentes, 369. 2 1 . 5 . 1T. e x t u r d a e ls u e l o , 3 6 9 . 2 1 . 5 . 2p. H y c o m p o n e n t edse l s u e l o 3 , 69. 2 1 . 5 . 3F. a c t o r ecsl i m á t i c o 3 s .7 3 .

2 2 , E L C I N CE N L A P L A N T AY E N E L S U E L O ,3 7 5 . 2 2 . 1 .A b s o r c i óyn c o n t e n i deon l a p l a n t a3, 7 5 . 22.2.Funciones del cincen la planta,376. 2 2 . 2 . .1B i o s í n t e sai su x í n i c a3,7 6 . 22.2.2.Metabolismo nitrooenado. 376.

XX

IXX

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2 6 . 3 .C o b a l t o4, 2 7 . 2 6 . 3 . 1C . o n t e n i dyo f u n c i ó ne n l a p l a n t a4, 2 8 . 2 6 . 3 . 2C . o n t e n i dyo d i n á m i c e a n e l s u e l o 4, 2 9 . 26.4.Yanadio,430. 26.4.1.Contenido, funcionesy efectosbeneficiosos en la planta,430. y situación 26.4.2.Contenido en el suelo,432. BIBLIOGRAFIA, 433 INDICEALFABETICODE MATERIAS.479.

XXII

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Agrícola. Química

confirmación. Asi por elemplo,B. Palissy (1563) manifestabaque en tas cenizasde las plantasse encontraban los materialesque éstas extraíandel suelo.Duranteestosañoshay que reconocer que huboun gran interéspor los aspectosprácticosde la agricultura, pero se careciódel espÍritucientífico necesarioparabuscarlas causasde losfenómenosque describían. Ya en el sigloXVll, la preocupación por los fenómenosde la cientÍfica fertilrdad del sueloy del desarrollo de las plantases notoria.F. Bacon (1s61l 6 2 4 l c o n s l d e r aq u e e l p r i n c i p aal l i m e n t od e l a s p l a n t a se r a e l a g u a ,y q u e l a principalfunción del suelo era la de mantener las plantas erguidas y protegerias del frÍo y del calor.Tambiénsosteníaque el continuocultivode una determinadaplanta sobre un mismo suelo lo empobrecíapara esta especieen particular,ya que cada planta extraíadel suelo una sustancia y correctodesarrollo. concretaparasu alimentación Otro científicode la época,J.B. Van Helmont (i577-1644),físicoy químicoflamenco,de acuerdocon las ideasde Bacon realizauna exoeriencia que, según é1, demostrabaque el agua tenÍa que ser el principio de ta vegetación.Puso 90'60 Kg de suelo,desecadoal horno,en un recipientede arcilla,lo humedeciócon agua de lluviay plantóun vástagode sauce que pesaba2'26 Kg. cubrió la tierra con una hoja de hierroestañadaprovistade agujerospara protegerladel polvo,y sólo añadióagua de lluvia.Exactamente al cabo de cinco años acabó su experimento. El árbol en el que se había transformadola ramade saucepesaba76'64 Kg. En el suelode nuevosecado encontrócomo únicapérdidade peso la de 56 g sobre los g0'60 Kg originales. Debidoa que solo habÍaañadidoagua,sacó como conclusión que ésta era el único alimentode las plantas.La pérdidade los 56 g de peso de suelo la atribuyóa un errorexperimental. En esta experiencia,muy típica de casi toda la primitivalabor de investigación en QuímicaAgrícola,no se tuvo en cuentados factoresbásicos, deduciéndose de un experimentobien planteadopara las circunstancias de entonces una conclusión totalmente falsa. Van Helmont no tomó en consideración el papeldesempeñado por los componentes de la atmósfera, ni tampocolos 56 g de suelo que habíandesaparecido. Hay que recordar,sin embargo,que este trabajose realizóen un tiempo en el que todavía no se sabíanadade la nutriciónmineral,ni de la fotosíntesis. El trabajo de Van Helmont fue repetido posteriormentepor un prestigioso cientÍfico, el inglésR. Boyle (1627-1691), y como resultadode los análisisquímicosefectuados llegóa la conclusión de que las plantascontenían sales,energía,tierray aceite,y que todosestosproductospodíanprocederdel aoua.

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Agrícola. Química

lo menosseis materiasnutritivaspara ellas:aire,agua,tierra,sales,aceitey fuego, en un estadofi.¡o.Su libro Los principiosde la agriculturay ta vegetación constituyóun gran avancesobre las anteriorespublicaciones de esta época, no solamenteporquereconoceque la nutriciónvegetaldependede varios factores.sinotambiénporqueindicamuy claramente los dos métodosa seguir paraestudiarel problema: cultivosen tiestosy análisisde la planta. En 1761 J,G. Wallerius,profesorde euímica en la Universidad de Upsala. presentosu libro De Humo, primera orientacióncientíficade la QuímicaAgrícolaEn él se encuentran indicaciones de la formacióndel humus duranteia descomposic¡ón del materialvegetaly algunasde sus propiedades, comola naturaleza y la capacidad hidrofílica de adsorbernutrientes. A. Young (1741-1820) fue uno de los investigadores de este tiempo drgnode ser citado,Young hizo gran númerode pruebascon tiestospara encontrarcuáleseran las sustancias que incrementaban el rendimiento de las cosechas.cultivó cebada en arena, a la cual añadía materialesdiversos: carbón de leña, aceite, estiércolde ave, residuosvínicos, nitratos,pólvora negra, brea, conchas de ostras y otros materialesmuy diversos.Algunos favorecieronel crecimientode las plantas,otros no. young fue también un magníficoescritor,y publicó un tratado titulado Anales de Agricuttura,en cuarentay seis volúmenes,que fue muy estimadoen los mediosagrícolas ingleses. El descubrimiento del oxígenopor Priesfly puedeconsiderarse como el puntode partidade otros numerososdescubrimientos. Entreestosdestacan los realizadospor J. Ingen-Housz(1730-1799),que en su libro Experimentos sobrevegetales,publicadoen 1779,demostrabaque la luz solarera necesana para la producciónde oxÍgeno;que solamentelas hojas y peciolospodían sintetizar;y, finalmente,que los frutosy las plantasen la oscuridadrespiraban como los animales Estasconclusiones fuerontambiénlas obtenidasoor J. Senebieren Ginebra.sus estudiossimultáneos del problemaopuesto,efecto del aire sobre la planta, le permitieronsugerir en sus Memorias físicoquímicas, de 1782, que el aumento de peso del tallo de sauce en el experimento de Van Helmontse debíaal airefijado. Aunque la mayoríade los avanceshechosen la euímica Agrícola duranteel sigloXVlll tuvieronlugaren Europa,algunacontribución americana de los primerostiemposfue suficientemente paraser mencionada. significativa Posiblemente,la primera publicaciónamericana relacionandola Químicacon la Agriculturafue la de J. winthrop, primer gobernadorde connecticut, en 1678, con el título Descnpción,cuttivoy utitizacióndel maí2.

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Agricola. Química

Los irascendentales resultados de De saussure no fueronaceotados durantemuchosaños. ni tampocosus métodos.Los librosmás difundidos entonces, de A. von Thaer y H. Davy, no acusaron los cambios por aquel.Thaer,por ejemplo,publicóLa basede fundamentales introducidos la agriculturaractonal,en 1810, y en él se manteníaaún la idea entonces predominante de que las plantasextraíansu carbonoy otros nutrientesdel humus del suelo. Elementosde QuímicaAgrícola,publicadoen 1813,por Davy.constituye el últimotextodel viejoperiodo,y surgióde las leccionesque daba anualmenteen The Royal lnstitution sobre QuímicaAgrícola.Más que aportaciones originales,su méritoestribaen haber sabido sistematizarlos hechos conocidoshasta entoncesy dar, con gran responsabilidad, una importancia a la QuímicaAgrícolaque de otromodono hubiesetenido. A padir de 1834 se despertóun nuevo interés por la investigación agrícola.Hastaese momento,las investigaciones se habíanrealizadosóloen los laboratorios o en macetas.Fue entoncescuandoel francésJ.B. Boussingault comenzó sus célebres experimentosde campo en su granja de Alsacia, históricamente las primerasen estesentido.Boussingaultactualizólos métodos cuantitativosde De Saussure; pesó y analizólos fertilizantesutilizadosy las cosechasobtenidas,y demostróconcluyentemente cómo el aire y el agua eran fuentes nutritivasde carbono,hidrógenoy oxígeno.Realizótambiéntrabajos importantesacerca de la asimilaciónpor las plantasdel nitrógenodel aire, y abordóproblemasrelacionados con la nutriciónde los animales. En el periodo comprendidoentre 1830 y 1840 no se registran descubrimientos de importancia. Pero en 1840,la comunicación del químico alemán Justus von Liebig, La Químicay sus aplicacionesa ta Agricutturay Fisiología,presentadaa la BritishAssociation,conmoviótan fuertementea los científicosconservadores de aqueltiempoque a partirde entoncesfueronmuy pocos los que siguieronafirmandoque el carbonocontenidoen las plantas proveníade alguna otra fuente que no fuera el dióxidode carbono.Sus principales afirmaciones en dichacomunicación fueron: 1.- La mayorpartedel carbonode las plantasprocededel dióxidode carbonode la atmósfera.Pero también,la aportaciónde humus al suelo debidoa la continuaproducción de dióxidode carbono,puedeser una fuente para la incorporación de este compuestoa la plantaa travésde las raíces. y el oxígenoprovienen 2.- El hidrógeno del agua. 3.- Los metalesalcalinosson necesarios para la neutralización de los ácidos formados en las plantas como resultado de sus actividades metabólicas.

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Agrícola. Química

Gilbert,los cualesiniciaronuna ampliainvestigación para comprobaralgunas de las afirmaciones de Liebig que no consideraban correctas.Doce años despuésde Ia fundaciónde la estaciónestablecieron principios: los siguientes 1.- Los cultivosrequieren fósforoy potasio,perola composición de los residuosde las plantasno es una medidade las cantidadesrequeridasde dichoselementos. 2.- Las plantas no leguminosasprecisan de un suplementode nitrógeno,siendoigualmentebeneficiosos los nitratosy las sales amónicas. Sin esteelementono se puedeconseguirningúnaumentodel crecimiento, aún cuandose añadanlos constituyentes de las cenizas.La cantidadde nitrógeno amoniacalsuministradopor la atmósferaes insuficientepara las necesidades de los cultivos. 3.- La fertilidaddel suelo puedeser mantenidadurantealqunosaños químicos. con el empleode fertilizantes 4.- El efecto beneficiosode los barbechosse debe al aumentode la cantidadde compuestos de nitrógeno utilizables en el suelo. La colaboraciónentre Lawes y Gilbert fue una de las más completas entre hombresde ciencia.Trabajaronjuntos por espaciode 57 años, hasta la muertedel primeroen 1900.Gilbert murióun año más tarde.La investigación realizadapor ellos y sus discípulosno se ha interrumpido desde entonces, permitiendocon ello no solo cimentarla parte positivade teorías científicas anteriores, sino ponerjalonesfundamentales en el desarrollooe numerosos aspectosde la modernaQuímicaAgrícola. En 1856, Salm-Horstmar cultivó plantas en frascos de estaño revestidosde cera conteniendoarena, cuarzopulverizadoy carbónde azúcar. Estos materialeshabían sido previamentehervidoscon ácidos para separar las pequeñascantidadesde materiamineral.Omitiendola adiciónde uno o más elementosen la disoluciónnutritivasacó como consecuenciaoue el fósforo,azufre,potasio,calcio,magnesioy silicioeran elementosque debían considerarse esencialespara el crecimientode las olantas. Tambiénpor esta época se establecela esencialidaddel hierropor J. Sachs (1860),aunqueya E. Gris (1843)habíadescritolos fenómenosque acontecenen los vegetales privados de un suministroadecuado de este nutriente.En este tiempo se generalizóla opiniónde que el hierro formaba partede la clorofila,al estimarque en el caso de las plantasexistia,como en los animales,una relaciónhierro-pigmento.

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Agrícola. Química

Entre 1840 y 1850 se observa un considerableaumento en las actividadescientíficasrelacionadascon problemas agrÍcolas.se realizan estudiosquímicosde los suelos,de las cosechas,de los alimentosy de los y surge gran número de publicaciones. fertilizantes; En este periodo,S.L. Dana publicaManualde estiércol;W. Jhonson, profesorde euímica Agrícola en Yale, destaca por su libro titulado Cómo se nutren las ptantasy cómo crecen/as cosechas; E. Pugh, colaboradorde Lawes y Gilbert durantedos años en Rothamsted,publica la obra El origen del nitrógenoen la vegetación; y J.W. Draper,que fue el primerpresidente de la AmericanChemicalSociety, en 'lBB4,presenta su Tratadode las fuerzas que originan la organizaciónde lasplantas. La importante contribución de la químicaal desarrollo de la agricultura en Américafue puestaclaramente por H.W.Wiley, en 1g01,en de manifiesto un discursoa la AmericanChemicalSociety: "De cuarenta y nueve directores actuales de granjas experimentales, veinte eran químicos profesionalescuando recibieron el nombramiento.La selección de tantos químicos profesionales no fue una pura casualidad, sino que tuvo evidentementealguna relación con el papel preponderanteque ta ciencia Química en el progreso de la investigación agrícota. La tista de directores de las granjas agrícolas experimentales de Alemania indica et mismo estadode cosas". Toda esta considerable investigación relacionada y con la Agricultura, en la que la Químicaha tomadopartedirecta,ha experimentado un impulso grandísimo en el sigloXX. La enumeración, aunquetan sólo sea en parte,de lo realizadoen el siglo actualy de los hombresque han contribuido a este desarrollosería realmentefabulosa,y caen fuera de los límitesimpuestosa este breve resumen histórico.Hay que resaltar,sin embargo, que estos progresosno han sido debidos al trabajo de científicosde algún país determinado, sino de muchosy muy distintospaíses.Sus frutosson evidentes, porque la producciónagrícolay la calidadde las cosechasson más altas v mejoresque en cualquier otrotiempopasado.

