Rangos de CIC determinada con NH4CL segun pH y contenido de arcilla

Las mediciones de la capacidad de intercambio de cationes (CIC) y de los cationes extraíbles, son indicadores de la calidad de un suelo y de su productividad potencial y revisten gran importancia para evaluar la fertilidad de suelos, las aplicaciones de fertilizantes, la absorción de nutrientes por las plantas y la adsorción de elementos por los coloides del suelo y de tal manera, ayudar a reducir su impacto ambiental. Todas estas particularidades de la CIC, denotan la importancia de contar con un método confiable para su determinación analítica.

El método mas ampliamente utilizado para determinar la CIC es el del Acetato de Amonio 1N pH 7 (AA). Ese método del AA presenta dificultades para la adecuada evaluación de la CIC, debido a que incrementa la carga variable de los suelos ácidos de manera no predecible (Rhoades, 1982) y por otro lado, en los suelos con carbonatos, el ión acetato los disuelve, lo cual sobrestima los valores de las bases de cambio (Thomas, 1982).
El AA se continua utilizando rutinariamente para determinar la CIC con propósitos de comparar entre si los suelos y para clasificarlos según la Taxonomía de Suelos (Soil Survey Staff, 1999).

Bache (1976), indica que la determinación de la CIC es afectada por variables como la carga, el tamaño y el estado de hidratación de un catión; la densidad de carga de las partículas de suelo; la interacción específica ión-partícula coloidal; la presencia de CaOH y MgOH por encima de pH 7, si son utilizadas sales de Ca y Mg; la neutralización de las cargas negativas por cargas positivas a bajos niveles de electrolitos, debido a la superposición de las dobles capas eléctricas expandidas (Sumner, 1963).

A pesar de todas estas desventajas y problemas del AA, la CIC obtenida por este método, sus valores absolutos y los derivados, como el denominado porcentaje de saturación con bases (PSB), así como el de los cationes cambiables extraídos, también son utilizados para evaluar la fertilidad potencial de los suelos (Gilabert et al. 1990). También son utilizados con propósitos de diagnóstico de la fertilidad, las relaciones entre los elementos Ca, Mg, K y Na extraídos del complejo de cambio con el AA (McLean, 1980).

Sumner y Davidtz (1965) y Reeve y Sumner (1971), señalaron en sus trabajos experimentales, que los valores reales de la CIC, del porcentaje de saturación con bases y de la acidez efectiva (Al + H) en un suelo llevado al laboratorio, deberían ser los mismos que se consiguen en el campo y que ocurren al pH natural del suelo. Sobre la base de esa premisa, estos autores afirman que la determinación de la CIC a valores de pH modificados por el extractante utilizado, son de escaso valor en los trabajos de fertilidad de suelos y comprobaron que el Cloruro de Amonio 0,2 N, se comporta como una sal neutra y no modifica el pH natural del suelo, por ello utilizaron al Cloruro
de Amonio 0,2 N, como el extractante de los cationes en los suelos en sus estudios de fertilidad. Rodríguez y Rodríguez (2002) reportan que el método del Cloruro de Amonio elimina fuentes de error ya que no modifica la reacción del suelo, no incrementa las cargas variables ni disuelve los carbonatos.

Henríquez et al., (2005) sugieren la pertinencia, viabilidad y confiabilidad del Cloruro de Amonio como metodología de rutina para determinar la CIC en los materiales probados. Rodríguez et al., (2011), señalaron que la determinación los cationes del complejo de cambio y la CIC mediante la sumatoria de los cationes que extrae el Cloruro de Amonio, presentó valores de extracción de Mg, K y Na con una elevada asociación estadística a la de los  mismos cationes extraídos con el AA, que la CIC estuvo directamente relacionada con el pH y que el Cloruro de Amonio constituye un método confiable para determinar la cantidad de Ca y de los demás cationes básicos que el suelo pone en realidad a disposición de las plantas.

Sistemas de diagnóstico. El punto crítico en la implementación de cualquier sistema de diagnóstico es el establecimiento de los valores de referencia (Prevot y Ollagnier, 1957). Sin valores de referencia no se puede hacer el diagnóstico. Objetivos. Se tomó como objetivo de este trabajo, el desarrollar valores de referencia de la CIC determinada por el método del Cloruro de Amonio en función del pH y del % de arcilla del suelo, como valores de diagnóstico de la fertilidad potencial de los suelos. 

