Acidificacion

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Acidificacion

  1. 1. TEMA 11. ACIDIFICACIÓN DEL SUELO Gestión y Conservación de Suelos y Aguas CC. Ambientales Javier Lillo
  2. 2. Indice • Definición • Causas • Efectos • Evaluación • Manejo Acidificación del suelo
  3. 3. Definición Acidificación: pH suelo = - log [H3O+] solución Disminución en la capacidad de neutralización de un ácido, y/o incremento en la capacidad de Promedio de la actividad de los neutralización de bases, y/o un iones hidronio de la solución del incremento en la fuerza ácida suelo. (pH decrece) del suelo (Ulrich, B; Sumner, M.E.,1991. Soil Suelos naturales: Acidity. Springer-Verlag) [3 12] Suelos de sulfato ácidos - suelos alcalinos Acidificación del suelo
  4. 4. Causas 1. Lavado de bases: CIC régimen percolante Ca2+ P>>ETP Mg2+ Ar Meteorización inicial, se MO liberan bases (Ca, Mg, Na, K+ Complejos K), que con una percolación Organo-minerales prolongada, son lavadas. Na+ tiempo El lavado se ve facilitado por la formación de ácido Lavado Ca, Mg, Na, K Lavado Ca, Mg, Na, K carbónico cuando el agua entra en el suelo: H+ CO2 + H2O Æ H2CO3 Æ HCO3- + Ar H+ (el ácido carbónico no disocia a pH < 4,5) MO Complejos El hidrogenión desplaza a las Organo-minerales Al3+ bases de las sedes de intercambio. CIC Acidificación del suelo
  5. 5. Causas 1. Lavado de bases: Origen del CO2 en el suelo: • La respiración de los organismos. • La transformación de la materia orgánica • El sistema carbonato- bicarbonato y la presencia de calcio en la solución del suelo. Si hay calcio y/o magnesio en la solución, parte del dióxido de carbono es fijado en la formación de carbonato. Acidificación del suelo
  6. 6. Causas 1. Lavado de bases: Spodosoles Ultisoles Oxisoles Acidificación del suelo
  7. 7. Causas 2. Nitrificación: Transformación de ammonio NH4+ (fertilizantes, orina y heces de ganado) a ácido nítrico por oxidación: NH4+ + 2O2 Æ NO3- + 2H+ + H2O En suelos agrícolas En suelos agrícolas este proceso es aditivo este proceso es aditivo al propio al propio empobrecimiento en empobrecimiento en bases del suelo por los bases del suelo por los cultivos. cultivos. Acidificación del suelo
  8. 8. Causas 3. Intercambio de bases por H+ en las raíces de las plantas: En las raíces se produce la absorción de nutrientes (Ca, K, Mg) liberándose H+. La acidificación neta es igual H+ H+ a la suma de cationes menos aniones. Ca2+,, K+,, Mg2+,NH4+ Ca2+ K+ Mg2+,NH4+ El N puede ser tomado como catión o anión, por lo que es H22PO44--,, SO442-,, NO33-- H PO SO 2- NO un factor fundamental la forma en que este sea OH-- OH absorbido por la planta. Acidificación del suelo
  9. 9. Causas 4. Descomposición de la materia 6. Oxidación de sulfuros: orgánica: Hidrólisis y oxidación de pirita R-COOH Æ R-COO- + H+ en zonas mineras (drenaje ácido) y en suelos desecados: 5. Carácter acidificante de algunas 4 FeS2 + 14 O2 + 4 H2O Æ sustancias orgánicas: Restos orgánicos con alta 4 Fe2+ + 8 SO42- + 8 H+ C/N (p.e. coníferas). Sustancias húmicas precursoras. Ácidos fúlvicos. Acidificación del suelo
  10. 10. Causas • Origen: 6. Deposición atmosférica de • emisiones volcánicas dióxido de azufre (SO2), óxidos • “spray” marino de nitrógeno (NOx) y amoniaco • emisiones antrópicas (combustión (NH3) : de combustibles fósiles) • Deposición ácida: mezcla compleja de compuestos químicos en la que predomina el H2SO4 y/o HNO3, formados por por vía húmeda (precipitación) o por vía seca (partículas o gases absorbidos). Fuente: EPA Acidificación del suelo
  11. 11. Causas • La deposición ácida es, con mucho, la principal causante de la acidificación del suelo en la Europa central y occidental Los valores de deposición Los valores de deposición máximos se localizan en la máximos se localizan en la zona industrializada yy zona industrializada densamente poblada que va densamente poblada que va desde Polonia yyla República desde Polonia la República Checa hasta el Reino Unido, Checa hasta el Reino Unido, pasando por Alemania yylos pasando por Alemania los países del Benelux países del Benelux Potencial total de deposición ácida en 1990 (EMEP/MSC-W, modelo ácido) Sandnes y Styve, 1992;Sandnes, 1993 Acidificación del suelo