1 . 4 . L I N E A S D E T R A B A JO Y CONCEPTODE LA QUIMICA AGRICOLA. Expuestoasí el aspectohistórico, veamosa continuación, y antesde establecer un conceptoclarode la QuímicaAgrícola,cuálesson las líneasde que en el momentoactualse desarrollan investigación dentrode su camoo.

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Agricola. QuÍmica Vegetal,Bioquímica, con la Fisiología estrechamente esta cienciase relacrona parte, Suelo-Planta del Sistema la Química etc. Por otra Botánica,EdafologÍa. Agrícola, la de más específicas Química las lÍneas es. oosiblementeuna de y criterios modificar, con por posibilidad de estudiar la todo sobre químicos,sus condiciones, de maneraque se obtengan fundamentalmente útilesparala Agricultura. resultados mineralde la plantay los posibles En estecapítulodestacala nutriciÓn de los iones de integración mecanismosde absorción.Así, las condiciones La dinámicadel aguaen el sueloy su orgánicos. en los compuestos minerales vegetal.Y absorcióny emisiónpor la planta,factorlimitantede la producción llevar a las línea es en esta Agrícola misión especial de la Química y estudiar el métodos, nuevos conocimientos experienciasde campo y sobre modo de actuar señalar el Suelo-Planta, del Sistema comportamiento él modificándoloen cada caso, a fin de obtener los mejores rendimientos cualitativosy cuantitativos. Pero no finalizaaquí el campo de la Química Agrícola.Y así, con independenciade lo ya apuntado,podríamosseñalar muchos aspectos externosal SistemaSuelo-Planta:los estudiosrelacionadoscon la fijaciónde fertilizantesen el medio nutritivo,su absorciÓnpor las plantasy la aplicaciÓn los quelatosy de nuevosproductos,de los que son ejemplosrepresentativos y otras productos hormonal de acciÓn de la síntesis abonos micronutrientes; y producción, aplicación formulación la fisioterapeutica; acción de sustancias herbicidas,fungicidasy aditivosdiversos;la insecticidas, de fertilizantes, síntesisy utilizaciónde productosíntimamenterelacionadoscon las prácticas etc. agrÍcolas,plásticos,tensoactivos, el AnálisisAgrÍcola,con su concretaentidad,adquiridapor Finalmente, y naturalezade las sustanciasa estudiary por las continuas las características que si no una ramade la QuímicaAgrícola,sí modificaciones sufre,constituye, y un auxiliarfundamental.La utilizaciónde la energía nuclear (radiaciÓn la electrÓnica, la microscopÍa diferencial, térmico análisis el radiosótopos), etc., y gaseosa,polarografía, espectrofotometría, líquido-líquido cromatografía y cuantificación correctade muchassustancias. hacen posiblela identificación Puededecirseque con esta orientaciónanalíticase está dando un impulso agrícola. a la investigación considerable Varios hechosimoortantesse deducende lo que hasta ahora hemos expuesto. En primer lugar, la Química Agrícola, por los medios y que aporta,es la base inmediatade un buen númerode otras conocimientos cienciasagrícolasque en la actualidadtiendena tener, o tienen ya, una entidadpropia,y que sin su concursoseríamuy difícilsu desarrollo.

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Agrícola. Química * El conocimiento de muchosaspectosaún oscurosen la químicadel en arcilla-humus humusy el estudioconcretode los fenómenosde interacción su conjunto. *

El descubrimientode nuevos elementos esenciales y el de la funciónespecíficaque realizanotros,en los cualesya esclarecimiento comosilicio,cloro,boro,etc. su esencialidad, estáestablecida * Esclarecimiento en de muchosprocesosquímicosque se desarrollan que los regulano catalizan. la plantay de los sistemasenzimáticos * El conocimiento químicode nuevassustancias, tales como las que provocando y o inhibiendoel frutos, controlan la formación de flores forma. o cambiosde crecimiento *

Aprovechamiento de productos o inútileso no rentables. actualmente

subproductos vegetales,

* Síntesisde nuevassustancias agrícola. de aplicación * Utilización químicospara la mejorade la de nuevosprocedimientos y agrícolas. de los productos conservacióntransformación calidad,producción, * Estudioquímicode nuevasvariedadesmás productivasy menos y plagas. enfermedades sensiblesa los factoresclimáticos, las Estos y otros aspectosque surgen al analizardetenidamente posibilidades hoy temasde gran interésen de la QuímicaAgrícola,constituyen agrícolade todoel mundo. la mayorpartede los centrosde investigación

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Agrícola Química

El suelo, sin embargo,como parte de la Biosfera,está poblado de organismos.El suelo respira, nitrifica,origina humus. Nos encontramos a los dondese da prioridadparasu definición tambiéncon un criteriobiológico, o procesosque organismosque en él habitany a las transformaciones realizan. en evidenciaque el expuestasponenpuesclaramente Las definiciones que lo puede de la disciplina Y ello dependerá ser diferente. conceptode suelo estudie. Bajo el punto de vista químicoy agrícolatambiénes aceptablesu Y en este sentido,el suelo puedeconsiderarse orientación. correspondiente por tres fases:sólida,líquiday gaseosa, como un sistemadispersoconstituido que constituyeel soportemecánicoy, en parte,el sustentode las plantas. Según este concepto,el estudiodel suelo debe dirigirsehacia dos objetivos fundamentalmente.Por una parte a considerar sus diversas propiedades, especiala la producciónde plantas,es decir,un con referencia aspecto prácticoo aplicado.Por otra, a su estudio cientÍfico,especialmente y hallarlos medios químico,para determinarla variaciónde su productividad y mejora. para su conservación

2 . 2 . O R I G E N Y F OR MA C IOND EL SUELO. PROCESOSY F AC T O R ESIN F L U Y E N T E S . El punto de partidaen la formacióndel suelo lo constituyelas rocas situadas en la superficie terrestre (en su mayoría rocas ígneas y las cuales con el tiempo, y a través de un conjuntode sedimentarias), y son desintegradas procesosque se englobanen el término"meteorización", alteradaspor acción de diversos agentes de naturalezafísica, química y b i o l ó g i c(aF i g u r a2 . 1 . ) . La meteorizaciónfíslca se debe a la aparición de importantes tensionesen el interiorde la roca,lo cualprovocaroturasen sus líneasdébiles sin que se produzcancambios apreciablesen la mineralogíade sus Estastensionespuedenser provocadaspor distintosagentes, componentes. entre los que hay que destacar los diferentescambios de temperatura,la alternanciade humedad y sequedad, la congelaciónpor el hielo, la de sales por hidratacióny el efecto mecánicode animalesy cristalización olantas.

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Agrícola Química

de las rocas,al del agua presenteen los intersticios La congelación para aumentarsu volumencon respectoal estadoinicial,es factorimportante de su fracturay degradación.Este mismo efectose producepor cristalización s a l e sp o r h i d r a t a c i ó n . La acción de estos agentesfísicos que son los que inicialmente participanen la formacióndel materialoriginariodel suelo,viene en muchos casos incrementadapor su trasladodel lugar de origen a otro lugar por de zonas montañosasa otras corrientesde agua, vientoo desplazamiento más bajaspor gravedad. El materialoriginarioasÍ formadopor partículasde rocasqr" no iun sufrido aún modificacionesinternas, es posteriormentealterado mediante procesosquímicosmás lentos.A travésde éstos,el suelose va configurando, su verdaderaentidadcomotal. su configuración, adquirrendo La meteorizaciónquÍmica se caracterizapor transformacionesque químicay mineralógica de la roca, dando lugar a afectana la composición y Estoscambiosde variable compleja. de composición minerales de mezclas composiciónsuelen estar acompañadospor una continuadadesintegración física y se considerande fundamentalimportanciapara el desarrollode la fertilidadouímica del suelo, al posibilitarla liberaciónde los elementos del mineral. en las redescristalinas inmovilizados Los agentes químtcos que intervienenen estos procesos son, principalmente, el agua que provocareaccionesde disolución,hidrólisise de las rocas;el dióxidode carbono en los mineralesintegrantes hidratación y el oxígenoen las de oxidaciónque participaen las de carbonatación; que en menor cuantía, la secreciónde añadir, hay A ellos reducción. parte vivos(raícesde plantasy por organismos de algunos ácidas sustancias del material que facilitannotoriamente la transformación microorganismos) iónicoo de complejación. de intercambio mediantereacciones originario, cuandose trata de rocasy minerales tiene importancia La disolución solubles,y dependedel pH del medio,de la temperaturaambientey de la cantidadde agua que soportan.La movilidaddel compuestosolubilizado finales. determinala magnituddel procesoy de los productos La meteorizaciónpor hidrólisisconsisteen la reacciónentre un mineraly el agua,paradar un ácidoy una base.Afectaa un gran determinado en la cortezaterrestre. dadasu abundancia númerode silicatosalumínicos,

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Estasdiferenciasson: 1.- Un mayorgradode polimerización. 2.- Pesosmoleculares más elevados. 3.- Menoracideztotal. 4.- Porcentajes de C y N superiores. 5.- Menorporcentaje de H, O y S. Algunascaracterísticas importantesde los ácidoshúmicos,tales como la velocidadde sus reaccionesde intercambio,la movilidaddel nitrógeno,y también sus propiedadeshidrofílicas,dependen de la relación entre la estructuraaromáticay alifática.Los compuestosde estructuraalifáticason más hidrófilos, mientrasque los aromáticos lo son menos. Numerosas experienciashan demostradotambién que los ácidos húmicosy fúlvicosson heterogéneosy constande fraccionesgeneralmente semejantes. Es posible que ambos representen, más que grupos independientes,estadios distintos dentro del proceso general de la

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desplazarel 25% de este nitrógenopresenteen el residuo,que debe ser consideradocomo una partede aminoácidosdifícilmentehidrolizables, del tipo N-fenilglicina.Recientementese ha sugerido que el 25% restante en un constituyente de los compuestosheterocíclicos del núcleo. 4.2.3. HIPOTESISACERCA DE LA ESTRUCTURADE LAS SUSTANCIAS HUMICAS. De todo lo anteriorparece deducirseque tanto los ácidos húmicos como los fúlvicos pueden ser consideradoscomo polímeros coloidales, que a su vez están constituidaspor formadospor unidadespoliestructurales, monómeros monoestructurales. Aceptando este hecho, se han elaborado diversas hipótesis para tratar de concretar su estructura. Los modelos propuestosson, sin embargo,muy generales,sin detallesespecíficos,y no permitenser aceptadoscomo definitivos. Como más representativos, se muestrana continuaciónlas estructuras propuestas por Thiele y Kettner, Kukharenko, Felbeck y Chesire y colaboradores. H. von Thiele y H. Kettner(1953)sugierenque la microestructura de las unidadesbásicaso monómerosde las sustanciashúmicasconsta de un núcleo asociado a grupos reactivos y combinado con elementos puente (Figura4.9).

general propuesta porH.VonThiele y H.Kettner Figura 4.9.Esquema (1953). delassustancias húmicas Pero como puede apreciarseen la figura 4.10., al considerarlos posiblesnúcleos,grupos reactivosy unidadesatómicaspuente que pueden intervenir,la estructuraadquierenumerosasposibilidades. Esta puede ser la principalobjecióna esta hipótesis. La estructurapropuestapor T.A. Kukharenko(1955)está basada en estudios realizadossobre productosobtenidosen la oxidaciónalcalina de

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Agrícola Química

En 1965,G.T. Felbeckdemostróque los productosde hidrogenación principalmente en largascadenasde unidades de un sueloorgánicoconsistían metilenocon ramificacionesocasionales.Los datos del análisiselemental, númerode doblesenlacespor átomode carbono,y la conocidacapacidadde las sustanciashúmicaspara formar quelatosy fijar amoniaco,le hicieron sugerir que la estructurade las sustanciashúmicas es básicamenteun consistenteen la condensaciónde unidadesymonómeropoliheterocíclico pirona,agrupadasen cadenapor puentesmetileno.Las unidadesfenólicasy se adaptana la estructuracentralen la formaen que se expone aminoacídicas l a f i g u r a 4 . 1 2. en

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posible y húmicos (G.TFelbeck, fúlvicos Figura 4.12.Estructura deácidos 1965). La principalobjecióna esta hipótesises que un polímeroconsistente en unidadesy-pironano ha sido nuncaobservado, aunquees una posibilidad. que la estructura M.V.Chesirey cols.(1967),consideran de los ácidos húmicosconsisteen un núcleopolicíclico aromáticode gran complejidad, al que se hallan unidos los polisacáridos, proteínas,fenoles relativamente y metales(Figura4.13.). sencillos

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Agricola Química

4 . 3 . P R O P I E D A D E GE S N E R A L E SD EL HUM US. El humus es de naturalezacoloidal,pero a diferenciadel coloide mineral del suelo, es amorfo y no cristalino.Su superficiey capacidadde adsorciónexcedencon muchoa las presentadaspor cualquierade las arcillas. Los coloideshúmicospresentanuna gran hidrofiliay, por imbibiciónen el Un gel húmicoseparadopor filtraciónpuede agua,sufrenun notablehinchamiento. reteneralrededorde 15 vecessu pesode agua,y ademáscon la particularidad de que mientrasconserveuna ligerahumedad,es susceptible de recuperarsu anterior estadocoloidal.Pero por evaporación,inclusoa baja temperatura,se pasa a un lo cual puedeobservarseen la superficiede los suelos estadode irreversibilidad, con climascálidosy secos.Lo mismoocurrepor liofilización. Por desecaciónen estufa, los geles húmicossufren una contracción considerable,obteniéndoseuna materianegra,córnea,escamosay brillante, que se pulveriza comoel carbóny que no se redispersa más en el aguapura. El humus presentatambiénuna baja plasticidady cohesión.Color oscuro,poco solubleen el agua,perosolubleen basesdiluidasy precipitable oor los ácidos. Como complejoestá organizadode igual forma que la arcilla.Lleva por silicio, innumerables cargasnegativas,pero en lugarde estar constituido y hierro, las micelas húmicas oxígeno, aluminio están compuestaspor carbono,oxígeno,hidrógenoy nitrógenofundamentalmente, así como de otros elementos como azufre y fósforo. Las cargas negativasproceden de los grupos carboxílicosy fenólicos, de los cuales el hidrógeno puede ser por intercambio reemplazado catiónico. La capacidadde cambiode cationesde los humuses muy superiora la de las arcillas.Para éstas alcanza,por lo general,de B a 150 me/100g. Paralos humusbiendesarrollados, entre300 y 500 me/100g. Por acidificación,las dispersionesde humatosfloculanbajo la forma de madejaspardas.Estafloculaciónse aseguraa pH=2. Los álcalis, como hidróxrdosódico y potásico,no tienen sólo una accióndispersante, sino que tambiéndan lugara humatosalcalinossolubles en agua,que se comportancomo verdaderoselectrolitos. Por último,y dentrode estas propiedadesgenerales,debe decirseque contrariamente a las arcillas,las dispersioneshúmicasson poco sensiblesa

