Object Propagation Threshold

Los conceptos de Brønsted-Lowry y Lewis son útiles para explicar el comportamiento del sistema suelo como aquel en el que ocurren procesos ácido- base y de adsorción, principalmente. Las reacciones de las arcillas y la materia orgánica, es decir de las diferentes fuentes de acidez del suelo, intervienen como fuentes de H+ a la solución del suelo. De la aplicación del concepto de Brønsted- Lowry a los suelos, es que a los cationes intercambiables se los denomina bases de cambio. Según esta teoría, el suelo sería un ácido débil y para evaluar la fuerza ácida presente será necesario conocer el respectivo par conjugado. Por otro lado, los grupos alifáticos-COOH y aromáticos-OH, presentes en la materia orgánica y los grupos funcionales de las sustancias húmicas que tienen átomos de oxígeno y nitrógeno, son una base, porque pueden formar enlaces con algunos cationes metálicos.

Los grupos funcionales superficiales inorgánicos también son comunes en el suelo. Un ejemplo es el aluminio hidratado de los bordes de las láminas octaédricas de los aluminosilicatos del tipo 1:1 y 2:1. Estos sitios se caracterizan por su elevada reactividad con aniones orgánicos e inorgánicos o bases de Lewis (Sposito, 1989). Por ello, mediante la teoría de acidez de Lewis, es posible explicar la capacidad de adsorción de sustancias orgánicas e inorgánicas que tienen los suelos.

9 1.3.2. Origen de la acidez del suelo

La acidificación del suelo es un proceso espontáneo que tiene lugar durante la pedogénesis. La meteorización química de rocas y minerales produce la liberación de cationes potasio, sodio, calcio y magnesio (K+, Na+, Ca2+ y Mg2+, respectivamente) y el aumento concomitante de cationes aluminio, hierro y manganeso (Al3+, Fe3+ y Mn2+) que pueden sufrir hidrólisis ácida. Durante este proceso, existe una liberación de silicio del suelo, en forma de hidróxido de silicio (Si(OH)4). Este proceso de hidrólisis produce un pH edáfico de 4,2. Un pH más bajo

se puede alcanzar naturalmente cuando se drenan suelos que contienen formas reducidas de azufre o cuando se descomponen restos orgánicos y se producen ácidos orgánicos de cadena corta (fenómenos no considerados en la presente tesis por no ser su ocurrencia predominante en los suelos estudiados). Igualmente, los suelos se pueden acidificar por el ingreso de ácidos derivados de procesos antrópicos como la lluvia ácida, la fertilización con sustancias de reacción ácida y por la lixiviación de K+, Na+,Ca2+ y Mg2+ en ambientes húmedos, entre otros (Figura 3).

10

Figura 3. Condición ácido-base de los suelos en relación a los estados de pedogénesis. Adaptado de Zapata Hernández (2006).

De manera estrictamente química, la acidificación es consecuencia de la disminución de la capacidad neutralizante de acidez del suelo, como producto de una transferencia irreversible en un sistema abierto de H+ desde la fase líquida hacia la sólida. La adición de bases al suelo le permite neutralizar los H+ que llegan a la solución del suelo.

Los minerales que constituyen las rocas dejan de ser estables cuando son sometidos a condiciones diferentes a aquellas en las que se formaron. Los iones constitutivos de los minerales cambian a estados químicos más estables.

La disgregación de los minerales puede ocurrir por procesos físicos o biológicos, pero los mayores cambios son los ocasionados por procesos químicos como la exposición al agua, al oxígeno y a compuestos orgánicos. Las estructuras

11

cristalinas de los minerales son inestables en condiciones nuevas diferentes a las condiciones en las cuales se formaron. Por ello es que en las regiones tropicales y subtropicales, donde la precipitación excede la evapotranspiración, la acidez de los suelos se incrementaría con el tiempo. No obstante, este fenómeno no ha sido estudiado en profundidad en suelos de ambientes templados, con regímenes hídricos que fluctúan del húmedo al semiárido, es decir, ambientes como en los que evolucionan los suelos loéssicos agrícolas de Argentina. Por lo tanto, en la presente tesis se estudiará la incidencia de las condiciones climáticas, precipitaciones y temperaturas medias anuales de cada sitio, como factor natural que contribuiría al descenso de los valores de pH de los suelos loéssicos agrícolas de Argentina.

Por otro lado, hay procesos producto de la actividad humana que incrementan la acidez de los suelos. La nutrición vegetal, la fertilización y el drenaje de suelos con compuestos reducidos de azufre y la contaminación química por lluvia ácida, son algunos ejemplos. En la presente tesis nos referiremos sólo a la fertilización como factor de acidificación de los suelos, por ser el proceso producto de la actividad humana predominante en suelos loéssicos agrícolas de Argentina.

Los fertilizantes nitrogenados que producen amonio (NH4+) tienen potencial

acidificante del suelo. Entre los de uso más frecuente se encuentran la urea ((NH2)2CO), el nitrato de amonio (NH4NO3) y el sulfato de amonio ((NH4)2SO4)

(Cookson et al., 2001; Menguel et al., 2006; Baehtgen et al., 2005). En Argentina el fertilizante más ampliamente usado es la urea (Montoya et al., 1999; FAO, 2004; Díaz-Zorita, 2005). Durante el proceso de nitrificación del NH4+ del fertilizante a

nitrato (NO3-) se liberan H+ que pueden producir acidificación del suelo, como se

12

(NH2)2CO(s) + 4 O2(g) 2 NO3-(ac) + 2 H+(ac) + CO2(g) + H2O(l)

NH4NO3(s) + 4 O2(g) 2 NO3-(ac) + 2 H+(ac) + H2O(l)

(NH4)2SO4(s) + 4 O2(g) 2 NO3-(ac) + 4 H+(ac) + H2O(l)

El grado de acidez del fertilizante depende de la fuente de nitrógeno que se utiliza. Es conocido que el sulfato de amonio posee mayor efecto acidificante que el nitrato de amonio y la urea (Chien et al., 2001). Sin embargo, no se puede generalizar sobre este efecto en todos los suelos, dado que la intensidad de la acidificación dependerá, a su vez, de la existencia de pérdida de NO3- por

lixiviación, la cual conducirá a una mayor acidificación, ya que estimulará la nitrificación.