medida que existe una mayor adición de material encalante, el pH del suelo se hace más alcalino y en general, se ajusta a una regresión lineal entre dosis aplicada y nivel de pH alcanzado (Anexo 6). Esta respuesta es diferente a la obtenida con el método de requerimientos de cal de FAO, ya que, como se mostró anteriormente el método de FAO se ajusta a una regresión no lineal.
La respuesta de los suelos frente a la adición de material encalante muestra variación, la cual será analizada de acuerdo a la variable inicial de los suelos en estudio. Es decir, pH inicial, suma de bases inicial y materia orgánica
inicial. La pendiente de la relación entre adición de cal y variación de pH se denomina capacidad tampón y es lineal en el rango de pH estudiados (4,7 a 6,2), contrariamente a lo que ocurre con el método de requerimiento de FAO, donde la capacidad tampón es especifica para cada valor de pH a alcanzar. Un mayor valor de capacidad tampón, expresados en ∆pH/g CaCO3/kg de suelo, indica que la necesidad de encalado es menor.
4.3.1.1 Respuesta de los suelos según nivel de pH inicial. En la Figura 7 se observa el efecto producido por las dosis cal creciente (agregadas como Ca(OH)2 equivalente a CaCO3) sobre los tres niveles iniciales de pH considerados en este estudio.
FIGURA 7 Variación del pH según aumento de dosis de Ca(OH)2 equivalente a CaCO3 en suelos con distinto nivel inicial de pH- CaCl2.
En la Figura 7 se observa diferencias en los incrementos de pH el suelo en bajas adiciones de cal entre las muestras de suelo pH2 y pH3, las cuales no se mantienen en la misma magnitud en niveles altos de adición de cal. Para
determinar si estas diferencias son estadísticamente significativas se realizó un análisis de regresión lineal que permiten evaluar el comportamiento en incremento de pH individual de los suelos según la dosis de cal, en todo el rango de dosis utilizado.
En el Cuadro 8 se muestra los parámetros de la regresión lineal, realizada de acuerdo a dos criterios: primero, con los datos originales y luego con los datos expresados en forma relativa de aumento de pH sobre el valor inicial de pH del suelo.
La regresión lineal con los datos originales permite observar las diferencias producidas por la dosis de cal en el parámetro a de la ecuación. Este parámetro representa el valor de pH original del suelo. De esta forma, se espera que en la regresión éste no sea alterado por las adiciones de cal. Por su parte, el parámetro b, la pendiente de la regresión lineal, representa el cambio relativo de pH en una adición de material encalante, y permite comparar los suelos entre sí con la adición de cal.
Al analizar los datos en términos relativos, expresados como el aumento de pH sobre nivel inicial (delta pH), permite independizar la pendiente del valor del intercepto a, de forma tal que toda la variabilidad quede expresada en la pendiente. De esta forma, la ecuación fue ajustada a un valor inicial de 0 (a = 0), ya que se asume que cuando no hay adición de material encalante, el cambio del valor inicial de pH debería ser cero. El hecho de incubar a 60 ºC por 48 hrs no cambiaría sustancialmente los valores del pH inicial del suelo, tal como ha sido mostrado por PAREDES (1997), utilizando suelos similares a los analizados en este estudio y por ALDUNATE (2000), en suelos diferentes (principalmente graníticos). En este estudio, se observó que los valores después de la incubación sin dosis de Ca(OH)2 (dosis cero) no fueron, en
general, diferentes a los determinados en la caracterización del suelo (Cuadros 2, 3, 4 y Anexo 6).
CUADRO 8 Valores de los parámetros de la ecuación lineal ajustada en la relación, dosis de cal aplicada y pH obtenido en suelos de distinto pH inicial.
Parámetro de la regresión lineal
A b R2 Datos originales pH1 4,76 ± 0,02 0,197 ± 0,005 0,993 pH2 4,93 ± 0,01 0,199 ± 0,004 0,994 pH3 4,98 ± 0,01 0,200 ± 0,004 0,994 Con ajuste de a = 0 pH1 0 0,196 ± 0,004 ab 0,994 pH2 0 0,206 ± 0,003 a 0,997 pH3 0 0,194 ± 0,003 b 0,997
Diferente letra en las columnas indica diferencias significativas (p< 0,05)
Como se observa en el Cuadro 8, el suelo pH2 fue significativamente distinto al suelo pH3, pero no fue diferente del suelo pH1 y el suelo pH1 no fue distinto del suelo pH3. Ello, implica que las diferencias observadas no estarían relacionada con la variación de los distintos niveles iniciales de acidez de los suelos (Figura 8A).
Esto muestra una inconsistencia entre la variación de pH y las diferencias significativas producidas. De esta forma, se supone que la diferencia detectada se habría debido a otros parámetros no analizados en este estudio.