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peprluecloÁeul eluenc sontlceÁ soso.launusgtu olue] uos 'ugtceuJoJsuel] 'soulslue6.loo.¡crtu ns e ueÁnqu¡uoc,i op sesuedxa e uant^ enb lq solsf 'o^rn orpotl un olons uoceq enb 'sou.lslue6:ootclru op pnlt]lnLu lop eun e e¡odos ap orurs snrrnq ¡a 'ocrOg¡orq elst^ op o¡und ¡e ofeg 'soluoualosolso op ayodsuer¡¡e ernbeseas lenc ol uoc 'oseue6ueu.,¡ Á o.r.rerq ep so¡e¡anbteuiJol epend Á 'o¡enslop uotcnlostpel ua souotlecÁ seuorueollua eJopesuedtloc ugrcceeun ec:a[3 'elue¡de¡ e:ed so^tltJlnusoluaulaloop Bnlasal el ugtqLue] 'otqulecep peprcedec aluaualqeJoprsuoc JeluouJoJcut ¡e oOrsuocae:¡ enb ol ns Jeluotüneeceq Á :openOr¡.ror.ue tepod ns elsoJd 'snulnq ¡a lod sepe¡nOet elueu¡enOruos olons lop secrul;nbsepeperdoldse¡edrcuudsel 'ugtsoJoel e eJeoep ercueyodur eleul.ld op onrluonorde¡ue6e un snunq lap oceq 'ugrce6el6eel uo ugtoeluoultc op le olun[ 'e¡ueqlosqe:epod a¡s3 'o]ce]uoc ns ua es.¡euod¡e eurbr.ro es enb rolec op oluorurpuoJdsep ¡e lod ocrule¡ olcaJoun uotquel euorc.rodot¿ 'ugrcerrdsue:¡odene el Jrcnpal e apuotl Á e¡¡e ap operdoldeoptuoluocun olons 'en6e op ugtoualoJap peptcedec uel6 ns e setceJC lo uo ouarlueu: 'efeuerp Á uorceetre el acoJo^e¡es anb ol uoc 'selltcle ¡e sel op peprsocsrnel ocnpou 'peprsorod.loÁeu eun eltltcel 'etcuoncasuoc uo '^ eso¡nue:6 eJn]onJlsael op e¡qesuodsel ¡edrcuud lo sf 'olons op souotcetJen sel lo ue eln¡etadu.ral op roperapourun ouoc 'o¡ue¡rod enlcv 'ouJotnut uo oluatlecsgtu Á 'oueJol uo euorepl anb o¡l¡ sgtu glso enb e¡¡nsetenb o¡ ap 'aluauleprdeler.rlueo eluotlec es 'ocr¡¡cedsa rolec llqgpns e optqag 'eln¡eleduetel op oluoune un 'o¡ue¡lod 'Á sere¡os soÁe: so¡ op ugrctosqe el ocoJoneJ enb 'o.lncsoJolocun euolc.rodo.ld al 'olons lop socrsl¡soJolcelecsol uo oluoulolqeloueÁn¡¡ur snLUnqlf 'ocrOo¡orq Á oclulnb 'ocrs;¡odr¡ap uos olans uo elloJJesap snulnq ¡e enb sauotcunJ sepue:6se1 lo

'vINVld V'r =tONOtCtUInNV] SUSOS 'lfo NOISCV^ O'lfns t3 Nf SnnnH s=tNotcNnJ'v'? 'socrrüDr.l sol ap sosolltslesaptoloc 'se¡¡eolqos uotcce glso pepardo:d i: ap ugrceledos el epeseq esa uo Á ,=--aia ou seurleclesoles sel 'sallqgpseuotceJluocuoo ua soltlo:lcolosol

Agrícola Química el fundamentode la actividad existeen el suelo.El humuses verdaderamente de los suelos. microbiana la funcióndel humusse manifiesta Frentea los vegetalessuperiores, directamentefavoreciendosu nutriciónmineral.Mediantesu descomposición gradual y lenta, por acción de los microorganismos del suelo se puede a las plantasen elementosnutritivos.Y por la formaciónde aprovisionar complejosfosfo-húmicos,mantieneel fósforo en estado asimilablepor las plantas,a pesarde la presencia de calizayhierro. Por otra parte,el humuses una fuentede gas carbónico.Su oxidación algunoselementos a solubilizar lentaliberadióxidode carbonoque contribuye por planta. absorción la facilitando así su minerales del suelo, que el humusmuestraacciones Tambiénse ha puestode manifiesto la favoreciendo de la planta:1o)Acciónrizógena, sobrela fisiologÍa específicas sino tambiénlas formacióny el desarrollode las raíces,no sólo principales, que se traduceen una mayorabsorción 2o)Acciónestimulante, secundarias; por la planta.El nitrógeno, de una mejorutilización acompañada de nutrientes, a este respecto,presentaun interésparticular,puestoque al absorbersebajo la forma mineral,se organizadespuésen la planta.Una absorciónexcesivade nitrógeno,no acompañadade la síntesis por el vegetal de compuestos orgánicos nitrogenados,no tendría ningún efecto sobre el rendimiento,y conduciríaa que se presentaranfenómenos de toxicidad.La experiencia muestraque las sustanciashúmicastienen una acción importantesobre la del nitrógenopor la planta. utilización en cultivosde ryeEste hecho se ha demostradoexperimentalmente grass, desarrolladosen arena de cuarzo, con disolucionesnutritivas nutritivas o no, de 2'5 mg/l de humatosódico.Las disoluciones adicionadas, conteníandosis crecientesde nitrógenoy todos los otros elementosminerales constante(Figura4.14.). necesariosa concentración Como puede observarse,en ausenciade humus el rendimientocrece de nitrógenoen la disolución,hasta un punto en que con la concentración La presencia empiezaa decrecerpor presentarsefenómenosde intoxicación. de humus, por el contrario,permite un aumento del rendimientocon la concentración en nitrógeno y, asimismo, prolongar hacia fuertes su utilizaciónpor la planta concentraciones Estasgrandesfuncionesdel humusdemuestranque el suelo le debe e, incluso,su productividad. la mayorpartede sus cualidades

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'ot3ns t3 Nt vn9v'tfo soovlsf 't'9 sopetaptsuoo Jasueqapanb se¡edlcuud sato¡ce;sol uos ,olons l a p s e c t l s u e l c e l esoe ¡ A p e p a u n q a p s o p t u a i u o sc o f e q o s o ] l v ' u o t c e z t l t ] n ns ue]lnctjtp o uellltce]ano sosasolososio^tpue ltnuutepend'oluouelsoJtpul 'enb aceq sapeperdord sere¡ncryed sns e oprqopolons lo uo oluorr,ueyodtuoc ng 'e¡ue¡de¡ eled elcalp ercue¡odurrop olos so ou en6e ¡a ota¿ 'oluoil.utcolc 'setcuelsuncJtc ns Jeuep uepend enb socsn.lq sotquec sepeutulelop ua 'ollo uoc opue]tnoelue¡del op eJnleJadue¡ e¡ e¡n6el uelnbse ,souotounJ sello er¡uaÁ 'aluotllleuu:olenslo ua oluol.utuoJuetu ns e.ledeuesocauetcuelstsuoc el sa¡e¡e6en sop¡[e1sol e euolclodo.ld :sopeztlt]nuos opuop soue6lg soluelsoJsol e selsg lod sopeloqelosoluouodrlocso¡ Á 'seloqsel e socleJsel opsop 'ouotluocolons le enb sa¡ercuese socruulnb soluauloloso¡ eyodsuet¡es lenc lo aluerpaulolnc!qo^p zat ns e sf osJelloliesapÁ :rnrnuependse¡ue¡d se¡ anb eled e¡qesuedsrpur a oue¡r.roÁeu e¡uauoduloc¡a se en6e ¡3

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NS 13O VUSJSOIAIIVV-I A VNCV 13

I

Agrícola. Química A medidaque el suelose va secandodebidoa la absorcióndel agua por la planta,o por evaporacióndirecta,el contenidode agua decrece.Cuando en la planta aparecen signos de marchitezse establece la situaciÓnde "coeficientede marchitez"o "humedad crÍtica". En estas condiciones,las raíces de las plantaspueden absorbertodavíaalgo de agua, pero no la suficienteoaracubrirsus necesidades. en la que va Si la pérdidade aguacontinúa,apareceráa continuaciÓn, ouedando.un marcadoaumentoen su retenciónpor los sólidosdel suelo.Se alcanza así el llamado "coeficientehigroscópico",que correspondea la en un suelosecadoal aire. cantidadde aguaque permanece Finalmente, si el espesor de la película acuosa disminuye progresivamente, su retenciónsigue aumentandohasta alcanzarlos valores máximos.La eliminacióndel agua retenidaen este caso requiereen el laboratoriola utilizaciónde la estufav el horno.

DEL AGUA EN SUELOSNO 5.2. FUERZASDE RETENCION SATURADOS. A partirdel momentoque se alcanzala fase de capacidadde campo, el agua que se mantieneen el suelo rellenandolos poros pequeñosqueda sometida a fuerzas que tienden a retenerla.Una es la atracciÓnde las superficiessólidaspara las moléculasde agua,que se conocecomo fuerzade y otrala atracciónde las moléculasde aguaentresí, que se llama adherencia; fuerzade cohesión. hacen posible que los Ambas fuerzas, actuando conjuntamente, y su su movimiento sólidos del sueloretenganagua y controlengrandemente a en sus intercaras los sólidosretienenrígidamente Por adherencia, utilización. las moléculasde agua,y éstasa su vez retienena otras por cohesiÓn. La fuerza de atracción del suelo para las partículas de agua (adhesión),provoca una acumulaciónde ésta sobre la superficiede las partículas del suelo,formandouna películacuandoel agua líquidase poneen de las partículas en el movimiento su contacto;ello da lugara una reducciÓn quedan Este agua se conoce que ya fuertemente adsorbidas. éstas de agua, por plantas, "agua está siempre las aprovechable no es adhesión", de como por desecaciÓn. presenteen todosuelonormaly solopuedeeliminarse Si se tiene en cuentaque estasfuerzasque retienenagua en el suelo son fuerzas de atracciónsuperficial,es evidenteque cuanta más superficie

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'souotceJoptsuoc soluatnOrs se¡uoc seJelcsgtu uepanb¡d ep selo¡en A sele;sgLuleaJlua sercue¡enrnbo sel 'entluoloJezJen! e¡ tetqr¡rnbeeted euesocouenbe ep pepruneuulnlocel op eJn]leel 'soJloul!]uacuo 'esa.ldxa '¡1d enb el¡rc el op ot.u]ue6o¡ ¡e ouloc osltutlopapand Á ¡ap e¡ e a¡uefauas Ánu se e]rJcsaugrseldxee1 'e;6:eueap saluelsuoosel ep ugrsatdxoel lg uoc o p u e c r ¡ r ¡ d r u r s ' ( g gpOl oL4) u o q c s ' ¿t o d o p r c n p o l l uern ¡ e n b o ¡ d e c u o c ' l d o p sopeprunuo uerqo '(seleqL¿rO,L- eJolsgt!]e¡) selelsor-u¡e e se¡ue¡enlnba rsec ugrsald ep sapeptun uos enb 'seleq uo optul aS 'sezJan¡se¡se lod olans lo uo epruolalse enbe ¡e anb uoc ezenJ e¡ leubrsepeled a¡ueueluatloc ',,ugtccns,, uesn os ',,opounLl¡ercue¡od,, Á ,,uorsue¡,, souttrtJglsol 'ue¡]oe 'en6e enb sezlen¡ sel uoc ugtcelol ue ep sodrl soque ep olonslop selncr¡edsel uo ugtcen]ts e¡ ezr¡euenbso as Z'g ernOr¡ e¡ u3

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Agrícola. Química

quediferencia el aguadeadhesión deladecohesión enlasparticulas esquemático Figura 5.2.Dibujo sólidas delsuelo, la presiónejercidapor una columnade mercuriode Una atmósfera^es 76 cm de alturay 1 cm'de base.El pesode dichacolumnaserá: P=VxD=BxHxD donde:V = volumen,D = densidad,B = base,H = altura. Por tanto: P = 1x76x13'6(densidadHg) = 1000g/cm2(aprox.) La altura H que deberá tener una columnade agua de 1 cm2 se deducea su vez de: d z O ) =H = 1 0 0 0c m P = 1 0 0 0= 1 x H x 1( d e n s i d aH Este razonamientopermite establecerlas equivalenciasque se e x o o n e ne n l a t a b l a5 . 1 . La figura 5.3. representalos distintosestadosde agua en el suelo, juntocon los valoresmediosde las fuerzasde retenciónen cada caso. Una tercera fuerza de retención en estos suelos, y que en es conocidacomo potencial ocasionesdebe ser considerada, determinadas disueltosen el agua.En la mayoríade osmótico,que surgede los materiales los casos,esta fuerza suele ser muy pequeñaen comparacióncon las de antes expuestas.Sin embargo,algunasregionesáridas atracciónsuperficial de salessolubles(suelossalinos). tf nt enenelevadasconcentraciones

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Agrícola, Química En estos suelos, el potencial osmótico puede superar al capilar. La extraccióndel agua del suelo por la planta correspondiente aumenta la concentraciónosmóticade la restante,y por tanto el potencial osmóticoaumenta.

