SUELOS DE
PANAMÁ
Reinmar
Tejeira Ph.D.
Facultad
de Ciencias Agropecuarias
Universidad
de Panamá
La acidez o alcalinidad del suelo
es una de las características químicas más importantes para el desarrollo de
las plantas debido a la crítica y compleja influencia que ejerce en factores de
crecimiento como son: la solubilidad de nutrientes, la presencia de elementos
tóxicos y el crecimiento de microrganismos benéficos o nocivos.
I.
ORIGEN
DE LA ACIDEZ DEL SUELO
La naturaleza de los suelos es
determinada por: el material parental, el clima (precipitación y temperatura),
los organismos, la topografía, el tiempo y el hombre. Todos influyen en mayor o menor grado en la
acidez del suelo.
i.
El material parental afecta características del
suelo como son: textura, grados de meteorización, tipos de arcilla, minerales, presencia
de elementos químicos y acidez o alcalinidad del suelo.
ii.
La temperatura y la precipitación juegan un
papel de suma importancia en la meteorización del material parental y la
naturaleza de los minerales derivados del mismo. A su vez, en la posible lixiviación de
elementos básicos como Ca, Mg, K y Na que pueden ser reemplazados por H y Al en
el complejo de intercambio. El clima
influye así, en gran medida, en la acidez o alcalinidad existente en el suelo.
iii.
Los organismos, incluyendo microorganismos,
generan dióxido de carbono que al reaccionar con el agua produce ácido
carbónico. Los residuos orgánicos influyen
en la acidez o alcalinidad del suelo.
iv.
En el tiempo de formación del suelo, con
frecuencia en millones de años, avanzan en mayor o menor grado la meteorización,
la lixiviación de bases y la acción de los organismos.
v.
La topografía puede modificar la acción del
clima en la acidez o alcalinidad del suelo al afectar la erosión, el drenaje y
la vegetación.
vi.
El hombre puede contribuir a la acidez de
ciertas áreas al utilizar abonos nitrogenados, que producen acidez en el suelo y
generar lluvia ácida que resulta de procesos industriales.
En los trópicos húmedos, la
elevada temperatura y pluviosidad resultan en una muy alta meteorización y un
considerable lavado de los cationes básicos lo que acentúa la acidez.
Panamá
está situado en el trópico sujeto a una alta precipitación por lo que; los
suelos, que tienen de 3 a más de 15 millones de años de formación, son
generalmente ácidos, tema que se ha de ampliar más adelante.
II.
TIPOS
DE ACIDEZ EN EL SUELO Y SU RELACIÓN CON LAS PLANTAS
Los
componentes más importantes de la acidez en suelos son: la acidez activa – pH y la acidez intercambiable - potencial.
1. Acidez
Activa – pH
La acidez activa – pH se refiere
al logaritmo negativo de la concentración o actividad de H+ en la
solución del suelo. Los pH de 7 son
neutrales, los mayores a 7, donde dominan los iones OH-, son básicos
y los inferiores a 7, donde predominan los iones H+, son ácidos; la
basicidad aumenta cuando el pH que se acerca a pH 14 y la acidez se hace mayor
a medida que el pH se aproxima a pH 0; la acidez o basicidad son moderadas
cerca del pH 7.
En la mayoría de los suelos del
mundo el pH fluctúa entre pH 4 y pH 8.5.
Sin embargo, en situaciones especiales se han registrado pH altos del
orden 10.7, asociados a una alta concentración de Na-NaOH (base fuerte) en
áreas desérticas y pH inferiores a pH 3 en suelos bajo influencia marina
(manglares, albinas) donde se acumulan compuestos de FeS en condiciones
anaeróbicas, de los cuales se deriva H2SO4 (ácido fuerte)
cuando se drena el suelo y se introduce oxígeno.
A.
Determinación de pH en el suelo.
Los laboratorios generalmente
utilizan un potenciómetro para medir el pH en una pasta saturada de suelo y
agua o suspensiones de suelo y agua que puede tener una relación 1:1; 1:2.5 ó 1:10;
suspensiones que dan ligeras diferencias en pH, y que es importante especificar
al reportar resultados.
