Raíces de una planta joven de café. Foto de Paul Hicks / CRS
– Escrito por Paul Hicks originalmente en el blog de Coffeelands-
La CIC (capacidad de intercambio catiónico) es una medida de la salud del suelo, o la fertilidad. Técnicamente, la CIC es la capacidad que tiene un suelo para retener y liberar iones positivos, gracias a su contenido en arcillas y materia orgánica ¡Un momento! Sé que la jerga técnica puede ser un poco intimidante, pero no desconecte. ¡En las próximas 800 palabras, tendrás una gran capacidad para entender el intercambio catiónico! Vamos a desbrozar esto palabra a palabra.
Para empezar, en este post tenemos como invitada a Hannah Francis, una Becaria Fulbright que trabaja con el equipo de CRS en El Salvador este año. Hannah es una científica del suelo que ayuda a analizar los datos de investigación de cientos de fincas. Este post se vincula con el publicado la semana pasada Consiga MOS y tantos otros sobre la gestión del suelo.
Primero: catión
Un ion es una molécula, y un catión es una molécula con una carga positiva. Muchos cationes -como el potasio, el magnesio y el calcio- son nutrientes importantes para las plantas. Los cationes se expresan como abreviaturas con sus cargas correspondientes. Por ejemplo: calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+) y potasio (K+). Los cationes (nutrientes) ocurren naturalmente a través de la meteorización de los minerales en los suelos (¡suelos rocosos!). También se pueden agregar a los suelos a través de enmiendas de suelo y fertilizantes.
Segundo: Intercambio
Los cationes se adhieren a las superficies cargadas negativamente (cosas positivas atraen cosas negativas). Los bordes de las raíces de las plantas generan una carga negativa (por razones descritas a continuación). La materia orgánica del suelo (MOS) tiene una carga superficial negativa como parte de su química orgánica. Además, la estructura de los minerales de arcilla produce una carga superficial negativa. Estas zonas negativas en los bordes de las raíces, MOS, y los minerales de arcilla, todos crean zonas de intercambio catiónico.
La humedad del suelo es clave para ayudar a intercambiar cationes. Cuando los suelos están húmedos, algunos cationes se adhieren a esos sitios de intercambio, y algunos cationes son capaces de flotar y moverse “en solución”. Para que la planta atraiga nutrientes (cationes) que están flotando en la solución, o adheridos a la MOS y la arcilla, las raíces excretan moléculas de hidrógeno, y el hidrógeno (con una carga + 1) se “topará” con otros cationes, haciendo que estos cationes (nutrientes) estén disponibles para los sitios de intercambio en la raíz. Este proceso se llama intercambio catiónico.
Tercero: Capacidad
La “capacidad” es la cantidad total de cationes que una tierra puede contener. Cuantos más cationes pueda contener un suelo, más fértil es el suelo (el tipo). La “capacidad” depende (principalmente) de tres propiedades clave: (1) textura – cuánta arcilla tiene un suelo; (2) contenido de MOS; y (3) la acidez del suelo.
Nota sobre el pH: la acidez del suelo es una medida de la concentración de cationes de H+ en una solución de suelo, un suelo ácido es uno con alta concentración de H+ (esto se mide como pH en una escala donde “7” es neutro. pH bajo = alta acidez, sólo para confundirnos a todos). Demasiado H+ hace que sea difícil para las raíces atraer a otros cationes (nutrientes) porque H+ cationes abrumar los sitios de intercambio catiónico. Abordaremos qué hacer si sus zonas de intercambio tienen mucho H+ debajo.
La CIC se mide en laboratorios de suelo, y se expresa en miliequivalencias por 100 g (mEq/100 g). Estas unidades son una medida de la concentración de cationes en los sitios de intercambio, teniendo en cuenta su carga por peso de la muestra. Una CIC muy baja significa que el suelo tiene baja capacidad para contener nutrientes. Generalmente, los valores de CIC en o sobre 10-20cmolc/kg son mejores para la agricultura (estoy simplificando un poco aquí, porque lo que importa no es tanto el valor de la CIC, sino qué cationes -nutrientes- están en esos sitios de intercambio). ¡Ahora eres básicamente un sabio de la CIC! ¡Un químico del suelo! Todo lo que hemos necesitado es ser un poco “impúdicos” con la terminología. Ahora, ¿Por qué todo esto importa?
Administrando CIC
Una forma de aumentar la fertilidad del suelo es aumentar la CIC. Cuanto mejor sea la CIC, más fácil es que las raíces extraigan los nutrientes del suelo. Donde los suelos son bajos en el contenido de arcilla (suelos arenosos o arcillosos), la CIC tiende a ser baja. También, donde la MOS es baja, la CIC es baja. Puesto que no es posible cambiar la textura del suelo (no es práctico agregar más arcilla), la solución primaria de un agricultor para aumentar la fertilidad del suelo es aumentar la MOS. (vea este post para cómo aumentar MOS).
Muchas granjas de café tienen suelos que son naturalmente ácidos (lotes de H+, pH bajo). En los suelos con una alta CIC, las moléculas de hidrógeno amontonan nutrientes en los sitios de intercambio catiónico. Para elevar el pH a niveles más “amigables” (dando más espacio a los nutrientes), el encalado (aplicar cal) puede ayudar a neutralizar la acidez en el suelo saturando los sitios de intercambio con cationes (nutrientes) como el calcio y el magnesio (en la investigación de campo de CRS, hemos encontrado que muchas fincas de café son muy ácidas, por lo que los agricultores a menudo gastan dinero en fertilizantes cuando podrían obtener mucho más beneficio de la aplicación de cal, ¡que es mucho más barato!).
Nota: los suelos altos en CIC requieren más encalado que los suelos con baja CIC. Por el contrario, los suelos bajos en CIC necesitan ser encalados con mayor frecuencia que los suelos altos en CIC. ¡La acidez es un rompecabezas lógico! Todos los aspectos de la salud del suelo y la fertilidad están conectados. Cuando vemos que la capacidad de retención de nutrientes aumenta con MOS, y que, por ejemplo, LA MOS aumenta con prácticas agrícolas más sustentables, debe motivarnos a identificar las mejores prácticas para el aumento de MOS.