FIGURA 8 Variación de la pendiente (aumento de pH) de la regresión lineal ajustada entre (A) el valor de pH inicial del suelo; (B) la suma de bases inicial del suelo y (C) el contenido de materia orgánica inicial.
Dada las inconsistencias anteriormente descritas y la escasa variación de la pendiente en la relación dosis de cal y aumento relativo de pH (Cuadro 8 y Figura 8A), se realizó una sola regresión con todos los datos, independientemente del nivel de pH inicial, para describir el efecto de la adición de cal en los incrementos relativos de valores de pH del suelo.
La regresión lineal ajustada para todos los incrementos de pH con respecto a la dosis de cal aplicada, independiente de su valor de pH inicial se puede describir por la siguiente regresión lineal
Y = 0.199 X (4.2)
(con un error estándar para la pendiente de ± 0,002 y un coeficiente de determinación de 0,995). De esta forma, se puede indicar que la capacidad tampón de los suelos que se encuentran entre 16 y 19% materia orgánica, con una suma de bases entre 5,4 y 5,9 cmol+/kg de suelo y un pH inicial en CaCl2 que varíe entre 4,7 y 5,1 es de 0,20 unidades de pH por cada g de CaCO3 aplicado por kg de suelo. Entonces, para subir en 0,1 unidad de pH en suelos del rango especificado se requiere de 0,5 g CaCO3/kg de suelo. Lo que es
equivalente a 700 kg de CaCO3/ha en suelos cuya densidad aparente sea de 700 kg/m3 y considerando 0,2 m de profundidad.
4.3.1.2 Respuesta de los suelos según nivel de suma de bases inicial. En la Figura 9 se observa el efecto producido por las dosis crecientes de material encalante (equivalente a CaCO3) sobre los seis niveles iniciales de suma de bases considerados en este estudio.
FIGURA 9 Variación del pH según aumento de dosis de Ca(OH)2 equivalente a CaCO3 en suelos con distinto nivel inicial de suma de bases.
En el Cuadro 9, se muestran los parámetros de la regresión lineal entre dosis de material encalante y pH del suelo, expresados como valor de delta pH (es decir, descontado el pH de la dosis 0 de cal) y en la Figura 8B se muestra las relaciones observadas.
CUADRO 9 Valores de los parámetros de la ecuación lineal ajustada en la relación, dosis de cal aplicada y pH obtenido en suelos con distinto nivel de suma de bases inicial.
Parámetro de la regresión lineal
A b R2 SB1 0 0,235 ± 0,003 ab 0,998 SB2 0 0,191 ± 0,002 d 0,999 SB3 0 0,226 ± 0,002 c 0,999 SB4 0 0,238 ± 0,002 a 0,999 SB5 0 0,184 ± 0,003 e 0,996 SB6 0 0,229 ± 0,003 bc 0,997
Diferente letra en las columnas indica diferencias significativas (p< 0,05)
Las diferencias estadísticas detectadas (Cuadro 9) en el parámetro b de la ecuación no fueron consistentes con la variación de la suma de bases, tal como es mostrado en la Cuadro 9 y en la Figura 8B. De esta forma, se supone que otros parámetros diferentes de la suma de bases iniciales afectaron la variación observada, puesto que suelos con un bajo nivel de suma de bases (SB1) tienen una pendiente similar a suelos de alto nivel de suma de bases (SB6) y a la vez el mismo suelo SB1 se comporta significativamente distinto a un suelo con una suma de bases cercana (SB2).
Al estimar el efecto en la capacidad tampón de los suelos del parámetro suma de bases iniciales se puede observar que existieron dos pendientes claramente diferenciadas. Estas pendientes correspondieron a los suelos con comportamiento similar (SB1, SB3, SB4 y SB6 por una parte y SB2 y SB5, por otra). Al separarlos en dos grupos, utilizando todos los valores pertenecientes a cada grupo como repeticiones, la ecuación dan como valor general una pendiente de 0,232 ± 0,001 para el primer grupo y 0,187 ± 0,002 para el segundo grupo. Estos corresponderían a la variación observada en el grupo de
suelos que presenta un rango de materia orgánica inicial de 16-19% y de pH inicial de 4,87 y 4,92. Sin embargo, se puede observar que los valores presentan una variación alrededor del valor de 0,200, que es el valor determinado como parámetro para pH iniciales variables. Dado los estrechos márgenes de los rangos evaluados en materia orgánica y pH, no se tiene una explicación clara del porque de esta variación en la capacidad tampón. No obstante, sugiere que otro parámetro no determinado en este estudio, tiene un grado de influencia en la capacidad tampón, que debe ser estudiado a futuro. Es posible que este esté relacionado con el tipo de arcillas y materiales de óxidos hidratados presentes que son otra de las fuentes de adición de protones en el sistema suelo y que son responsables de la acidez potencial (BRADY y WEIL, 1999; ROWELL, 1996). Esta podría estar reflejada parcialmente en el contenido de Al intercambiable. Los suelos variaron en su contenido de Al intercambiable entre 0,15 y 0,32 cmol+/kg a pesar de escaso rango de pH (4,85 a 4,90) y los valores menores en promedio correspondieron a los suelos SB2 y SB5, cuyo valor fue de 0,16, en tanto que el grupo de SB1, SB3, SB4 y SB6 en promedio presentaron valores de 0,27. Para determinar el peso de esta variables, sin embargo, se requieren estudios específicos, los cuales no fueron contemplados en este estudio.
