Cation Exchange Capacity - CEC

Capacidad de intercambio catiónico - CIC

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¿Qué es la capacidad de intercambio catiónico?

Capacidad de intercambio catiónico, es posible que haya visto esta frase en su análisis de suelo, o incluso durante su investigación sobre el cuidado del césped. La capacidad de intercambio catiónico fue descubierta por primera vez por dos químicos ingleses, Thomas y Way, en 1850, cuando observaron que ciertos suelos tenían una mayor capacidad para absorber fertilizantes de amoníaco que otros.

La definición de capacidad de intercambio catiónico en términos sencillos es la capacidad del suelo para intercambiar cationes. En esta publicación, exploraremos los conceptos básicos de la capacidad de intercambio catiónico, también conocida como C.E.C. y por qué es importante en lo que respecta a su suelo y su programa de fertilización.


Cationes y aniones

Los cationes son elementos con carga positiva (+) que tienen más protones que electrones. Algunos ejemplos de elementos con carga positiva son el calcio, el cobre, el hidrógeno, el potasio, el magnesio, el hierro, el zinc, el sodio, entre otros. También existen iones con carga negativa (-) que contienen más electrones que protones; estos se denominan aniones.

Muchas partículas del suelo tendrán una carga negativa, y la cantidad de carga negativa depende del tipo de suelo. Estos tipos de suelos incluyen arena, limo, arcilla y más. Un suelo con una carga negativa baja C.E.C. tendrá menos partículas cargadas negativamente que un suelo con una carga más alta C.E.C. Los suelos arenosos suelen tener el menor número de aniones (cargas negativas), mientras que ciertos tipos de suelos arcillosos tienen un número mayor. Cuanto mayor sea el número de aniones, mayor será la capacidad del suelo retiene los nutrientes para que las plantas los absorban. Dos cargas iguales (+ y +) se repelen, mientras que dos cargas opuestas (+ y -) se atraen. Este tipo de atracción entre cationes y aniones permite que la materia orgánica o el suelo retengan los nutrientes hasta que la planta pueda utilizarlos.

Dado que los suelos tienen carga negativa y los nutrientes de las plantas pueden tener carga positiva o negativa, los cationes se sentirán más atraídos por el suelo, o estarán más disponibles, ya que se unen a él con mayor facilidad debido a sus cargas opuestas. Los aniones se desplazan más fácilmente a través del suelo y pueden ser arrastrados fácilmente por el agua de lluvias excesivas o por el riego.

En la tabla que aparece a continuación, repasamos qué nutrientes se consideran cationes o aniones y su movilidad en el suelo.

Soil elements and their mobility in soil

La mayoría de los elementos móviles son aniones, y los elementos parcialmente móviles e inmóviles suelen tener carga positiva. La aplicación de elementos con carga negativa seguida de un riego excesivo permitirá que estos se desplacen rápidamente a través del suelo.

Aunque el fósforo es un anión, este elemento no es soluble en agua y, por lo tanto, puede lixiviarse fácilmente de los suelos.

A pesar de Los nutrientes pueden tener cargas positivas o negativas, y la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo influye significativamente en la fertilización y la absorción de nutrientes. La capacidad de intercambio catiónico y la disponibilidad de nutrientes están directamente relacionadas. Un suelo con una CIC baja no podrá retener tantos nutrientes para las plantas, lo que puede provocar su pérdida o lixiviación. Además, un suelo con baja CIC será más propenso a sufrir deficiencias nutricionales.


¿Puedo modificar la capacidad de intercambio catiónico de mi suelo?

El pH del suelo es importante para la CIC porque, a medida que aumenta el pH (se vuelve menos ácido), aumenta el número de cargas negativas, incrementando así la CIC. Para determinar la capacidad de intercambio catiónico, es necesario realizar un análisis de suelo en un laboratorio. La capacidad de intercambio catiónico del suelo es difícil de modificar, pero puede mejorarse con el tiempo mediante la adición de materia orgánica. La materia orgánica puede incluir turba, Tierra vegetal (adquirida en un vivero), compost y estiércol. Sin embargo, dado que la capacidad de intercambio catiónico depende intrínsecamente de la textura y estructura del suelo, es difícil modificarla significativamente sin añadir otros materiales.