5 . 3 .C L A S I F IC A C ION EDSE L A GU A DEL SUELO. 5.3.1.EN RELACIÓNCON LAS FUERZASDE RETENCIÓN. Basándoseen los gradosde retenciónexpuestos,el agua del suelo "aguacapilar"y 'aguagravitacional puedeclasificarse en: "aguahigroscópica", no se incluyenotras dos o libre".Hay que señalarque en esta clasificación : gua f o r m a sd e a g u aq u e i n d u d a b l e m e nst e e n c u e n t r atna m b i é ne n e l s u e l o a que es la que formapartede los cristalesarcillosos, y el vapor de constitución, de aguadel airedel suelo, equivalea la máximacantidadde agua que las El agua higroscópica partículasdel suelo puedenadsorbercuandose ponenen contactocon una atmósferasaturadade vapor de agua. Correspondea la adheridapor el '10.000 coeficientehigroscópico,es decir, con una tensión entre 31 y Presentagran variabilidad, no solo con las condiciones del suelo, atmósferas. y humedadatmosférica. sinotambiénen relacióncon la temperatura Al dependerbásicamente del complejocoloidal,su intensidad se halla en directa relacióncon el porcentajede coloides que el suelo posea. Su la muestrade suelovariashorasa sólo se consiouemanteniendo eliminación 105-1 00C. El agua capilares la retenidapor las partículassólidasdel suelo Constituyeel agua presenteen el mediantefuerzasde tensiónsuperficial. suelo que queda retenidaentre 0'3 y 31 atmósferas,es decir,en un grado Puedeconcretarse como la que queda adherida menorque la higroscópica. Puede tanto por la capacidadde campo como por el coeficientehigroscópico. ser eliminadadesecandola muestraal aire. El agua gravitacional o libre es la que se halla por encima de la capacidadde campo,retenidasolo por tensionesmenoresde 0'3 atmósferas. la llamadatambiénaguade drenaje. Constituye podríamosconsideraruna cuartamodalidadde agua, la Finalmente, que es aquellaque está ligadaa la estructura llamada"de constitución", de la

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'uotcecutJ]tuotuoc 'uectjuo^ . - ,=a ,-'-- :: uorce[U 'ugrceprxoollns : :-: : -: :^c soluepodursoorlrlrnborq sosocoJdsoqcnulÁ el.leseceu -.=- ? '. =. -3cerec 'seu-rapvolons lop sepunloldsgur sedec se¡ e : : - , . : a - " :- : s s a r d s a l u o u l n a u p s e ¡ s r n o l d s eupe p e n b ' e n 6 e p o s a c x ou n e -=: ::- :- s?l selueldsBleJedesororJauaq ellnsolou 'alqeztltln les epend . , - - --:--?: , - - a a :c a c peprcedec ect e opocxo o o o c x oenb e n b e¡ o e p r c e d eel e l se s e en¡¡-redns e n l u e d n sen6y en6v oduec ep 'seluelosel op soclej ::t ..l3reuJ ep oluercuaoc lo orluoen]rsos - z - e p a r o s q er e s e p a n de n b o ¡ e n sl o u o e p e u a c e u ¡ ee n 6 e : * : : e : e . r o p l s u oocl u o u l e r o u a O s e e ¡ q e ¡ t u r se n O y ze]rqorerr ep olund¡elod o¡ensle epueqpe : , : : S : . . - . s : , : : : , u a s e p e l d e p eA n u s e u n 6 ¡ ee p u g r c d e c x e : . : l - s s : . - = r s ? . : . ¿ l e z l r l ns a o ¡ t e ¡ r d e ce l a p e ¡ e d e g e n b a d z : : : : s : , 3 " z ' C 2 a a " l l . r r o n b e l s a a l q e l t u r r soeu e n 6 y

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Agrícola. Química quedanfuertementeinhibidos.Diversosprocesosquímicosque puedenafectar un suministro adecuado de nutrientes pueden también ser causas desfavorables oarael desarrollode la planta.

D E L A GU A E N EL SUELO. 5 . 4 .M O VI MIE N T O junto con los riegos, La lluvia y otras formas de precipitaciÓn, constituyelos aportesde agua a los suelos.De ellos, la lluvia se puede considerar como el más importante. ya que su magnitud influye y destino. en su movimiento fundamentalmente Cuando la lluvia alcanza la superficiedel suelo, el agua tiende a Una se evaporasin llegara penetraren el suelo; repartirse en tresfracciones. tiempo;y por o la superficie se mantieneen ella un determinado otra circula (Figura 5.5.). filtra una tercerase F

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enelsuelo. delosmovimientos delagua representativo 5.5.Esquema Figura superficialse El desagüeo escorrentíadel agua por el desplazamiento produce por la inclinación que el terreno puede presentar, o por su

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68

ou odrjeo ap peprcedec ezuecp olans lo onb elseq enutluooen6e olons) el 'o6ou un o 'et^nlleun op sgndsac lop oluapuocsopoluarur^or.]l la 'sopeueJo se,o^ru sol uo eJnlerodua] el op ugrce^ala alqtsuas eun ^ sepeloLl Jodsouepsol uo uorccnpal'olenslap ugrceoleÁ ugrce¡nuelO e¡ ue e:oleu eun 'o^rllnc seLUsauotctpuoc enorsuocos ollo uoc leo . c,iesap¡a eled selqeJo^el enb eA u l ?: ared sonr¡ce¡o sgru sotpaulsol uos efeuetpap soqn] ep oa¡dr"ua el'ouollol ¡ap efeuetpun a]uetpot!sa]uau]nu ¡a Á sefuezep ugrccnJlsuoc ap sajts?,,?ilsnpar ap uu lo uoc u9rcelosJao el Jeltltcejuo glsa eu_tolqoJd OJSA e:

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AgrÍcola. Química saturado).En esta situación,coexistenen el suelo poros llenosde aire y otros se produciráen la superficiedel suelo y las llenosde agua, la evaporación plantasabsorberánagua facilmentede zonascercanasa sus raices. Al ir desecándoseel suelo por estos motivos,el agua presenteen otras zonas tiende a compensarestas pérdidas desplazándosea los horizontes superficiales,o bien hacia las partes ricas en raíces. Estos se reestablezcaal uniformar movimientoshacenque el equilibriohidroestático la humedaddel suelo. Sin embargo, si la humedad disminuye todavía más, estos van siendo cada vez menores,ya que el agua que queda desplazamientos partículas adsorbidaque impide del sueloestátan fuertemente retenidaen las comienzan las dificultades de los momento es cuando movilidad. En este su vegetalespara proveersedel agua necesariapara su normal desarrollo.Se deduce,por tanto,que los recursosen agua situadosen la proximidadde las raicesrequierenser potenciadospor el riego.

5.5 . U T I L I ZA C ION D E L A GU A DEL SUELO POR LAS PLANTAS.FACTORESINFLUYENTES. del agua por las plantaspareceque es Aunqueel aprovechamiento más efectivocuando el contenidode agua en el suelo se sitúa cercanoa la aunqueésta última capacidadde campo,tambiénlo es el aguade gravitación, suelepasaral subsueloantesque las plantaspuedanutilizarla. Pero en ambos casos,la cantidadde agua retenidaque puede ser utilizadapor las plantasdependede la cantidadpresentepor unidad de a que las plantaspuedenextraerla. volumendel suelo,y de la profundidad Junto a ello hay que considerartambiénla naturalezade la plantaque se la temperaturay humedad los factoresclimáticos,principalmente desarrolla, del aire y, por último, la cantidad de agua que puede perderse por evaooración. que las plantasdebenvencer El potencialcapilares la principalfuerza y pata obtener agua del suelo. En este aspecto, las características de la retención altamentecondicionantes del suelose consideran comcosición por la planta. y, en consecuencia, de su utilización del aguaasimilable que ejercela texturadel sueloes importante. Los suelos La influencia de texturafina presentanuna elevadacapacidadde retencióndel agua útil. por numerosasy pequeñaspartículasque Ello se debe a estar constituidos

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'o^oru 'et^nll o olcot el ap elcoJtp uglcce lod sefoL]sel ap seuolsa sol op sg^eJ]e edge oued el e a]uotteJcaJtp eJ]ua a¡Jedeuanbodeun olos 'relnorpereuolsrs ns op sg^eJle uauotlqoel lelt^olctc ns olueJnpuorarnborselueld sel anb en6e op ugtclodoldJoÁeulel

'sf Nolcvzl'IVu3Nte 'vINV-ld v'l v o-'t3ns -'t=tovncv r30 vt9NfuSlsNVUI 't'9'9 'solla uo aluosoJd en6e lo louolol Á le¡uauelcut ns 'sosouaJe ered epnÁe ue.rbeun aÁnlr¡suocugroezrlrln opol alqos solons u3 'en6eep osedns soco^00f op sgr! JoqrosqeuepandolrJlruoltJce Á ugprur¡e ap aseq e soJor.ürlodosorcuauaqoluaure]lelos opano ectJp!qugtsualal ep peprcedecel ueluorue.rcur enb soleuoleu ap olons le ugtctpeel 'sequle e onlannuaen6eep e¡ncr¡ed eusrrueun enb ellroleop se¡ncr¡:ed sel e epetcose oluoureurluruel erluancuaos ecrugOloerJoleure¡ ep eyed ue:6 so¡sa ue onb e oprqop'Jouor.u oqcnurso euu eJnlxolop sol uf 'sosouolesolonsap eleJ] os opuenc e¡ue¡rodurÁnu se Á 'ordo:doÁns ¡e .ror.redns ÁnLuenbe ep osed un Joqrospe op peprcedec ns ue epeluouepunJ elso etouongut e1s3'a¡qruodsrp en6e lap ugrcualalep peprcedece¡ uo etcuonUutetJoloueun uatqule] auerlolons la ua raqeq epend enb ecrug6roerJoleuop peprluecel 'se¡ueyodr"ur sapeprluecJaqlosqe e¡rtu:edsol 'epruola.rocod repenb ¡e enb eÁ 'selue¡dsel e olqtsacce¡{nu se en6e alsl 'sarorJodns sedecsel ua oluorueuaceulens e :e6n¡ep lenc ol 'enOe 'ocsnlq ¡ep oluopuacsopoluor.t.trnot.u lo uo oseJla:un asleconolde¡ens 'en6e lernlxol orqurecun recerede ¡y lop oluortür^otüle olqos ugtsnc.ledat ns .rodaluau¡ercadse Ánuu'ecrJprq ugrcuoloJ ap peprcedec el olqos etcuangul alqeloueun Joua] uapenduorcecr,rleJlse ns Á olons lap losedse ¡3 'oluonltuoluetü ns eled sepencope sgtl souotctpuoc e¡ruled anb csorodorcedse.ro¡{euun op ugrcrJede e¡ Á ugrcue¡e:Joueu eun e}tltoeJ e}lens szu ernlcnJlsa eun'selueld sel e alqrsocceocod ¡{nu A eptuo}oJ o}uoulotulr_. .r3eporle ns e en6e ap epeO¡epÁnrue¡nc1¡ed eun o¡os ue[ep se¡un[Ánu., 'sepeuopJo -?-:-ransuo os opuenc 'ugrcuolorel ousil.utse euotctpuoo ueller :: : ans lap selncruedse¡ ¡enc¡e lod opoLu'olonslop eJnlcnllsoBl 'opueltsacau en enb el Jouolqo epande¡ue¡del ana -; ^ ..=. -- _-=. ep euroJ ua ocuplq epode so sosecso¡seue len6e lo oluotuanuoc :, ---- :-:.ru uouarloroluel lod Á'secrlslle¡ceJec selso ue¡ueseldou esentf = . - . . = ' .? : s r t e n ss o l ' s e l l oo J l u os o p r n q p l s lspo : o d s o g e n b e da p u a u n l o , . . -:- -: : ::,rf en6e ¡e uoo o]oeluocap atcqJodns uel6 eun ueuolctodorc ^a

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Agrícola. Química

puedenextraeraguadel suelosi Las raicesde las plantasunicamente grandepara desplazar son capacesde aplicaruna succiónlo suficientemente a la que se encuentraretenidaen los porosdel suelo. Si esta condiciónse cumple(la succiónse crea al perderla planta agua por transpiración), las raices empiezana absorberagua en puntos cercanosa ellas,y la películaacuosaen los porosdel suelotiendea disminuir; el desplazamientode la humedad en esta direcciónse intensifica,lo cual provoca a su vez un traslado de agua de las zonas cercanas a las de absorciónde la olanta. Para algunos suelos, estos desplazamientosson importantespara distanciasde unos pocosmilímetros.En otros,como los arcillosospobremente granulados,el movimientoes más lento y escasa la cantidad liberada. Evidentemente, tambiénse producendesplazamientos a mayordistancia,pero no con la rapideznecesariapara cubrir las necesidadesde la planta en las fases de mayor crecimiento.Un contenidode materiaorgánicaapropiado(35%) contribuyefavorablemente a que estos desplazamientos se efectúen,no solo por su capacidadde retenciónde humedadaprovechable, sino también por la influenciaque ejercesobrela estructuradel sueloy su porosidad. La presencia de sales en los suelos, tanto si proceden de los fertilizantesaplicados,como de los componentesnaturales,es un factor a tener en cuentaen la captacióndel agua por las raíces.Las salesdisueltas crean un potencialosmóticoque tiendea retenerel agua dondeaquellasse encuentran.Este puede ser lo suficientementeelevado para provocar el marchitamiento de la planta,aunqueel suelose encuentreen la capacidadde campo,ya que el valortotalde humedaden estossueloses aquíla tensióndel suelomás la presiónosmóticade la disolución. La presiónosmóticade la disolución del suelodeoendede la cantidad de sal y de agua que el suelocontiene.Por esta razón,a medidaque el suelo se seca,la presiónosmóticade la disolución aumenta.Parasuelosnormales, la presiónosmóticaen el coeficientede marchitamiento está por debajode 2 atmósferas, aunquepuedeser superioren suelosque han sidofertilizados con :omouestossolubles. El jugo celularen las raicescontienetambiénsustancias disueltas. Por consgu ente, es capaz de ejerceruna presiónosmóticacontrael agua sin puedeextraeragua del suelosi la presiónosmótica solutos.pero unicamente en las celuas radiculares es apreciablemente mayorquela de la disolución del suelo. que es el nombre dado al agua que en él existe. Una elevada proporción de salesalrededor de las raícesreducenotoriamente el poderde la