El pH del suelo también se puede
medir en suspensiones salinas de concentraciones CaCl2 0.01 M ó
KCl 1 N. Los pH así medidos no fluctúan con
diluciones, son más constantes y dan valores inferiores a los de agua en una o
media unidad de pH. Sin embargo, la
mayoría de las correlaciones de plantas con pH que aparecen en la literatura
están hechas en base a pH medidos en suspensiones de agua; hecho a considerar
en la evaluación de pH medidos en suspensiones de CaCl2 o KCl cuando
se reportan en un análisis de suelo.
B.
Relación de pH con microorganismos, nutrientes y
elementos tóxicos.
En el Cuadro No. 1 se puede
apreciar la relación del pH del suelo con la presencia de microorganismos y
elementos que influyen en el crecimiento de las plantas.
Figura
No. 1. Relación que existe, en el suelo,
entre pH, la presencia de microrganismos y la solubilidad de elementos
influyentes en el crecimiento de las plantas.
El grosor de las barras en el
Cuadro No. 1 indican la abundancia y solubilidad de microorganismos y elementos
químicos que afectan al crecimiento de las plantas. Este Cuadro ofrece las siguientes relaciones:
i.
Los hongos crecen a cualquier pH, aunque las
especies presentes pueden variar según la acidez o basicidad. Las poblaciones de bacterias y actinomicetos
aumentan con el pH. El pH puede ser
crítico para el desarrollo de organismos nocivos o benéficos.
ii.
A pH bajos se solubilizan los nutrientes Fe, Mn,
Cu, Zn.
iii.
A pH altos se solubiliza el nutriente Mo.
iv.
Hay una relación negativa entre la acidez y la
presencia de los nutrientes Ca y Mg.
v.
La solubilidad del P es mayor en las cercanías
de un pH neutro. Este elemento se
precipita como fosfatos de Ca a pH altos o fosfatos de Al y Fe a pH bajos.
vi.
La relación entre pH y N está asociada a la
fijación de N, que es óptima a un pH cercano a la neutralidad y, a su vez, a la
mineralización de N presente en compuestos de la materia orgánica del suelo.
vii.
La relación entre pH y S está asociada a la
mineralización del S presente en compuestos de la materia orgánica del suelo.
viii.
La solubilidad del B es reducida por el Ca y
disminuye cuando el Ca aumenta hasta un pH de 8.5.
ix.
El Al, Mn y Fe se solubilizan a pH bajos y
pueden llegar a concentraciones tóxicas.
C.
Relación entre cultivos y el pH del suelo.
Se estima que el H+ en
suelos ácidos, sólo tiene un efecto negativo directo en las plantas a
concentraciones encontradas a pH inferiores a 4, no así a los pH normales de
los suelos. Los efectos nocivos de pH
bajos en el suelo se asocian más bien a: a) toxicidad de Al, Mn y Fe, b)
deficiencia de Ca, Mg y Mo, c) presencia de microorganismos patógenos.
Las plantas tienen diferentes
capacidades de extracción y asimilación de nutrientes; variadas tolerancias a
elementos tóxicos y asociaciones especiales con microorganismos beneficiosos o
nocivos, lo que, de forma integrada, les permite crecer al óptimo dentro de
rangos específicos de pH; relación que se puede apreciar en el Cuadro No. 1.