CEC in Millequivalents of Soil Groups Chart:

Ciertos tipos de suelo presentan una mayor o menor capacidad de intercambio catiónico (CIC). Generalmente, las arenas tienen la menor CIC, mientras que los suelos orgánicos contienen la mayor cantidad de cationes. El color del suelo puede indicar su potencial de fertilidad; los suelos más oscuros suelen tener una CIC más alta, pero esto no siempre es así y también depende de la textura del suelo.


Desventajas de una CEC baja

Existen varias desventajas al tener un suelo con baja capacidad de intercambio catiónico, que son:

  • Aumento de las deficiencias nutricionales
  • Susceptible a pH extremos
  • Disminución del rendimiento de los cultivos
  • Es más difícil establecer césped/plantas.
  • Requiere aplicaciones de fertilizante más frecuentes.

Ventajas de una alta CEC

Un suelo con alta capacidad de intercambio catiónico presenta varias ventajas:

  • Mayor disponibilidad de nutrientes
  • Mayor retención de nutrientes
  • Reducción de la pérdida de nutrientes por lixiviación.
  • Es menos probable que cambie el pH del suelo.
  • Requiere aplicaciones de fertilizante menos frecuentes.
Seed sprouting in dark, fertile soil rich in organic matter.

Se desea una alta capacidad de intercambio catiónico en el suelo porque este podrá retener los cationes de los fertilizantes. algún tiempo antes de ser absorbido por la planta. Tener una CIC alta también ayuda a amortiguar el pH, lo que ayuda a evitar que el pH cambie. Tener un suelo con una CIC alta ayuda a la lixiviación de nutrientes hacia las aguas subterráneas, por lo tanto, ayuda a proteger la calidad del agua. La capacidad de retención de nutrientes también ayudará a los agricultores a evitar una deficiencia nutricional grave.

La capacidad de intercambio catiónico es importante para que la entiendan los jardineros y los agricultores. formular eficazmente un programa de nutrientes para césped o cultivos, manteniendo al mismo tiempo una aplicación responsable de los mismos. Para minimizar el impacto ambiental y maximizar el éxito de los cultivos. Sin un programa de nutrientes eficaz, los rendimientos disminuirán y la deficiencia de nutrientes se manifestará en los suelos y en los cultivos. El exceso de nutrientes puede afectar negativamente a las plantas y al suelo. Si su césped o jardín presenta problemas, realice un análisis de suelo para determinar la causa antes de tomar medidas. Identifique el tipo de suelo y añada materia orgánica con regularidad.



BIBLIOGRAFÍA (WEB)

Sanjeev Kumar y Sapna Jain "Historia, introducción y cinética de los materiales de intercambio iónico" Hindawi Journal of Chemistry, 2013: https://www.hindawi.com/journals/jchem/2013/957647/

David B.Mengel, "Fundamentos de la capacidad de intercambio catiónico del suelo", Universidad de Purdue: https://www.extension.purdue.edu/extmedia/ay/ay-238.html

Ron Goldy, "Aniones y cationes en las plantas, ¡ay, por qué nos importa!" Extensión de la Universidad Estatal de Michigan, 2013: https://www.canr.msu.edu/news/anions_and_cations_in_plants_oh_my_but_why_do_we_care

Dave Nanda "Fertilizante, pH del suelo y capacidad de intercambio catiónico" Ohio Country Journal-Agronomía: https://ocj.com/2013/01/fertilizer-soil-ph-and-cation-exchange-capacity/

Departamento de Industrias Primarias, Gobierno de Nueva Gales del Sur: https://www.dpi.nsw.gov.au/agriculture/soils/guides/soil-nutrients-and-fertilisers/cec

BIBLIOGRAFÍA (Textos)

Nick E. Christians, Aaron J. Patton, & Quincy D. Law, "Fundamentos del manejo del césped", 2017, Wiley. (5.ª edición)

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