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06

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gJpuo^souorcelojselsa ap oprcnpopocrJp!qocueleqlf opeluasardar 'ofeuoJpop enOV- epeJ]l4ur enOV- epluolal enbv '¡ercr¡adns oluor.t.leuocetule ap enOy+ ¡ercr¡ednselJUoJJocsa ep en6y + ugrcelo6an e¡rod epeldecre¡ur en6y = epeJ|lrfurou en6y 'eperll4ur ou en6y - ernnllep en6y = epel¡¡l¡urenby :souorceloi sa¡uarnbrs sel Jocolqelseuapendos solueuororpuoc solso ap lr¡ed y 'olons se1 (o¿ lop ugrcen¡sÁ secr¡s1:a¡cerec 'olons ue la

el op souorcenlceÁ sapeprsocousel (oZ elloJJesap as anb ugrce¡aban 'ser^nllse¡rod sepezrleal seuorceyode se1 (o¡ :uosoluarurcelqelso ns ue¡nOel anb sercue¡suncJtc sel

'opeurrrlolop oluotuotuun uo uo oluolsrxeen6e op opruoluoc epeurxolde eulo¡ ap lg la e¡ueserderolons un ep ',,pepounqop ocueleq,,o ',,ocrJplq acueleq,,lf

'o13ns'130 octuotHfcNV-tv8'9'9 'olans ependenb en6eop peprluecel eptpoLLl lop eprqJosqe:as uer6 ua euorcrpuoc relncrpeJ etrolsrslop uorsuolxee¡ anb 'o¡ue¡lod 'oluoptno s3 'pepue¡rdecel ap epnÁeue.lOurs Á sepr6uu¡saren6e op senlasoJsel uoc !ne 'pepolünqel uoc solce]uocsepuerOJauo]ueurue¡ru:edenb aluaueprdet re1 '¡ereuebo¡ rod'uapuorlxoA ueOre¡e os socreJsel solqeJo^eJ oluol.utcelc =: sopouedsol olueJnpenb operlsouapglsl 'olons ¡ep enbe lop ugtclosqe ¿ ra racrafeepend JelncrpelolloJlesop¡e enb ¡edede¡ueyodrur¡a ugtquel :s,e Cueluocaqap 'seuoroezrlereue6 seror.¡elue sel ep o¡un[uoc¡e u3 'solesuo saJqoosoJelrurs solans :: =^: :?:-anca.rJ sgurso6eu'o¡ue}rod'ue.rernbe: salesap e]leugtceJluocuo3 ? - ^ - : : s . 3 n s s o l ' u e l l o J J e s aops a n D e l u o u g t c n l o s t e pl o p e c t l o u l s c -: s:-l . ..2) o¡ enb eprpoure eluaune en6e leq:osqe eled se¡ue¡dse . a : s = : ? ' . - = - = - e n b e r O . r e ueol ' s o s e cs o l s ou o ' Á e n 6 el o q l o s q ee t e de l u e ¡ c -= :;-S :: a-l.a:-.2 ' Z-:Z =

Agrícola, Química Balance Hídrico = [Aguaretenida+ Agua de ascensoscapilares+ Agua de condensaciónde los poros del suelol - [Agua de evaporación+ Agua de + Aguaalmacenada por la plantal transpiración Hay que señalar de nuevo que los balances hídricosson solo y algunasveces no se ajustana la realidad.El rigor de la aproximados, mediciónde datos,la aplicaciónde fórmulasgeneralesa áreasconcretas,la interpretacióncorrecta de la composicióndel suelo, etc, son factores que puedenfalsear,en ciertasocasiones,el dato final a obtener.Ello no implica, sin embargo,que se puedasubestimar el interéspor esta información.

5 . 7 .L A AT MOS F E R AD E L S U E L O.COMPOSICION. Con bastante aproximaciónpuede decirse que la cuarta parte del volumentotalde un suelomedio,o tíoicode cultivoestá constituido oor el aire en los huecosque formansu porosidad, del suelo,y distribuido a travésde los cualescirculay renuevade forma continua.Es evidente,por tanto, que la oorosidades el factor más influventea tener en cuenta en la aireacióndel suero. La composiciónde la atmósferadel suelo, cuandoéste posee una y se encuentrasuficientemente correctaporosidad aireado,es similara la de la atmósferalibre,en lo que respectaa su contenidoen nitrógeno,pero presenta (Tabla5.2.). en los otroscomponentes algunasdiferencias (envolumen) y dela Tabla 5.2.Composición media delaatmósfera desuelos superficiales bienaireados atmósfera libre. COMPONENTE Oxígeno Nitrógeno D oxidode carbono . a 3 o ro e a g u a 3:':s oases

(%) AIRE DEL SUELO(%) AIRE ATMOSFERICO

21'0 7B'0 0'03 Variable Hasta1

10-20 78',5-80 0'2-3'5 Ensaturación

Er estoscasos,las diferencias señalablesen la atmósferadel suelo s o . - - : : ' i e n i d o l i g e r a m e n tme e n o rd e o x í g e n ou, n a m a y o rr i q u e z ae n v a p o r de ag-a a presenciaen proporciónvariablede diversosgases y una muchomás altade dióxidode carbono. concentracrc"

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'oJoptsuoc el 'Hd la 'eJnlxalel :uosolonsla ua as 3nb uorcelsael Á ugtcelooo^ olsendur03olse ap uotcetJe^el ua uolqu-le]soluo/inuulsoJolce]soJJo 'ouoqrecep oprxorp Á alueuresuelut ap oluaru-lpuordsap uer6un ugreutbuo sol'sepetdotde uos ern¡eredtuel uglen]oe se¡ueperOapsoLrsruebroolcrtu op sopeptlueo sapue:6 sel rs opol oJqos'locJgtlsa op sauorcrpuoc Á pepeLunq 'o¡dLue[erod 'ue.rodrocur as opuenC 'o]uouarcutalsa ect¡dxasoctugblo '%Ol p sot-utxgtd sonplso.rep er¡dLueugrcepodeel 'osec ourl]ltlolso uf pept^t]ceuel6 uoc se¡etct¡edns seuoz )ezuelle epend 'ect69¡otq se[eluecrod u e u o t qo ' s o p u n l o l ds g t ! s a l u o z r J osqo l u e ' o 6 r e q u e u l s % ¡ ¡ e e r e d n sz e n opond 'ouoqreO elel 'etpeuJernlxo]op o^rllncap solonssol uo enb esreLurUe se¡ e e¡cedserenb o¡ u3 ap optxorpop opruoluocle ua sauoroeuen 'oor.!or]op orceoso e opuat]opuop sello sellanbeue o 'ouallal ouarc un aluernpesre¡tsodep souoroeyode :od 'sopeuoJpuetq ug]se ¡apsefeqseuozua en6e op senur]uoo 'asre]uasoJd uapanduatque] olueuleluJouanb solonsuo 'a]uotl]leuotcdacxa sonr]lncsol ap olloJresop¡e eled sont¡ebeuso¡cedsesols3 se¡oc1r6e oseueOueuÁ orarq op seprcnpar seuro1 ueur6uoes Á 'sorn¡¡nsÁ osoese6 ouebotltu ap uorconpolduoc sarolcnpar sosaco.rdsol ueluouarcuros '¡e¡e6enugtctJlnuel ua salueuodLutsosecord 'euerqorcil.u pepr^rlce el op uolcnuluslp'soclersel op elxuse op ugrcezrluoleJ op souoruguo]'salelnrJua oluau¡ercedseÁ 'secuolue eqanrduuocos 'euU eJnlxo]ap Á sopeunq Ánuusolensuo 'opecrpureL.los e¡{otuocaluau:e¡nctyed 'sofeq ns opuenC 'ueflco¡o os olans lo oprualuoo Ánu soJole^ ezuexle so¡ rod Á soctqg:aesousruebroolcrtu ua anb ugrceprxo ap socrulnbsoseco.rd sol ap oursrloqelour rod 'soc!eJ sel ap ugrcerdsar el rod opil.!nsuoc lo 'o¡ans ue ouaO¡xo ugrcnurursrp eun se opuarse^ oluoJsrxo ¡e lap ¡a enb eÁ 'oJlsruruns ap rorJolxooluanle¡ euuudnsas enb eA'ez¡ercd leuUopellnsarlf el 'olons lop lelo] lop %01 lop rouourso ere ¡e.rod as are lop uoroenouar elso opuenO esuolurBrnnlleun op :cednco uaurnlon¡e Á ece:edeugrcenlrs el ueuiJo¡ sardsepopo] orqos 'en6e ep souollaruepenbolonslop peprsorod elle eun'e[euerpocod uoc solanssol uf :-: sooonqsol ap ugrcrodo.rd 'uenbr¡uen os l? uo enb secruurnborq :=--::?a.l ap peprsuolure¡ rod ¡{ 'easod olons la enb oso.rodorcedse Á ouoq:ecap oprxorp oluoure]le uelso'oueOrxo :: : 2: -,?r el rod sepercuanBur uelco]eonD 'souolceue^selsl -: s:: -::-3c sol e eluor"ulercuoso 'alqelsaoluelseqse ugrcrsodluoc eÁnc'ocu?Jsor.r-rle erelc eun olsrxoolcedseolso uo ^ .sauorcerJe^ ?. a a --- -: :? 3..roraJrp ::and sauorcenlrs sepeururalopue 'o6tequrourS se :*=- -=-'.-a3a.:

Agrícola. Química Así, en suelosde texturafina y muy húmedos,en dondela aireación Los suelosácidos el dióxidode carbonotiendea acumularse. es defectuosa, de dióxidode carbonolibre, (pH.6) mantienenuna elevadaconcentración favorecensu fijación.Una mientrasque los básicos(pH>7'5),por el contrario, vegetaciónintensa provoca una mayor respiraciónradiculary también un el contenido mayoraporteorgánicoa su muerte,y amboscasosincrementarán de dióxidode carbono.Por último,al ser la temperaturaun factor limitantede el contenidode dióxidode carbono la actividadde los microorganismos. más altas,y descenderá en temperaturas aumentaráen verano,al alcanzarse que las temperaturasmás bajan reducen la actividad invierno,puesto reflejadasen la figura5.6. microbiana.Estasinfluenciasquedanperfectamente

okCOz aireen suelo

0'6

Trigo con fertilizante

0'5 0'4

Barbechocon fertilizante

0'3 02

Barbechos n fertilizante

01

c Final Mayo

N4itad Principio julio JUnro EPOCA

Final julio

condiciones de de un mismotipode sueloen distintas de COzen la atmósfera Figura5.6.-Porcentaje 1964) E.W.Russell, detrigo(E.J.Ruselly cultivo

5 . 8 . M E C A N IS MOSD E R E N OV ACIOÑOC LA ATMOSFERA D EL S U E L O. Sin considerar situaciones extremas, la mayoría de los suelos contienenuna atmósferacuya composiciónes bastanteparecidaa la de la atmósfera terrestre. Este hecho permite deducir que existen diversos por los que el suelopuedeevitarun almacenamiento del dióxido mecanismos

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elle op se!oz scsap lercJedugrsoJderdordns rod elorcuoc e ugrseJluacuoc ugtccorpeun uo asJe^ouje e:-a: se0 epe3'osecordalsa op sg^erlv ',,epzeuel rod opedncouournlo^ le ue aluosordopuelsa i rS P ¡o3rofase6 alsa anb ugrsordel so epeurullolop uolccoltpeun ue escss?a ?pzau eun uo se6 un op lercredugtsold el,, :uo]lecap /ial el ua :3es?c elso uorsnJrp op or.Ilsrueca]UJ l='ug$nJ!o uorSecrunLl.roc lrc9Jeun lrlsrxoou le etcuolstsaJ roÁeLupuñ -03o,1ososoitf,Jesol enb serluorLUsorqtueosotsa oluor.Illrcg] aÁnuurolons lop eJnlxe] seur uo¡rr!,acsosoJareso ans sol olueuralqelou e l o s e ca l s e u : o l u a r u e z e l d s anps e 3 o ^ o r do l l aA ' o l a n sl a p o J r el e u o p u e d x a sel 'uotsaJd ap sorquec o ueulJdLUosuorserdep sauorcerJeA 'sogonbod ueJoprsuoJ os aluoLUleJauao uos solcoJosnS 'olonslap erjer6odo] Á ercuoprcul enbune'reroleAap salrcUrp 'enl3eonb uo3 peprsuolur el op apuodopuorcenlcens ap olnoue'ugrccaJrp o JelcaÁur apandoluor^l='otuo!^ pp uglJ,v olonslop aJreJeuorccns 'o6au^ serlnllsel op aluepodutÁnrrl euJoj ap apuadopolcajo also 'ocroolso ouroc 'elueuesJe^urenlce afeuolp 'relru,rseuiloJ ap uarquel enlce ugrcerode^oel 'arcUJodns lo onb seJluorur pepounq el e opezeldsop sa onb eÁ 'olonslo uo oJreop uounlo^ lo oÁnurLusrp op oluourne la ano opecrpureq as e^ 'pepaunq ap sorquec 'oprnurursrp sgu eponb olcoJola 'eueueulel Jod oJnoo onb ol so onb 'eluarlecos onb se rorJodns oJre opuenC'outuodso^ la lo 'aluo¡lecsgru oJre glso sojotJoJul oluorurerJ]ua la uo apacns anb ol sa anb lo sedec sel uo opuenc JoÁeLugJas olcolo elsl 'eJnlerodLuo] Jouourop la Jod opezeldtüooJ Jos e Á rapuacsee apuar]'ora6rlseu la olue] JodÁ 'a¡uer¡ec seu are lf 'aJrelop ugrccerluoco ugrcelelrpeun econoJdolso Á 'olons le elcale eJnlBloduo]el op euJnrpuorcelrcsoe1 'eJnpJaduat ap sotqueC 'u9lsnjlp ezoleJnleuel uoo opeuorcBlor alueuleu.Jrlur e¡ :seO a alue¡oduulsgru lop o oluarnlop uorcce'pepoulnq la peprlearue ollo ¡ uorserdop sauorcerJen e.rnlelaou.lel ap sorquec :sourelxa soJolcej Joo sopeco^oJo op so qL.r.Je3 iJsJUroUrsuuJ r,duú"C SOul¡