Cuadro No. 1. Rangos de pH óptimos para el
crecimiento de algunos cultivos
Cultivo pH Cultivo pH
Apio
|
5.8 – 7.0
|
Maíz
|
5.5 – 7.5
|
|
Arroz
|
5.0 – 6.5
|
Maní
|
5.3 – 6.0
|
|
Banano
|
6.0 – 7.5
|
Marihuana
|
6.0 – 7.0
|
|
Café
|
4.5 – 7.0
|
Nabo
|
5.5 – 6.8
|
|
Camote
|
5.8 – 6.0
|
Papa
|
4.8 – 6.5
|
|
Caña de Azúcar
|
6.0 – 8.0
|
Pepino
|
5.5 – 7.0
|
|
Cebolla
|
6.0 – 7.0
|
Piña
|
5.0 – 6.5
|
|
Coco
|
6.0 – 7.5
|
Repollo
|
5.5 – 7.5
|
|
Coliflor
|
5.5 – 7.5
|
Sorgo
|
5.5 – 7.5
|
|
Espinaca
|
5.5 – 7.0
|
Tabaco
|
5.5 – 7.5
|
|
Frijol
|
6.0 – 7.5
|
Tomate
|
5.5 – 7.5
|
|
Frijol Chiricano
|
5.0 – 6.5
|
Zanahoria
|
5.5 – 7.5
|
|
Lechuga
|
5.5 – 7.0
|
En la literatura hay cuadros que pueden
presentar diferencias con los rangos seleccionados para el Cuadro No. 1,
diferencias que no son necesariamente significativas debido a las variantes de
capacidad de adaptación que existen naturalmente en una especie. Adicionalmente, es conveniente acotar: a) el
desarrollo de plantas disminuye gradualmente cuando el pH se aleja del óptimo,
lo que permite rendimientos aceptables fuera de rango si el marco económico
existente los tolera. b) que puede haber
variedades o cepas dentro de una especie que se adapten a un pH fuera del
óptimo. c) que a un mismo pH pueden
existir, en diferentes suelos, variaciones en la concentración o presencia de
elementos u organismos nocivos o benéficos por lo cual es posible, en ciertos
casos, obtener un crecimiento aceptable fuera de los rangos de pH óptimos
registrados.
Ejemplos
específicos de adaptación de algunas especies a ciertos rangos de acidez.
i.
Las leguminosas, en general, dependen de la
fijación de N efectuada principalmente por la bacteria Rhizobioum sp., bacteria
que necesita del Ca y Mo presentes a pH esencialmente alcalinos, aun cuando
existen leguminosas adaptadas a pH más bajos.
El actinomiceto soabis que afecta la papa (roña de la papa), no crece en
suelos ácidos, lo que es favorable al cultivo.
La piña prospera en terrenos donde la acidez atenúa la incidencia de
ciertos patógenos.
ii.
La toxicidad de Al puede aparecer a pH
inferiores a 5.2. Mas, a un mismo pH
diferentes suelos pueden tener concentraciones de Al intercambiable variadas,
lo que puede traer como resultado que, a igual pH, una especie crezca bien en
un suelo y no en otro. La presencia de
Al es más tolerada por cultivos como papa, brásicas, caña de azúcar, piña, café,
yuca, arroz, frijoles negros, guandú; pastos como guinea, faragua, ciertos pospalu,
brachiarias; leguminosas como kudzu, desmodium y centrosema.
iii.
La Toxicidad de Mn puede aparecer a pH
inferiores a 5.6. Altas concentraciones
de este elemento son toleradas en gran medida por arroz y maíz mas no así por brásicas.
iv.
En áreas bajo inundación (arroz), la ausencia de
oxígeno produce reacciones que reducen pH alcalinos y aumentan pH ácidos por lo
que, independientemente del pH original, los valores existentes en suelos bajo
agua están cercanos a 7. En estos casos la
situación de acidez se torna relativamente benigna en espacio de unas semanas y
las toxicidades de Al y Mn que pudieran existir por razones de acidez en
condiciones aeróbicas se reducen significativamente; tal cual sucede con la
fijación de P.
En situaciones de inundación intermitente,
en los períodos secos, el pH de los suelos tiene la tendencia a regresar a las condiciones
aeróbicas anteriores a la inundación, lo cual puede causar variaciones en su comportamiento.