 

El método para determinar la CIC utilizado fue el del Cloruro de Amonio 0,2 N (CICCA), detallado en Rodríguez y Rodríguez (2002). El valor de la CICCA para cada muestra fue determinado por duplicado y promediado. Se utilizó determinación potenciométrica para el pH en relación suelo agua 1:2 y el método de Bouyoucos para determinar las fracciones de arena, limo y arcilla de los suelos (Gilabert et al., 1990). Se procesó la información de 32 suelos provenientes de los 9 municipios del estado Lara, para determinar las variables a desarrollar.

A los datos de la CICCA, se les determinó su normalidad, bien aplicando la prueba de Shapiro y Wilk (1965), o transformándolos de acuerdo a lo propuesto por Box y Cox (1964) y como tal, fueron analizados posteriormente. En los casos que no se lograra la normalidad de los valores transformados mediante los procedimientos indicados, se procedió a estratificarlos en función a los siguientes rangos sugeridos por los autores (0 a 4,99; 5 a 9,99; 10 a19,99; 20 a 49,99; mayor a 50,0 en cmol+ kg-1), con la finalidad de buscar la normalidad en la distribución de los datos, Para determinar los rangos de la CICCA, los datos fueron reagrupados en función del pH de las muestras o de sus % de arcilla, de manera que para cada rango de pH o de % de arcilla, se estableciesen los valores de la CICCA de esos suelos. Esos rangos de la CICCA fueron desarrollados a partir de las medias de los valores encontrados en cada uno de los rangos determinados como estadísticamente diferenciados (P>0,05). 

Esta diferenciación fue obtenida sumando y restando a la CICCA media de cada rango, la desviación estándar en: 1,5, 1, 0,5 o 0,3 veces, para determinar el nivel en el cual no existiese solapamiento de los valores de la CA cada rango. Una vez obtenidos esos rangos de la CICCA les fue determinado el pH y el % de arcilla respectivo de esos valores, mediante un procedimiento de regresión.

 

La CICCA de estos suelos presentó gran variación en relación a su pH (Cuadro 1). La dispersión de los valores se evidencia en los altos valores del coeficiente de variación, originados por la gran variabilidad de los suelos estudiados. Los valores de la CICCA estuvieron entre 0,54 y 33,08 cmol+ kg-1, con una media de 12,41 cmol+ kg-1 y el pH del suelo estuvo entre 3,3 y 8,1 (Cuadro 1). La variabilidad de los datos sugirió realizar un proceso de estratificación de estos para determinar sus tendencias y poder discutir mas apropiadamente los resultados 

Debido a la variabilidad observada en los valores de la CICCA conseguida en cada rango de pH y debido a que se presentaron solapamientos entre los valores de un rango de pH con el del rango vecino, se realizaron aproximaciones sucesivas de estos utilizando los valores de la DE, hasta conseguir evitar los solapamientos de los valores entre los rangos propuestos. En este proceso, el margen de amplitud seleccionado al final, fue de 0,3 veces la desviación estándar.
Los resultados con los rangos propuestos para evaluar la CICCA según el pH de los suelos, son presentados en el Cuadro 2. En ese Cuadro 2, se evidencia que mediante la estratificación, la dispersión de los datos disminuye considerablemente, por lo cual, las pruebas de medias se realizaron a través de los rangos de valores de la CICCA allí definidos e indicados.
Los rangos allí presentados, provienen de una población con distribución normal en cada uno de los rangos propuestos, igualmente distribuidos a ambos lados de la media y por ende, pueden ser utilizados para interpretar la CICCA de las áreas muestreadas en los municipios del estado Lara.
Relación CICCA:% de arcilla
Los resultados con los rangos que relacionan la CICCA con el contenido de arcilla de los suelos, son presentados en el Cuadro 3.Los valores obtenidos denotan una relación positiva y creciente entre el contenido de arcilla y el valor de la CICCA.
La falta de una linealidad absoluta entre el incremento de la CICCA y el incremento del contenido de arcilla observada en el Cuadro 3, es causada por innumerables factores, como lo son los contenidos de materia orgánica y los señalados por Bache (1976). Sin embargo, la tendencia manifiesta es la del incremento de la CICCA con el incremento del contenido de arcillas.
Se sugiere que los rangos de la CICCA presentados podrían ser utilizados para evaluar y diagnosticar la fertilidad potencial de los suelos del estado Lara.