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Agricola. Química otras de concentraciónmás baja, hastaque en ambas sea uniforme.De este forma, una concentraciónmás alta de oxígeno en la atmósferaterrestre produciráun movimiento contrariose de estegas en el suelo;y un movimiento parael dióxidode carbono,si la presiónparcialde producirásimultáneamente este gas es más alta en el aire del sueloque en la atmósferalibre. Estos movimientospor difusión están, como es lógico, muy directamenterelacionadoscon la texturadel suelo,de forma parecidaa como con los cambiosde presión. va se ha indicadoanteriormente

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66

'solernleu sel e se60lgueseroperqurecJolul sopepordoJd ueqeluasoJd anb gruosqo Á 'socr¡e¡urs solecrlrsour.ttnle 'ocrse¡od olecrlrs Á e:qun¡e op sauoronlosrpap ryed e 'orJoleJoqel 'orquesrolur lo uo 9reoard lop selqesuoosoJsol olons la ua soluosoJo solecrlrsour,ünle sol opuars'se¡ue¡enrnbe sapeprlumuo eqecqrJen es ¡{ ecru;nb ezolernleuap ero sauorep orqurecrolur Áe¡¡ ¡e enb ugrqure]gr¡sot-uep 'olloresap ns ua e!uo] elnleredure¡ e¡ enb ercuongur el grole^Á 'e:n¡xe1 ns uoc olons epec ered ugrce¡rur¡ Á peprsuolurns guorcelol'orquleclolul ep zaprdelel olso4rueuop osnd 'sor¡oenb a¡uaueprdgJsgtu ueqeze¡du;eet os souorsounb¡eenbune 'oruoureap sel enb opom otr:srur¡ep ueqepodtuoc es orsau6eurA orc¡ec 'orpos 'orselod ap soles sel enb g-r¡sou.reg ',,soseq op orquec,,gurujouop enb ¡e 'osecordlop ectulgutp el uoc sopeuorcelo.r solcedse sollcnur gpJoqeolueuJoualsodÁ 'uosduoql rod sepezrlear seuorceOr¡sanur seroualue sel oteulud gulUUoC 'ugrce6r¡senur ns op sopellnsorsol saJpuol ep ern¡¡ncubvop peporcosleau e¡ e osndxe 'ZgBL 'o}uou.ütJqncsap uf oseco.¡d lop opellelop orpnlso un orcruralse ¡{ ns 'Áe¡¡ '1'¡ 'ropeOrlsanur oJlo e gcrunurocuosduoql 'gtgL uf 'ecrcl9c aluarpuoosorJos el uo 'aluorualuoleoe les 'oprfonuoc elqeq os olans le uoc opelczotu elqeLl os enb octugt!e oleJlns¡ep eyed ro¡{eurel 'ocrclgco}e1lnsop sopeprluecsolqe}oue!ua}uoc aluaÁn¡1a oprnb;¡¡a enb Á 'ocrugueole]lnsuoc opelczor.rolonsap euurnloceun op sg^eJ]e en6eresedue¡ceqopuencoruoueJoqrospeap peperdord e¡ erue¡ ellrcJeel onb uoiouqncsopsoJopeOrlsenur sols= 'ocuodS 'l ,i uosduroql 'g ¡ .rodg7g¡ uo uorercrur as euro]also orqossorJossorpnlsoso:eur.rdso1 'ocetuoueop oluaxaÁ o.ro¡ocut e¡calede oprnbr¡la 'olansap euurnloco edec eun op sgnelle lesed opruolqoope¡oc:ad elceLlos (opeue6ap euuo)uund p opuencenb opeqorduroceJqeqas opesed o¡6rs¡ep ordrcur.rd e e¡ 'oduer] oqcnu aceq apsopacouoces anb oqcoLlun so sercuelsns sepeururolopJoqrospeop solonssol op peptceoecel

'solf ns N:rocrNororEWVcufINt 3 Notcuosov

9 orqujesJelur s0ansuaOlruor 0 u9rcJospv

Agrícola. Química

El trabajode Way puededecirseque fue el primerestudiosistemático de intercambio iónico,y variasde sus conclusiones siguensiendoválidasen el momentoactual.Sin embargo,no llegó a establecerel verdaderomecanismo del proceso, ya que lo atribuyó a una reacción química por doble descomposición.

6.1. LAS FRACCIONESCOLOIDALESDEL SUELOY TIPOS DE CARGAS EL INTERCAMBIO DE IONES. QUE CONDICIONAN La versión actual del proceso de intercambioiónico exige, para su mejor comprensión,el considerarpreviamentedeterminadosaspectosde las fraccionescoloidalesdel suelo realmente responsablesdel mismo. Estas fraccionesson, fundamentalmente, las arcillasy el humus, y en menor proporción los óxidoshidratados de hierro,aluminioy manganeso. generalesde las arcillas,ya se indicó Al describirlas características que estas partÍculascoloidalesllevanordinariamente una carga negativa,y cuál era su origen.Debidoa ello,la partículacoloidalactúacomo un enorme anión y miles de iones cargadospositivamente, o cationes,son atraídosa la superficiedel cristal.La micela,o núcleo,queda por consiguienterodeadade un conjuntode cationesque,en algunoscasos,inclusopuedenpenetraren su interior. Los otros coloides del suelo, fundamentalmenteresponsablesdel intercambio iónico,son los incluidos en la denominación de humus.Las cargas eléctricasde las macromoléculas del humusson de naturaleza análogaa las citadascomo variablesen las arcillassilíceas,y procedende la ionizaciónde los grupos-COOHy -OH fenólicosy enólicos,y tambiénde otroscon carácter ácido. La naturalezavariablede las cargas negativasde las arcillasy del humus se fundamentaen que la ionizaciónde los grupos -OH está por el pH del medioen que se encuentran, condicionada ya que al aumentarel pH se incrementael número de cargas, de acuerdo con una curva de ionización análogaa la de cualquier ácidodébil. Hay que hacerconstar,sin embargo,que el intercambiolónicono está exclusivamente basadoen la apariciónde las cargasnegativasanteriormente citadasy consiguienteneutralización de las mismaspor cationes.Hoy se sabe que los suelos tienen igualmenteposibilidades de adsorciónde aniones, debido a la presenciade cargas positivasen otros o en los mismoscoloides que antes se han citado,en unas condicionesdeterminadasde pH. Los

100

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(ocu1cg¡aost o¡und¡epeutcue) -t(HO)e¡ {-

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:elJosugrcezruor el sosecsolso ul 'ugrc.rodord Jouaureqonuruo sorlo soprxgsol uoS 'olonslo uo uep os aluaurlen]rqeq A 'uyt¡Á lV 'ol ap sopelerprq ap sauorcrpuocsel uo sauorue JoqJospeep Á senr¡rsodse6rec enb ¡1d seJloolons lo uo uolsrxeoJad reoJcop sacedecsaleprolocsouorcoeJj 'seproloc solso ereo solonsuo ep os oluorülr3ljrp ugrcezruor elso ercuoncosuoc sel ered g op JoueurA 'snunq ¡e e:ed ?-g=Hd) o[eq Ánu se ue Á '(se¡¡rcJe soprolocsolsa ep ooulcgloosro¡und ¡e enb e¡uencuo Jaua]enb Áeq 'oluelsqo e¡ euorc.rodord se¡ 'o¡ue¡rod 'Á senr¡rsod oN 'souorueroqJospeop peprlrqrsod se6.¡ec op soleprolocse¡nc1¡:edsel e uelop souorcezruorselsf

.^r,.uI {.'uru-f

*'¡1¡-l-**Hl ,¡1

:e,JJnco ugrqLuel'sopeua0o.rlru sodnrOsorlo Á z¡1¡- sol uos or.üoc'ugrcezruorelse 'snurnq BrBd ep secedecsoleuorcunlsodn¡6auer¡enb opueJoprsuoc lo

* no-Frrrri-]

..¡1e-Fñv-]

\-(orqtrecep zeprcy) (enr¡cezeprcy) -J o|onS|opuo|cn|oS|pe|op*HHop|o|oc|eSop|qJoSpe+H '0l0ns u9r3ce0r el lop

Agrícola Química

Zonade atraccióncoloidal

ffir., H-

H'

H.

Superficie coloidal

H-

H-

H' H.

H¡l H-

H-

+

NH- (Disolución del suelo)

ACIDEZACTIVA

H-

H-

\--L-----J

ACIDEZDE CAMBIO

Figura 7.5.Equilibrio y laacidez entre laacidez decambio activa. La acideztotal sólo puede ser medidapor volumetría.Correspondea la cantidadde cationesmetálicosnecesariospara reemplazarla totalidadde H* de cambio,y no tienerelacióninmediata con el pH. permitenindicarque la acidezde cambiopuede Cálculosaproximados ser unas '1.000 veces mayor que la activa en el caso de suelos arenosos,y entre 50.000y 100.000veces mayor para aquellosarcillososricos en materia orgánica.

7 . 6 .PO D E RA MOR T IGU A D OR D E L SUELO.IMPORTANCIA. Se denominapoder amortiguadordel suelo a la resistenciaque presenta a modificarsu pH cuando se le añaden ácidos o bases. Esta propiedades de gran importancia,ya que permite mantenerel citado pH dentro de límites muy estrechos,evitando modificacionesradicalesen el ambiente del suelo que podrían afectar desfavorablemente a las plantas superiores, microorganismosy, sobre todo, al aprovechamientode los elementosnutrientes. El poder amortiguadordel suelo está directamenterelacionadocon su contenidocoloidaly con la capacidadde intercambioque posea:cuantomayor

128

6¿l

'orqurecJolur op sapue.l6 se]lesns e optqapsalqetqueclolu! sapeptcedec *H op souotcJodo:d 'euUsgut elnlxel ap solons uos so¡ eled sa.lo¡{eul uauerluocenb so¡ 'Jrcopsa '( ezpc ap sapeptluecsel ¿'¿ enúl aluetuenuoclo^tu un e eJnlxalelullslp op solonsop olqeJeedec e¡ op Hd la Jenolee.ledeuesecoueztlecap peptluec el reraprsuocle ecrlceJde¡ ua efe¡¡elas olsendxe a]uottllotlo]ueol 'ropenbryorue e]leeun otqulecep peptcedec rapodolle un 'o¡¡elod 'ugJpuo] 'ugtcnlostp e sollo op osed el ueesodenb so¡anssol ¡e ecznpoldes anb e.led 'ocod uetcostp ofe¡duroclo ua +H sgul soqcnu souesocouo¡ue¡lod opuots 'leproloco[e¡dtuoc as soprqrospe+H solsf 'socrlglousouorlece opueze¡dsop solencsol ap eyed '*H opueut6uo el ueo4tptce ¡e e[g es e¡ed er¡o :uoronlostp 'enbe ue asJollosrp etcostpas olsg 'optceun opegeol as olons opuenC le le 'oluoqJospe o[a¡duoc lap o]uol.leyodLuocle oqop as ugtcen]ceo]ualo¡tpe]sf 'osouore u=u + üoH | ,---. Heduccrones I ^_ñ Deshidrataciones 6o¡ i-" CoA CoenzimaA cadenalarga Malonil coenz¡maA

Figura 12.6. Reacciones iniciales ena biosíntesis deloslípidos. 12.2.3.SINTESISDE CLOROFILASY COMPUESTOS CAROTENOIDES. Tambiénen las primerasreaccionesque es la síntesisdel núcleo pirrólico(constituyente de participan compuestos con fósforo(Figura12.7.). COOH

cooH cooH I

l, _ , ?', ;|

NH, Glicina

ós "' ,2

J*, CoA I 'i'-

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cooH co,

7

¿,

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Á_^_:_______) v-v

cI o c o A Succinit

I

cHNH_ tJoon tt-

c o e n z r m aA

Ac. a-amino ípico B-cetoad

cooH I

I

_:#C¡rz

enzrmática l-,

CH'NH Ac. .l-amino levulínico

ll

ll

Y^,., NH

u n 2 - n,,.., l\ñ2

Porfobilinógeno

Figura12.7 . Primeras reacciones enlasíntesis delasclorofilas

228

CH:

UOnOenSaCtOn

C=o

j

cooH

i''

6Z¿

'selleuo sosusolejsojsoceluoe er6Jouo op ercueroJsue orojsg]uoc selnsoloL!uo ueulojsueJ]sel 'olueuodLul el ue]rlr3e] anb 'ocrugoJo seu sgzrnb A 'opunOasii lse¡¡tcuassgu.Jsello ue sectugOloselnc?lot.l alqop eun uezleeJ anb seulzue ep o¡unfuoc sel uaprnrpo.reuud :ugtstu.t un soluosald;else uoqap 'uecznpordas sauotccealselsa enb ele¿ 'eraqrl elbleueel epol o eued selncalou.t sel e epelnoutn es secrug6ro op ot.Joseun ua alstsuocuolceldse.le¡ 'sectug6lo eun enb uo souorcrsuer] os Jelose¡6leue e eprunepenbanb elurtnb el0reueua eulJoJSUeJ] selncglotrt sapeptntlce sesJantp el uoc alselluocuf sectlgqelaul e¡ anb el ue'srsaiursolo¡ selotc epet6apontn anb el6rauaerqr¡opuefapsectue6tosetcuelsns ue Bzrlrln e1 eruse¡do¡ord ¡a anb 1erod octlutnbosaco.ld¡e sa ¡e¡a6anuotce:tdsel