2. Acidez
Intercambiable – potencial del suelo
Las
arcillas y la materia orgánica del suelo tienen cargas negativas que atraen
cationes básicos como Ca++, Mg++, K+, Na+
y ácidos como H+ y Al+++; lo que constituye el complejo
de intercambio de cationes. La acidez
intercambiable - potencial se refiere al H+ y Al+++
presente en este complejo.[1]
Las
cantidades relativas de estas bases y ácidos conocidas como % de saturación de
bases y % de saturación de ácidos determinan, en balance, el pH del suelo.
III.
MANEJO DE LA ACIDEZ DEL SUELO
La
necesidad de corregir una acidez nociva se diagnostica determinando y evaluando
los siguientes parámetros.
a.
Susceptibilidad de las especies.
b.
Acidez activa-pH, acidez intercambiable -
potencial y el porcentaje de saturación de ácido del suelo.
c.
Signos visuales en las plantas afectadas por la
acidez (foliares, en raíces, etc.)
d.
Crecimiento o rendimiento de las especies o
cultivos a diferentes pH y % de saturación de ácidos.
e.
Beneficios económicos de la corrección.
1.
Encalado
En lugares donde existe una
oferta de cal a precio económico y se han comprobado los beneficios de su
aplicación, el encalado es de uso común para la
solución de problemas de acidez con la neutralización parcial o total de
la acidez intercambiable - potencial.
a.
Determinación de las cantidades de cal a aplicar.
Los métodos
utilizados con mayor frecuencia son:
i.
Métodos
“buffer” (Shoemaker, McLean y Pratt; Adams and Evans) en los cuales el equilibrio
resultante de la aplicación de una solución “buffer” a una muestra de suelo, se
correlaciona con curvas de respuesta a elevaciones de pH que fueron elaboradas
en el campo.
ii.
Neutralización de la acidez intercambiable -
potencial (principalmente Al+++), a razón de 1TM de CaCO3
por cada cmol/kg de suelo (me/100gm de suelo); cantidad que en la práctica se
recomienda multiplicar por un factor de 1.5-2.0. El método de la neutralización de la acidez
intercambiable se considera apropiado para suelos altamente meteorizados. En Panamá se determina la acidez
intercambiable-potencial con extracciones hechas con una solución KCl 1N.
b.
Tipos de cal a usar.
En
caso de utilizarse materiales calcáreos diferentes a CaCO3 es obligante
hacer un ajuste por razones del peso molecular de la cal, para lo que con
frecuencia se utiliza el concepto denominado equivalente de cal. Los valores relacionados a CaCO3 son los siguientes:
Cuadro No. 2. Equivalencias.
Tipo Composición Peso Equivalente de Equivalente a Molecular Cal % CaCO3 1 TM/CaCO3
Cal
viva CaO 56 178 562
kg
Cal
apagada Ca(OH)2 74 134 746 kg
Cal dolomítica CaCO3-MgCO3 <100 >100 variable (Según % de Mg) (Según % de Mg) (Según % de
Mg)
Es importante que la cal sea suficientemente fina para
obtener una efectividad apropiada. Además,
generalmente, se requiere un mínimo de 95% de pureza.
c.
Tiempo de reacción en el suelo y reencalado.
Normalmente los resultados de un
encalado con CaCO3 se obtienen en un
período de 6 meses en suelos húmedos (estación lluviosa) ya que la
reacción de neutralización necesita de un medio acuoso mientras que con la cal
viva y la cal apagada se necesita menos tiempo.
Hay que considerar que en la estación seca no hay reacción por falta de
agua.
El suelo vuelve a tornarse ácido en el transcurso del tiempo
lo cual debe evaluarse a partir de unos 4 ó 5 años después del encalado inicial.
d.
Sobreencalado
Asociado al uso de cal está el peligro de sobreencalado o aplicacion de
cantidades en excesos a las necesarias para obtener una acidez óptima, con consecuencias
negativas como son bajas en rendimientos debido, en gran medida, a una menor
solubilidad y utilización de P, Zn, B o Mn.
Aplicaciones de cal en los trópicos húmedos han ocasionado estos
resultados negativos, por lo que se recomienda una neutralización de Al y disminución
de toxicidad de Mn, con cantidades apenas suficientes. La corrección de un desbalance nutricional
causado por un sobreencalamiento puede ser compleja y engorrosa.