4.3.1.3 Respuesta de los suelos según contenido de materia orgánica inicial. En la Figura 10 se observa el efecto producido por las dosis crecientes de material encalante equivalente a CaCO3 sobre los cinco niveles iniciales de materia orgánica considerados en este estudio.
FIGURA 10 Variación del pH según aumento de dosis Ca(OH)2 equivalente de CaCO3 para suelos con distinto contenido inicial de materia orgánica.
En la Figura 10 se puede observar la influencia del nivel inicial de materia orgánica en el aumento del pH de los suelos. A continuación se realizará un análisis de las regresiones lineales que definen las capacidades tampón de estos suelos.
CUADRO 10 Valores de los parámetros de la ecuación lineal ajustada en la relación, dosis de cal aplicada y pH obtenido en suelos con distinto contenido de materia orgánica inicial.
Parámetro de la regresión lineal
A B R2 MO1 0 0,269 ± 0,009 a 0,983 MO2 0 0,216 ± 0,008 b 0,981 MO3 0 0,203 ± 0,002 b 0,999 MO4 0 0,199 ± 0,007 b 0,982 MO5 0 0,172 ± 0,009 c 0,956
Diferente letra en las columnas indica diferencias significativas (p< 0,05)
En el Cuadro 10 se muestra los coeficientes de la regresión lineal ajustada entre la materia orgánica inicial de los suelos y la variación de delta pH por sobre el pH inicial de los suelos.
La variable materia orgánica de los suelos afectó significativamente el valor del parámetro b de la ecuación lineal ajustada (Cuadro 10). En la Figura 8C, se muestra la variación del parámetro en función de contenido de materia orgánica. Se observa que la variación puede ser descrita a través de una relación lineal, que muestra que en la medida que aumenta el contenido de materia orgánica disminuye el valor del parámetro b. La ecuación (significativa p < 0,05) de regresión lineal(R2 = 0,932), fue:
Y = 0.335 - 0.0063 X (4.3)
En la Figura 8C, se observa que de la tendencia general descrita por la regresión lineal se escapa solo el valor de MO4, para lo cual no existe una explicación precisa en este estudio.
La relación entre la materia orgánica del suelo y el incremento de pH del suelo con la adición de cal muestra que suelos con menor contenido de materia orgánica tendrán un mayor incremento en el valor de pH. Similarmente, suelos con mayor contenido de materia orgánica tendrán un menor incremento en el valor de pH del suelo. Ello, se reflejará en capacidad tampón de los suelos. Cabe preguntarse si este efecto se debe al contenido de materia orgánica del suelo o al tipo de suelo, ya que ha sido mostrado por RODRIGUEZ (1993), que los diferentes tipos de suelos varían en su contenido de materia orgánica de acuerdo al tipo de suelo. De esta forma, suelos tipo rojo arcillosos presentan siempre valores más bajos de materia orgánica que los trumaos y éstos que los suelos Ñadis. Sin embargo, se ha mostrado en diversas partes del mundo
PEREZ (1986), que un aumento en el contenido de materia orgánica afecta el aumento del valor de pH por unidad de cal aplica. Así ROWELL (1996), indica que este cambio está relacionado al contenido de materia orgánica, además del contenido de arcilla y estos parámetros han sido utilizado mundialmente para describir este efecto por diferentes autores (LOPEZ; 1980; 1982; 1987).
El incremento de pH según las distintas dosis de cal aplicadas muestra que por cada gramo de carbonato de calcio que se agrega al suelo el pH aumenta en un valor cercano a 0,27 unidades, en suelos con bajo nivel de materia orgánica (11,6%). En cambio suelos con un contenido alto de materia orgánica (26,8%) el aumento es de solo 0,17 unidades de pH. Suelos tipo con materia orgánica intermedias (entre 16% y 20%) tienen aumentos de pH cercano a 0,21 unidades por cada gramo de carbonato de Calcio adicionado al suelo.
4.3.2 Efectos del método de incubación breve en los cationes