FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO DEL SUELO

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Publicado el: 2020-10-09

Diversos factores influyen notablemente en la dinámica de cambio de cationes del suelo. Entre ellos, merecen citarse:
1. Poder de fijación de los cationes en el suelo.
2. Capacidad de saturación del suelo y la naturaleza de los cationes fijados.
3. Temperatura
4. Constituyentes coloidales del suelo

Poder de fijación de los cationes en el suelo
Los cationes que puedes ser retenidos por los coloides electronegativos del suelo, arcillas y compuestos húmicos, son Ca+2 , Mg+2, K, y Na. También, pero en mucha menor proporción, pueden estar NH4, Mn+2, Cu+2, Zn+2 y Al+3, este último principalmente en suelos ácidos. Todos estos cationes, llamados “de cambio” (más o menos hidratados), junto con la capa de agua formada alrededor de las moléculas absorbentes, permanecen ligados a la molécula coloidal y constituyen una disolución que suele denominarse “interna” en oposición a la externa del suelo que permanecerá libre.
Para cada catión, las concentraciones en las disoluciones son diferentes, pero existe un equilibrio entre ellas. Toda modificación de la concentración relativa de un catión interno o externo. Lleva consigo una reacción de cambio, debido a la modificación del equilibrio.
Mientras que los movimientos de los cationes en la disolución externa son libres, los de la interna están limitados por los cationes cercanos.
Por esta circunstancia, esta disolución interna suele designarse corrientemente “zona de oscilación catiónica” y esta constituida por dos capas: una interior en contacto con las cargas negativas del coloide que es retenida de manera mas intensa y otra que, por el contrario, es más fácil de cambiar.
La disolución externa o disolución del suelo contiene cationes disueltos, pero generalmente en mucha menor proporción que la de los cationes fijados al coloide. El equilibrio que se establece en la disolución externa e interna puede desplazarse en uno u otro sentido por diversos motivos:
1. Por efecto de lluvias o riegos, que provocan la dilución de la disolución del suelo y aportan H * por disociación del ácido carbónico formado al disolverse el dióxido de carbono atmosférico en el agua.
2. Por la absorción de cationes por el sistema radicular de la planta.
3. Por la transformación bioquímica de los compuestos amónicos en nitritos y nitratos.
4. Por la respiración de las raíces del vegetal y microorganismos del suelo que, produciendo dióxido de carbono, provocan la aparición de H+.
5. Por la actividad de los microorganismos del suelo que, al descomponer la materia orgánica, originan notables cantidades de dióxido de carbono y en consecuencia de H+.
6. Por aportación de fertilizantes solubles.

No todos los cationes son adsorbidos con la misma intensidad por el colide. Se puede establecer una energía de fijación decreciente, según el orden siguiente:

H > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+
En esta ordenación establecida teniendo en cuenta la valencia y su estado de hidratación y basada en datos experimentales.
Cuando mayor sea el numero de cargas que tenga el catión, mayor será su fijación, considerando que otros factores influyentes son los mismos; por ello, los cationes divalentes son más fuertemente adsorbidos de los monovalentes: Ca+2, y Mg2+ más que K+ y Na+.
Cuando existe una valencia similar, hay que considerar el grado de hidratación, ya que los mas intensamente fijados son los menos hidratados. El Ca2+ menos hidratado que el Mg2+ estará mas fuertemente adsorbido. Este último, será más fácilmente intercambiable.

Lo expuesto anteriormente explica los siguientes hechos:

1. Cuando un suelo se trata con una disolución conteniendo una cantidad de equivalente de Ca+2 y Mg+2, el suelo fija más Ca+2 que Mg+2
2. Cuando se pone en contacto un suelo con una disolución que contenga proporciones equivalentes de los tres cloruros: CINH4, CIK y ClNa, el Na+ es el catión que se fija más lentamente en proporción menor y, además, es posteriormente desplazable con más rapidez.
3. Cuando se desea que un suelo fije igual cantidad de Ca+2 que de Na+, es preciso que la disolución utilizada contenga quince veces más de Na+ que de Ca+2.

El H* es el más difícil de desplazar, ya que origina después de su liberación una acidez que tiende a limitar el sentido de la reacción.
Los cationes Mn+2, Cu2+ y Zn2+ son adsorbidos muy enérgicamente, y no son desplazados por los otros iones, quedando protegidos contra las pérdidas por lavado; aunque en medio muy ácido, al aumentar el Al+3 soluble, éste puede desplazarlos y facilitar su lixiviación.

Capacidad de saturación del suelo y naturaleza de los cationes fijados
Cuando el complejo coloidal esta altamente saturado por un determinado catión y muy poco por otros cationes, estos son más difícilmente intercambiables.
Así, que en aquellos suelos donde generalmente la proporción de Ca+2 fijado supera la de otros cationes, Mg2+, K+, HH4+, se observa que estos últimos están fijados con preferencia al Ca+2. El Na+ constituye una excepción, ya que siempre se fija con dificultad, aunque no se encuentre adsorbido.
Por otra parte, también se sabe que si se desea desplazar el Ca+2 o el K+ fijados, ello resulta más difícil cuando la proporción de estos cationes que quedan0020en el coloide sea pequeña. En cambio, para el caso del Na+ es, al contrario; en cuanto esta fijado es más difícil intercambiado cuando se encuentra en gran proporción. El Mg+2 presenta un comportamiento intermedio entre el Na+, Ca+2 y K+.

Temperatura
Esta suficientemente comprobado que cuando un suelo se trata con una disolución diluida y se deja hasta que se alcance en equilibrio: Complejo-disolución, al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza y el complejo cede cationes a la disolución. Este hecho pone de manifiesto que el poder adsorbente del suelo disminuye de intensidad al aumentar la temperatura, y que tiene gran importancia agronómica, puesto que contribuye a incrementar la concentración de la disolución del suelo durante la estación cálida, que corresponde al periodo de máxima actividad de la planta.

Componentes coloidales del suelo
Teniendo en cuenta la distinta capacidad de adsorción de las arcillas silíceas, del humus y de los óxidos de Fe, Mn y Al, que pueden entrar en la composición del suelo, resulta fácil deducir que el mecanismo de cambio catiónico vendrá altamente influenciado según las proporciones de estos.
La capacidad de cambio de cationes varía desde 5 me/100g para suelos que contienen muy poca arcilla o materia orgánica, hasta cerca de unos 200 me/100g para suelos orgánicos.

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