2.
Escogencia de especies o variedades adaptadas
a suelos ácidos
La
escogencia de especies de cultivos, pastos y forestales adaptadas a la acidez
de un suelo específico es alternativa práctica a un encalamiento que pudiera
ser localmente costoso.
3.
Manejo de acidez en Panamá
En Panamá, los programas de
encalamiento son contados debido a la baja oferta de cal suficientemente barata
para retornos económicos apropiados, a las incertidumbres creadas por la
escasez de investigaciones o experiencias y a los peligros de un
sobreencalamiento.
En la práctica, para cultivos se
escogen terrenos de acidez moderada (se excepcionan cultivos como la piña y la
papa). A su vez, para ganadería y
plantaciones forestales se buscan especies que se adapten a la acidez del suelo.
IV.
ACIDEZ EN LOS SUELOS DE PANAMÁ
1. Condiciones
Fundamentales
Panamá está situado entre los 7o
12’ y 9o 38’ grados de latitud norte. Los climas predominantes son: tropical de
sabana, tropical húmedo, tropical muy húmedo (Sistema de Koppen) que son
acompañados, en muy pequeñas áreas, por climas templado húmedo y muy
húmedo. La temperatura media anual
fluctúa entre 10oC (pequeñas áreas montañosas) y 27oC en
tierras bajas, estando la mayoría del país a temperaturas media superiores a 24oC. La precipitación media anual fluctúa entre
1000 y 7000 mm, variando entre 1500 y 4000 mm en la mayor parte del país.
Las elevadas temperaturas y
precipitaciones resultan en altas meteorizaciones y lixiviaciones que acentúan
la acidez de los suelos.
2. Suelos
analizados
a. Villarreal,
J., Name, B. y Garcia, R., del Instituto de Investigaciones Agropecuarias de
Panamá (IDIAP), elaboraron mapas de fertilidad de suelos de Panamá que incluyen
un mapa de pH de los suelos. Las áreas de
suelos existentes a diferentes rangos de pH, se presentan en el Cuadro No. 3 y
la Figura No. 2.[2]
Cuadro No. 3.
Áreas de suelos de Panamá, a diferentes rangos de pH, Villarreal, J. y
otros.
Rangos de Número de % de la
pH del suelo
Hectáreas Superficie
Total
>7.00
2,000 0.03
6.0-6.99 1,880,000
25.26
5.0-5.99 2,870,000
38.52
4.0-4.99 2,680,000
35.97
<4.00 11,000 0.15
7,443,000 99.93
Figura No 2.
Porcentaje de áreas de suelos de Panamá a diferentes rangos de pH,
Villarreal, J. y otros.
El
mapa del pH de los suelos de Panamá está basado en los análisis de suelos realizados
en el laboratorio del IDIAP y puede que en el futuro, al aumentar el número de
análisis, se registren algunas modificaciones.
Además, se puede acotar que debido a lo pequeño de la escala (1:2,000,000)
las unidades de acidez de suelo registradas pueden incluir áreas de suelos de
pH diferentes y de importancia agropecuaria local, como pudieran ser suelos
aluviales de una alta fertilidad.
b. En
el proyecto del Catastro Rural de Tierras y Aguas de Panamá, se estudiaron los
suelos de unas 3,600,000 has. (cerca de la mitad del país) en la provincia de Colón,
en el litoral Atlántico y en las provincias de Panamá, Coclé, Herrera, Los
Santos, Veraguas y Chiriquí, en el litoral Pacífico. El estudio de mediaciones químicas de suelos
representativos del área incluyó la determinación de pH. Los análisis, aunque no se asocian a
cobertura de área específicas, ofrecen valores para 51 muestras superficiales,
con la siguiente distribución indicando en el cuadro N°4 y la figura N°3:
Cuadro No. 4.
Distribución de pH de suelos de Panamá.
Catastro Rural de Tierras y Aguas de Panamá.