  12. 12. Efectos • La acidez excesiva del suelo se manifiesta en: pH bajo. Condiciones de pH<4 Condiciones de pH<4 Niveles bajos de bases de son extremadamente cambio (Ca, Mg, Na, K). son extremadamente limitantes para el limitantes para el Niveles tóxicos de Al, y crecimiento de las quizás de otros metales, que crecimiento de las plantas yydesfavorables plantas desfavorables llegan a ser muy móviles en para el crecimiento de para el crecimiento de condiciones ácidas. muchas bacterias yy muchas bacterias Agotamiento de la capacidad hongos. hongos. de amortiguamiento del suelo. Crecimiento de las plantas y procesos microbiológicos del suelo. Acidificación del suelo
  13. 13. Efectos • Principales efectos esperables para los diferentes intervalos (USDA, 1971): pH Evaluación Efectos esperables < 4, 5 Extremadamente ácido Condiciones muy desfavorables 4,5 - 5,0 Muy fuertemente ácido Posible toxicidad por Al+3 y 5,1 - 5,5 Fuertemente ácido exceso: Co, Cu, Fe, Mn, Zn Deficiencia: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S Suelos sin carbonato cálcico actividad bacteriana escasa 5,6 - 6,0 Medianamente ácido Intervalo adecuado para la mayoría de cultivos 6,1 - 6,5 Ligeramente ácido Máxima disponibilidad de nutrientes 6,6 - 7,3 Neutro Mínimos efectos tóxicos (por debajo de pH 7 el carbonato cálcico no es estable en el suelo) Acidificación del suelo
  14. 14. Efectos En los medios ácidos, en • El suelo tiene cierta capacidad el complejo de cambio solo amortiguadora (poder tampón existen hidrogeniones y el del suelo) de las variaciones del aluminio, que a esos pH : valores es soluble y se En medios cercanos a la encuentra disociado. El neutralidad, la función aluminio presenta una amortiguadora la ejerce el capacidad tampón, debido complejo de cambio del a que puede formar iones suelo y la reacciones de con diferente grado de meteorización de silicatos. hidratación y diferente carga positiva. Para valores de pH cercanos a 8.5, el calcio de la solución se encuentra, en parte, en forma de carbonato. Una adición de bases provocaría la precipitación del carbonato cálcico a expensas del bicarbonato de la solución. Acidificación del suelo
  15. 15. Efectos • Poder tampón del suelo: Acidificación del suelo
  16. 16. Evaluación • pH: método fácil y rápido, pero con limitaciones por la capacidad tampón. pH en agua (sobrenadante en mezcla sólido: líquido en una proporción de 1:2,5) protones libres en equilibrio en el agua activa o actual Acidez del suelo pH en KCl (1:2,5) desplaza los protones y Al3+ fácilmente intercambiable con iones K+ Acidez potencial o intercambiable • Concentración de Aluminio (en la solución del suelo). • Proporción Aluminio/Cationes (en la solución del suelo). Acidificación del suelo
  17. 17. Manejo • A nivel global Reducción de las emisiones. • A nivel local Utilización de especies tolerantes (siguen activos los procesos). Enmiendas calizas: ajustar el pH para que los elementos tóxicos sean insolubles y los nutrientes esenciales estén disponibles. Necesidades de cal: moles de Ca+2 por kg que se requieren para disminuir la acidez total a un valor que se considere aceptable pH crítico: valor máximo de pH al que hay que llegar con una enmienda para que el rendimiento de un cultivo sea máximo, considerando los restantes factores en su óptimo Acidificación del suelo
  18. 18. Manejo Las enmiendas calizas, pueden utilizarse en: • Mejora de la producción agrícola • Revegetación de áreas forestales • Rehabilitación de áreas de minería y suelos con sulfuros. Las actuaciones de encalado deben realizarse dentro del marco de un programa de manejo que contemple el problema globalmente. En cualquier caso, la enmienda debería realizarse de tal modo que el incremento del pH fuera gradual (lo que se puede lograr utilizando rocas calcáreas de disolución lenta, como la dolomita) Tiempo pH microorganismos mineralización pH de la MO liberación de nutrientes (N, P, K, enmienda caliza Ca, Mg, ...) Acidificación del suelo

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