'soctNV9uosoolcv sol 30 owsl-lo8vl3l¡l^ slsl'l0cn]0't'z'Zl. 'g'¿¡etn61g serourud so¡sanduoc apsrsoluls eluasauorccea.r saprouoloJpc (dddt) ole¡solorrd ¡rualuados ¡ HO

I

HOZHC

O

ocru9le^eLrlcv

H O - d= O

I Ho-d=o ,oc o,Hz I ,. I

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HOOC

I ¿Hc=c rHO

ns ered¿1y aratnbatÁ 'y eLutzuaocltloc rc ZVern6r3)ugrceurolsue:1 'octugle^auJ oplcg le sa ros.lnce.¡doÁnc lop rapeco:d apend olsl ',,ect6o¡otq '(¿¿dl) peptun,, eun op ltyed e ueztloluts o¡e¡so¡orrd ¡a ¡rue¡uedosr es so¡senduoc solsf '¡elabenort-tsrloqelaul lep ugtcedtct¡led la ua oJoJS-oJ el op alue¡:odruro¡dLue[eoJ]o sa saptoua]olecsol op stso]uls e-l

e¡uaoroJsgl e¡ue¡d ll

Agrícola Química

Entre las muchas reaccionesenglobadasen el proceso de la respiraciónvegetal,la glucolisises el término utilizadopara describirla secuenciade reacciones mediantelas cualesun azúcarhexosaes convertido en ácidopirúvico. El procesopuededividirseen dos etapas:a) Conversión de glucosaen y b) Escrsionde la fructosa-1,6-difosfato fructosa-1,6-difosfato; y formacióndel á c i d op i r ú v i c (oF i g u r a1 2 . 9 . )

C! OP

CHO CHOH

C=C

2ATP 2ADF

|

ADP ATP

ADP ATP

COOH

cHoH \l cHor I - - _ _ _ _ } - - - - - - - - - - - - - -\-l- _ _ - - - } CI-.OF

E'zr-as

CHOH

ClOl

Enzimas

cHoH

I

I

CH:OH

cH20P

Glucosa

Fructosa 1.6-di-P

\l Enzimas

¡ CH:OP Ac. 3-fosfo

COOH

I

I CH: Ac. pirúvico

¡linÁrinn

Figura 12.9. Principales etapas delaglucolisis. La oxidacióncompletadel ácidopirúvicose efectúaduranteel proceso por intermedio respiratorio de una seriede ácidosorgánicos.Estosácidosse producena partirde los ácidospirúvicoy oxalacético, los cualesoriginanun ciclo (ciclode Krebs),al final del cual se regenerauna nueva moléculade pirúvico.Para que esta condensación puedaefectuarse, el ácido pirúvicose transformaprimeramente en acetilcoenzima A. Este compuestoes el enzima de transferenciade grupos acilo más importanteen los seres vivos, y constituyeuna moléculade estructuramuy complejay en la que el fósforose encuentracomo constituyente. La primerareacción,por tanto,de este ciclo es la condensacióndel acetilcoenzimaA con el ácido oxalacéticopara formar ácidocítricoy liberarcoenzimaA: COOH I -+ COOH-CHz-C-CHz-COOH + CH¡-CO-CoA + CoA COOH-CH2-CO-COOH Ac. Oxalacético

AcetilCoA

OH Ac. Cítrico

230

,t¿

'sosocxe soqcrp alue oJJorqlo orJns el JodsecrJlalsrsorolcsaluencoJj uos 'solqnlossopeJoJso onb uotcezrlrqnlosur souorcefodeJodoluoulouonjsoprconbuuo solupztltue} op septlodarA se^rseLU solons souorc u= oprnbll orpaur uo so^r]lncuo olgs oluourleJUot!uod ueruasqo os oroJSgJ ep osocxo roo souorceJe]le sel 'seurure]r^ ap uorc3npoJo el uoc eqcoJlsougrselor eluosoJd % 09 un uo asr3npar opond eqcosocel 'orolsoJap eun oursil.ursP sel e ercualsrsal Jouaul e]le]^eq opueno 'sepelaqJod souepÁ sepepauro¡Ua un 'se6rdsaep oJotilnulep ugrcnurursr eun ¡{ seuec sns ap o}uarlrje]rlrqap alqrsuaseun eruasqoas soleeraosol uf selll.ros ap uorceuro¡e¡ ered glse ugrquel se oroJSgJ a¡ueu¡ercadso or:esooou ¡e anb opeqo:dLuoc 'oprcnpoJ oluaurolqelouJelncrperpu.rolsrsun Á ¡erluec e¡.tedel ua sesrJOseqcueLu el 'eleledel uf 'eprnurulsrp uorccnpord eun ap ugrcuedee¡ econordercuarc4ep Á zeprceel ap oluot!ne un uoc 'eserlaras olnl1lap zornpeu e¡ le¡ueurzocard uaeses ¡{ uesorcauas 'sozrforsopredsouo]reuol e uopuor]sefoqse¡ 'sale]nrJ soloqresol uf seurolurssol uerlsanu anb sereuludse¡ uos senbt¡uese[oq ua soltngu.r solueu-tela so¡ se[ernseur sel ap ap souolorpuoc sel 'ercuorc4op el ap esnece Á 'e1ue¡d e¡ raualqoe sauengIsefoqse¡uelueserdanb ercuapuat ppenelael e oprqoq'sepercunuord ocod souorcerrua ua orolsg¡lop peprlr^or.u sel uoc Á se¡eurou se¡ anb oueue] Jouotrtop 'selcaJo'sepe6¡epseLu o]stxeopuenosecr¡rceds uaoeLles enb 'se[oqse¡ ue uece:edeercuorcUop so¡sandLuocsns ap srsaJUr sel selueAn¡t¡suoc sgLr.rseorls!ralceJec un sa oluoualo ,Áoluarurrcarc ap sosoco:dso¡sopo¡rsecuo oorseqaluedtctped ¡ e e ^ b a p ' o l s r ^ e q a s o u , i o ol e ] ' e r c u e n c e s u osco o l l : J e l n c r p eeJt u o J s r olloresep la ua ou.roceergeaped ns uo oluel'¡e1eOen lep llqgpoluaulett.troue un e sopeOrluglso orolsol ap e]le¡ el op soleJeuebseuoluls sol

'os:rcxf A vrcNfr3rJ30uod s3Notcvufr-N'e'2, 'seuorcoear seisauo leluauepunl¡aded u n u e g e d u e s a pa 1 - a i r ¡ : s - o f o L - o i a p e d e L r r o ¡' o p e c r p uer q e s e ¡ { o l u o c 'oJoJsoJ sol ocr]gcelex ¡e enb so ua ddI i HSVo3 CVI dCVN seLurzuaoc so ] rs¡ r a n rspo ¡u e u r b r .er os e n b o p t c go ^ a n uo p l e u rl e asopueraua6alsoprceo ap orJoseun uellolesopas ooll¡o oprcg¡aprrpedy sel uo souor3ceoJ e¡uaorolsgJ e¡ue¡d l:

tt¿

3la'recse6epey\'ueula sasredsosro^rpep selsocoJqosÁ ogtpuloueaco lep selsl oruoc solecrdoJl as soluatultceÁ selel sauotcco/iap setsa uenlcoJ ue ueJJuancuo sesoJournu as epuop seuoz sel ue saluasardsecor sel ap olcle3lo uoc opeulquoceq soLlcrp ap aluaÁn]tlsuoc ocugJsoj optcg ros ap sondsap'sonprsar as 'soper^rxrl 'ouen6 op so]rsodapsol uocoJede JSV sa^e ap souotccaÁa lo onb sol uo sel ue6uo or.Ijoc Jeuol uapand solelsoJ op soluslu.llceÁsoJlo 'soouolsrqeJd sacadap soluor Á sosanq er^epol uerluancuaas soltsodapsolso ap sounO¡euf 'nn'=f sol op olsapnslap sole¡solsol ap ua6uo la sa oisa enb ae:c oS 'solqnlo e¡ rod sotelso]sns sgur ufe osopueiluocuo sgr.r,r soleuoqJmsol op ugrcer^rxr¡ 'alueurouelsod'sepe^al 'leu soiuor.rrnoLu .rod lap lonrula oJqosso3ruo]oo] ap purol ep sedecsel soseosoun6¡euf 'soleJsoJ oprsueq sczrlecsolpJso1 e¡ o[eq eJ]uaouocas oro1soila 'salqnlosso]euoqJecsol ap ayed as:apred 'reu ¡{ ecrue6roerJe}eue¡ asrauodr-uocsep ¡e Á lep opuo} lo uo uelnurnc Á ueldordeos soutJetr as solsor sns 'Juotlr¡y 'sodrancsns ua ueuoceu-rle so¡ enb '(orpeu our.t.tralouoc tudd ¡,9) so¡e¡so]op sorcrpu sor-usrue6.ro ouorluocecrugocoen6e ¡e 'olca¡e uf reu lap opuoJlo ua opeulJoJosroqeq sol 'solelsoj uependsolrsodapsolel 'ocrug6:oue6¡.loap uos 'sorJeluourpas ap solrsgdepseroÁeu so¡ anb '¡ereue6uo 'uelturpeso6o¡ge6so1 'oqo¡6 arcr¡adnsel epol orqos ¡ep ua opuerluacuocopr ueq es 'secol sel souotüo s?r.lrso¡uarurceÁ se¡uepodrur ourocopo] el e 'sepeleJsojsPulloJselsf 'secr]!]eoesouorsnlsur op ugrcrlor..uop orqos eJluancuaol os apuop ua Á 'oro¡sg1¡ap ¡eur6uoaluanj e¡ uaÁn¡t¡suo secrueclo^secoJsel uo ope^alasgr! aluouralqelo salencsel '(% 0,0-1.,0) secor sel uo ogenbed'oprualuo o senr¡u-r.rd so '(% 80,0-90,0)serJeluotltrpas nS allserol ezouoo el ae o/o1,0 lop JopopoJlee¡ueserderÁ 'uorcezuoe¡e el op olgs epeco.r el ep osoco:d a¡uernparpeurpcoJel ep ugrcrsodruocsop ¡e epn,{e le} auar} ou oro}s9j lo 'sor.usrue6rooJ oluoi!ela alsS 'euerqorcrLu uorcefr¡el ap orpour rod solons sol e es¡erod.roc lod ecrLurnborq epend olsr^ eq es eA ouoc anb 'ouebgr¡rule aluauJeluoJalrq

' s v t ¡ u o J A o o t N f I N o S ' N f c t u o 't ' f l ,

'o]:tns 13 N3ouoJSoJ13

tt 0lans ll Iau00r0ls9J

Agricola QuÍmica

La cantidadde fósforototal del suelo, expresadacomo P205,en rdrás ocasionessobrepasael valor del 0'5 % (1500 ppm ó 3360 Kg/Ha),y puede y orgánico. clasificarse, en general,comoinorgánico El fósforoinorgánicoes casi siemprepredominante, exceptoen los El orgánico suelosdondela materiaorgánicase hallaen una gran proporción. que en el subsuelo,debidoa la suele ser mayoren las capas superficiales de materiaorgánicaen las mismas.Debe indicarsetambién,en acumulación cuantoal contenidototal,que generalmente sueleser más alto en los suelos jóvenesvírgenesy en las áreas donde las lluviasno son excesivas.En los suelos cultivados,debido a que poco de este elementose pierde por por cosechas son generalmente lixiviación,y de que las elimrnaciones pequeñas, tiendea acumularse en las capassuperficiales. que se encuentran inorgánicos Son muy numerososlos compuestos en los suelos.Perola mayorpartepuedenclasificarse en dos grandesgrupos:1') Los que contienencalcio;y 2') Los que contienenhierroy aluminio.Los predominan primerosson los que verdaderamente y los que, bajoun puntode vistaagronómico, tienenmayorimportancia. En la tabla 13.1.se exponeuna relaciónde los más comunesen cadagrupo. Tabla13.1.Compuestos máscomunes defósforo enelsuelo COMPUESTOQ S U EC O N T I E N E N cALCtO

COMPUESTOQ S U EC O N T ] E N E N H I E R R OY A L U M I N I O

Variscita: PO4A|.2H20 Flúorapatito:(POa)2Ca3.F2Ca PO¿Fe.2HzO Carbonato apatito:(POa)2Ca3.CO3CaStremgita: (PO+)zFeg.8HzO (POa)2Ca3.Ca(OH Vivianita: Hidroxi-apatito: )2 (PO+)zCa¡. Dufrenita:POaFe2(OH CaO Oxi-apatito: )3 (POa)2Ca3 Wavellita:(P04)2413(OH)3.5H2O Fosfatotricálcico: (P04)8H6A15K3. PO+HCa.2HzO Taranakita: 1BH2O Fosfatobicálcico: (POrHr)rCa.Hrr Fosfatomonocálcico:

Entre los fosfatosde calcio,el flúor-apatito es el más insolubledel grupo y, por consiguiente,el que contiene el fósforo en forma menos Sólo los fosfatosmono y dicálcicoson fácilmenteasimilables aprovechable. por las plantas; pero excepto en suelos recientementefertilizados,estos pequeñas,ya compuestosestán presentesen cantidadesextremadamente en comouestos más insolubles. oue con facilidadse transforman