Rangos pH del Suelo %
>7.00
4
6.00-6.99 45
5.00-5.99 33
4.00-4.99 16
<4.00 2
Figura No. 3.
Porcentajes de suelo de Panamá a diferentes rangos de pH. Catastro rural de Tierras y Aguas.
c. Mora,
F. y Carrera, B. analizaron en el Laboratorio de Suelos de la Facultad de
Ciencias Agropecuarias del Campus Universitario de la Universidad de Panamá, en
los años 2005-2011, 292 muestras que enviaron agricultores de diferentes
provincias del país, en su mayoría de la Provincia de Panamá. La distribución del pH de los suelos
analizados en el Laboratorio de Suelos de la Facultad de Ciencias Agropecuarias aparecen
en el Cuadro No. 5 y figura N°4.
Cuadro No. 5.
Distribución de pH de suelos de Panamá.
Mora y Carrera.
Rangos de pH del suelo %
>7.00 4
6.00-6.99 28
5.00-5.99 45
4.00-4.99 21
<4.00 1
Total 99
Figura No. 4.
Porcentajes de suelos de Panamá a diferentes rangos de pH. Mora y Carrera.
Conclusiones
Los pH reportados indican que los
suelos de Panamá son fundamentalmente ácidos, esencialmente a consecuencia de
los efectos del clima del país. Las
variaciones existentes son causadas por la naturaleza del material parental y diferencias
en la precipitación regional. Las
muestras de suelo no fueron tomadas para un estudio sistemático de la totalidad
del país y los porcentajes de distribución mostrados por los diferentes
laboratorios reflejan diferencias en la ubicación de la procedencia de las
mismas. Los porcentajes mostrados podrán
ser modificados en base a futura información.
La información presentada indica
que Panamá posee un área substancial de tierras con acidez aceptable para
numerosos cultivos y pastos. Sin embargo,
hay que considerar que un número significativo de las muestras analizadas
provienen de tierras de buena fertilidad, escogidas para un uso agropecuario y
que en una evaluación agrológica global hay que tomar en cuenta factores como
topografía (muy importante en Panamá), drenaje y pedregosidad. A su vez, que adentro de una región o finca
puede existir una gran diversidad de suelos.
BIBLIOGRAFÍA
1. Brady, N.C., R.R. Weil. 2008.
The Nature and properties of soils.
Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey. 963 p.
2.
Comisión de Reforma Agraria. 1970.
Catastro rural de tierras y aguas de Panamá. Vol. II.
Apéndices, figures, plates.
3.
Mora, F. y Carrera, B. 2005-2011. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Univ. De
Panamá. Laboratorio de Suelos.
4.
Fassbender,
H.W., Bornemisza, E. 1994. Química de suelos con énfasis en suelos
tropicales. IICA. San José, Costa Rica. 419 p.
5. Havlin, J.L., J.D. Beaton, S.L.
Tisdale, W.L. Wilson. 2005. Soil fertility and fertilizers. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey. 515 p.
6. Kamprath, E#.J. 1972.
Soil acidity and liming. Pp.
136-149. Soils of the humid tropics. National Academy of Sciences, Washington,
D.C.
7. Sanchez, P.A. 1976.
Properties and management of soils in the tropics. John Wiley and Sons, Inc. New York.
618 p.
8.
Villarreal, J., Name, B., Garcia, R. 2013.
Zonificación de suelos de Panamá en base a niveles de nutrientes. Pp.71-89.
Ciencia agropecuaria No. 21.
Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá. Panamá.
[1] El
AL+++ al hidrolizarse libera H+ como ilustran las
siguientes reacciones:
Al+++ + H2O → Al(OH)++ + H+
Al
(OH)++ + H2O → AL(OH)2+ + H+
AL(OH+)+2
+ H2O → Al(OH)3 + H+
[2]
Medidas de unidades de rangos de pH fueron efectuadas por el Ing. Aaron Conte,
Departamento de Suelos y Aguas, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad
de Panamá.
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