Desviación Estándar (DE); Coeficiente de Variación (CV). aEl rango de suficiencia se obtiene restando y sumando la DE al valor de la media.
La identificación de la relación entre los rangos de la CICCA, el pH y el % de arcilla, clarifica los rangos sobre los cuales se ejercería con mayor refinamiento, la correlación y calibración del método.
Para los estudios de correlación y de calibración de la CICCA, que permitan la determinación y discriminación de la relación entre la cantidad de un nutriente extraído por el método y la absorción de nutrientes por las plantas, o bien, el desempeño de las plantas expresado a través del rendimiento para determinar los requerimientos de nutrientes de un cultivo a diferentes valores de los análisis de suelos, es necesario realizar los estudios pertinentes.

 

El pH de los suelos estudiados estuvo entre 3,3 y 8,1.
Los valores de la CICCA en cmol+ kg-1 estuvieron entre 0,54 y 33,08, con una media de 12,41.
Se desarrollaron rangos de suficiencia de la CICCA en función de los rangos del pH.
Se desarrollaron rangos de suficiencia de la CICCA en función del % de arcilla.
La CICCA de estos suelos incrementó con el aumento del pH.
La CICCA de estos suelos incrementó con el aumento del % de arcilla.

 

Bache, B. 1976. The measurement of cation exchange capacity of soils. J. Sci Food Agric. 27: 273-280.
Box, GP & DR Cox. 1964. An analysis of transformation. J. of Royal Stat. Soc. Series B, 26: 211-234.
Gilabert, J, I. Rojas & R. Pérez. 1990. Análisis de Suelos para Diagnóstico de Fertilidad. Manual de Métodos y Procedimientos de Referencia. FONAIAP 1990. Serie D No. 26. Maracay, Venezuela.
Henríquez, M; J Pérez; J Gascó & O Rodríguez. 2005. Determinación de la capacidad de intercambio catiónico en arena y en caolín, con Acetato de Amonio, Acetato de Sodio y Cloruro de Amonio. Bioagro. 17: 59-62.
McLean, EO. 1980. Contrasting Concepts in Soil Test Interpretation: Sufficiency levels of Available Nutrients versus Basic Cation Saturation Ratios. En: Soil Testing: Correlating and Interpreting the Analytical Results. ASA Special Publication N° 29. pp 39-54.
Prevot; P & M Ollagnier. 1957. Metode d´utlisation du diagnostic foliare. Analyse des Plantes e Problemes des Engrais Mineraus. I.R.H.O. Paris. 177-192.
Reeve, N & ME Sumner. 1971. Cation exchange capacity and exchangeable aluminum in Natal Oxisols. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 35: 38-42.
Rhoades, J. 1982. Cation Exchange Capacity. En: AL Page, RH Miller, and DR Keeney (Eds.) Methods of Soil Analysis. Part. 2. Agron. Monog. 9. p.p. 149-157. Am. Soc. Agron. Madison, WI.
Rodríguez O & A Rodríguez. 2002. Comparación de la CIC en dos suelos, utilizando Acetato de Amonio, Acetato de Sodio y Cloruro de Amonio. Rev. Fac. Agron. 19: 253-263.
Rodríguez, O; E Guerra; V Rodríguez; M Henríquez; A Sánchez; B Mendoza & Z. Rodríguez. 2011. Capacidad de extracción de cationes mediante acetato de amonio, acetato de sodio y cloruro de amonio. Interciencia. 36:219-223.
Shapiro, SS & MB Wilk. 1965. An analysis of variance test for normality (Complete samples). Biometrika, 52:591-611.
Soil Survey Staff. 1999. Soil Taxonomy. 2a Ed. USDA, NRCS. EEUU. 780 p.
Sumner, ME. 1963. Effect of alcohol washing and pH value of leaching solution on positive and negative charges on ferruginous soils. Nature. 198:1.018.
Sumner, ME & JC Davidtz. 1965. Positive and negative charges in some Natal soils. S. Afr. J. Agri. Sci. 8:1045-1050.