234

gta

ugrcceJlxa oluetpeutolenslap opeutLutla aluorrtltce¡ A ¡e¡o¡les ependoougOto oJolsolla opo] 'ouebol¡rulep o ouoqreclap otJelluoc¡e 'anb opezr¡en¡u eq oS'ecrug0to eualeu el ep snuJnqlap uotccelJel uoc oJuarleultl operoose ras aqop olans lap oclueOtooJoJsojle opol ou 'o6:equue urg 'ocr6o¡orqolcr uebr.loop sa lo]tsoutop solelsolap olens la ue etcuaselde¡ enb uatelOn se:opeOrlsenur soun6¡y so3talcnu soptce sol op Á soprdr¡o¡so; sol ap el e .,¡ol:edns ezlnbsa so¡sanduloc solsaep e¡cuesetd e¡ enb osleuotcuauoqac 'solonssol ua opecqtluept ueq es lo]tsoutop soleJsolep sodr¡sos:ent6 'outsLlt ¡epecrue6loeuoleui el uo solcelutsocral3nusoptce ap etsuelstxoel aluou,tetJesocou ueqanld ou oiad olons la ue saluasa.lduglsa soctglcnusoptcesol op selueÁn1r¡su enb uatarOnsso6ze¡¡eqsolso sopol o.llo un6¡e Á eur¡uex ,oltceln 'euluape esolued eulloJ uo )elnze 'ocuo1so1 oplce ueÁn¡cursolsenduoc solsf solans sol ep sopeztloJptq sol ua sopelste opls ueLl ,octglsn optce soctllloJprq solcnpoJd uos seleno sol op e¡ed toÁeLue¡ ,so¡senduo lap soqcnu-l'soUe sotJenap oOle¡ ol selca:tputsetcuoprne:od ,uotqtüe 'eprcnpopopts eq solans sol ua V soctgl3nusoptoeop etcuosotde1 'sopld¡¡o¡so; ouroc oJoJsgJ ep udd e ap uapacxoza^ eleJ soluosa:dsepeprluecse¡ anb uectpul 'oblequueurs 'selope6tlsenut sounO¡yolsenduoc olso op eulJoJuo oJoJSoJ ep tudd ¡g ap olos ue] se e1¡el6or¡qrq el uo oltJcsapo]le seul rolen lf .soprdl¡o¡s peperdotd sol op ecrlsllolcetec eun so rale peptltqnlos ue Á uo e¡ anb lo ¡oqoc¡e eii 'soer9¡eA socr¡oqoc¡e solceJlxo sol uo ocrugoro oJolsol ap se:ope6rlso^u sosoraurnutod o6ze¡¡eq sa etcuaptno epunOes eun .soge soqcnu lo eÁ eceq olans op so]oerlxauo olstees '(soprdr¡o;soJ sol ep oun) eutltcolel ep uolclsodruocsop ep olcnpoldun 'eutlose¡ 'le6n¡teul.lduf 'soleluoml.led soqcoqap apuoJdsop as solenssol uo soprdr¡o¡so¡ sol op etcuolstxa el 'eganbed oluarrrelqeqo:d se olons el ua ugtcJodotd ns oled lap uotcnlostp 'olons 'sopeoqtluopr ou so¡senduoc lop lelo] oro¡soJlep % 0B A OZ p arlue sollo e o¡unf'ueÁnltlsuocsope^uopÁ eul¡t¡Á socra¡cnu soptce'soprdr¡o¡s .sepepetOapsouau o sgri.l setrJJoJsel¡ o[eq 'opo] oJqos ,el]uancuo os olensla uo aluaulecl¡lcedsa opec4tluept optseLlenb oclueOloololso.llf 'elllcle ^,^,,,^f,^^ .^^-.^ ap salelslJ:sol ap ercr¡edns el uo septue¡al'tosot6 oganbed ep se¡ncr¡e ap eLl|oJua solonssoqcnu ua ueczatedeotutuinleÁ ot:elq op so}eJSoJ so}se enb a¡qrsodsf soptcesolansue salqelso¡{nu ¡{ selqnlosut o}uoulepetueJ} 'sope¡xoiptq solelsoJ uos otuLt.tnleA olerq op solelsoj sol

0l0nSl3 ua 0:01S01 l

Agricola Química del 40 al 50 o/odel fósforo con reactivosalcalinos.Y aunqueaproximadamente fosfatosde como ácidosnucléicos, orgánicodel suelopuedeser identificado identificar. sin el restoestáampliamente inositoly fosfolípidos,

1 3 . 2 . D I N AMIC AD E L F OS F OR OEN EL SUELO.FACTORES INFLUYENTES. se deduce que la mayor parte del De io expuestoanteriormente presente en los suelos no es aprovechablepor las fósforo normalmente y que el elemento,paraque pupdaser gran insolubilidad; plantas,debidoa su que encuentre como PO,H¿-ó POaH-'en la se necesario asimilado,es de una adecuada mantenimiento el En consecuencia, suelo. del disolución para que la de fósforoen éste será condiciÓnindispensable concentración satisfactorio. plantaadquierael desarrollo

en todos los suelos,la cantidadde fosfatoasimilable Normalmente que contienela disoluciónes muy pequeña(en la mayor partede los casos del Estacantidaddependede la modificación del ordende 0'1 a 1 mg P2O5ll). inorgánicos con los compuestos dinámicoque mantienela disolución equilibrio de la insolubleso fijadospor una parte,y la formacióny descomposición puede representarse por Este equilibrio otra. orgánica materia '13.1 . tal comose exponeen la figura esquemáticamente

P inorgánico (cambiable)

+

Adsorcion Desorción I Solubilizac. P en ladisolución del suelo (asimilable)

lnmovilizac.

en el suelo formas delfósforo de lasdistintas Figura13.1.Equilibrio De todos Variosson los factoresque puedenmodificareste equilibrio. y que tipo de reacciones condiciona el pH realmente el del sueloes ellos,el y que pueden en posteriores que el suelo controlan, aparecer en situaciones del fósforopor las de las formas asimilables definitiva,el aprovechamiento olantas.

236

Lt¿

'H0 ap osuecsap elsaosJetsolde le uoc uotceztltqnlos apand 't tt etnOUBl ul uotcnlostp el B uesedanb ,erlvÁ r*"1 asopueurOr: 'orur.!nleÁ olarq ap saJqtl soptxgJprqsol ep pepr¡rqh¡os el uatqule] eluoune 'olonslap zepse el opueluatrneJl lv solutlstpsope]lnsaluauatlqo os 'leurJou olensun ua elstxozapoe ap ope:6ousL.ula ts 'uatqeloqv 'olqelrurse sgul el so ¿-HtodeuJoj el enb e¡{ 'olqe}ouzopne eun ereluesardo¡ens¡ep uotcnlostp el opuenc'Jtcapso 'soleq¡1de leu.jJou ellos se]ueldse¡lod oJoJSo] ,oluel lod el 'Hd Jolcel le aluouielosopueJaptsuoc lap uorcelrul|se '¡1d uocuotceloJ .¿.g¡ern6r3 ueuotonlostp ue.¿HfOd Á¿.HrOd sauot opuorce.tluocuoC ¡a u o r c n l o s rHpd L L OL

00,0

92,0

ruoo L cp lelol olelsoj 09,0 ap uotcelluocuoc el e o¡cedser -g'O.j ' ¿ " - ' Á good sauotep ugrcelluecuoc 91,0

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'01-6=Ho peptlueo ap o l e r u a l u r u a u e u a c e . l e d e s auotsol l l q g p 'Z't, eJnllJel uo osletcatdel a "_rod apandouoc le] '¿-¡d un e or.rqi¡lnbe ua uglse souotsop so1 '6=¡d e outxeLuns ezuecleÁ ¡=¡d e lece:edee ezeldtueenb 'aluale^rpeuJoj el uoc aijnco oUelluoco-1 6=¡d e eututLUA¡=¡+de eultxgtü so ugtcelluacuocns ¡{ 'teuluop e apuat}e}uele^ouoL!eujJo,e¡ 'ofeq se :soleJSo]ol.]o op serr]JoJ saJ]sel uolstxo Hd la opuenC ,tod.A z.H¿O¿-'zH'Od 'solanssol ueluosa:d añb g¡ A V ¡d ap sa]tL!tlsol elluf .uotcnlostp e¡ ep ¡d ¡e uoc e!re^ole¡solu9! ap oselcel enb teptocatanb Áeqte6n¡reuud u3

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Agrícola Química

Solubilidad Fe AI

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8

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10

11

pHde ladisolución

y aluminio. dehierro Relación entre elpHy solubilidad 13.3. Figura

En estas condicionesde alta acidez,tanto los Fe*3 como los Al*3 los PO4H2-también presentesen la disolución, precipitaninmediatamente compuestosinsolublesen los que el fósfororesultainservible originándose parala planta.En el casodel Fe" sería:

,/oH

Fe*3+ Po¿Hz+ HzO ¡+ (soluble)(soluble)

Fe-oH ! + 2H' \PO+Hz

el equilibriode esta reacciÓntiende a desplazarse Evidentemente, de Fe*t y Al*3 a ampliamentehacia la derecha,ya que la concentración quedando valoresde pH menorde 4 superade forma notablela de PO¿H2-, sólo cantidadesínfimasde fósforoen esta últimaforma.

Pero esta reacciónno es la única que puede presentarseen los con los Óxidoshidratados suelosácidos.El PO4H2puedetambiénreaccionar menoracidez. de condiciones en unas de estosmismoselementos

238

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Agrícola QuÍmica de de una alcalinidad La fijaciónva acompañadade la liberaciÓn saturación. cambio.Para PO+H-'la reacciÓnserÍa:

@!l

.ro.r2 \

@"4H+2oH

El poderde fijaciónvaríacon el tipo de arcilla,siendoprobablemente caolinitay haloisitalas que lo tienen más alto. En el caso de la caolinita, lo que indicaque se del diámetrode la partícula, aumentacon la disminución tratade un cambioaniÓnico. es la fijacióna la arcillapor medio de los Una segundaposibilidad los cualesactúande unióncon los anionesfosfato. cationesa ellaadsorbidos, esta función puente. y Los Ca*2,Mg*2,Al*3 Fe*t, realizanfundamentalmente puede como slgue: representarse frecuente, más En el caso del calcio,el

@",

---> + poq'z. @:"_po4H

Tambiénse sugierenlas formas:

@!)ro.'.

@ca-Po+H-c'@

del calcioen este mecanismoestá probadacuandose La intervención hace adsorberCat2 a una arcilla.Se puede observarque el porcentajede fijación del anión fosfato aumenta, sin que se alcance el umbral de precipitación del fosfatocálcico.Con esto tambiénqueda demostradoque se tratade una fijacióny no de una precipitaciÓn. fijadospor las arcillassilícicas,como K* y Otroscationesnormalmente puente con el aniónfosfatomuchomás reducida. Na*, presentanuna acción que cuando la fijacióndel anión fosfatose indicar De igual forma, conviene ya adsorbido C"*' y Fe*3, lo hace que tiene arcilla verifica sobre una por intermediodel calcio,y despuéspor el hierro. primeramente Por último,hay que señalarel bloqueoeventualde los ionesfosfato por acción de algunasarcillasen determinadascondiciones.Estos iones fosfatoen su forma libre,o bien adsorbidosen las superficiesinternas,pueden quedar atrapadosentre sus unidadescristalinascuando la distanciaentre de estas arcillas éstas se reducea valoresinferioresa'10 A. La hidratación

240

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Agrícola Química Estos equilibriostienen una importanciaen la agriculturapráctica. que contienenpotasioson aportadosal suelo,gran Cuandolos fertilizantes partede potasioes adsorbidopor los coloidesdel suelo.Como resultado, el equilibrioanteriorse desplazaa la izquierday algunosionesintercambiable oasana la formano intercambiable. La repercusiónque puede tener en el desarrollode la planta esta reduccióndel potasio rápidamentedisponibleal pasar a la forma no intercambiable se refleiaen la fioura15.1.en una exoeriencia con cebada.

Rto de cebada (g) por cultivo 46

Figura 15.1. Rendimiento decebada enfunción delpotasio añadido alsuelo inmediatamente antes dela precedente 19571 (R,Chaminade. siembra o enelotoño Como puede observarse,el potasio aplicado en otoño estuvo en contactocon el suelo duranteun periodode tiempomayor,por lo que más potasiopasóa la formano disponible. En cambio,el aplicadopocoantesde la siembrapudo ser más ampliamente utilizadopor la planta.De aquí el mejor rendimiento de la cebadaen esteúltimocaso.

262

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sSuorcvl 'o'r3ns 'I¡t N3 olsvrod 'lf o otu8t'ltno3 'i'z'g, 'se¡ue¡d se¡eredoprpradoluoulelolepenbopouru¡6uru oprfonuocorsa oprualororselode¡se enb ap 'salqelrulseseuroJe aluauJeluol e o1efnsg]so ou olqerqurecro]u o¡send 'opelresuocouorlueues A uorcernrxr¡ ou euJoJ e¡ ofeq orselod ¡e anb 'oluelsqo ou 'reorpuranb Áe¡ olans louoorse¡od ¡3

Agricola Química

Montmorillonita

A) Superficies..r¡z adsorbentes ---f externas

K adsorbido

K hidrosoluble

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I v-\

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( K-) Expansión v

________________

Humedad

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\v rñ \J K liberado rapidamente asimilable

Expansión

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Expansión

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Humedad

fF) K no intercambiable (lentamente asimilable)

(A)Esquema Figura 15.2, delaestructura laminar típica deloscristales demontmorillonita, Vista dedos queforman (B)Proceso delasinnumerables unidades uncristal, sugerido enlafijación deK*porarcillas tipodered2x1, Comoantesse ha indicado, en las arcillas2x1 los ionespuedenquedar aprisionados entrelas unidadesestructurales al unirselas unidadescristalinas por efectode la sequedad. Puede admitirse,por tanto, que estos K* serán liberadosfácilmente cuandose verif¡quela rehidratación de la arcilla.Sin embargo,la energíade enlaceentrelos K'y las láminasde sílicees lo suficientemente grandepara

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