Anales Cientícos, 79 (2): 420 - 430 (2018)
ISSN 2519-7398 (Versión electrónica)
DOI: http://dx.doi.org/10.21704/ac.v79i2.915
Website: http://revistas.lamolina.edu.pe/index.php/acu/index
© Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima - Perú
Presentado: 19/09/2018
Aceptado: 12/12/2018
Elementos extractables con cloruro de potasio y acetato de amonio en suelos ácidos
del Perú
Potassium chloride and ammonium acetate extractable elements in acid soils of Perú
Klaus P. Raven Willwater
1
*Autor de correspondencia
Resumen
Cantidades de elementos extractables con soluciones de cloruro de potasio (KCl) y acetato de amonio (CH
3
COONH
4
)
comúnmente se designan como fracción intercambiable del suelo y sirven como índices de disponibilidad de nutrientes
para plantas cultivadas y del peligro potencial existente en suelos contaminados. Los objetivos de este estudio fueron
evaluar las cantidades de Al, Ca, Cu, Fe, H, Mg, Mn y Zn extractables con KCl y de K y Na extractables con CH
3
COONH
4
en un grupo muy diverso de muestras de suelos ácidos del Perú y describir sus patrones de variación. Las concentraciones
extractables promedio decrecieron en el orden Ca > Al > K > Mg > Fe > Na > H > Mn > Zn > Cu, mientras que las
fracciones molares extractables medias disminuyeron de acuerdo con la secuencia Al > Ca > K > Mg > Na > H > Mn >
Fe > Zn > Cu. Los datos mostraron una variabilidad muy alta. En promedio, las concentraciones Ca y Al sumaron 70 %
del total. Al añadir K y Mg, se alcanzó 90 %. El pH estuvo directamente relacionado con el contenido de Mg y, en orden
decreciente, con Ca y Na. Por otra parte, el pH presentó una relación inversa con los contenidos de Al, Cu, Fe, H y Zn.
Las muestras con pH menor que tres y mayores contenidos de Cu, Fe y Zn del estudio tuvieron una porción soluble en
agua signicativa del total extractable.
Palabras clave: suelo; ácido; extracción; elementos; acidez; cloruro de potasio; acetato de amonio; Perú.
Abstract
Quantities of potassium chloride (KCl) and ammonium acetate (CH
3
COONH
4
) extractable elements are commonly
designated as exchangeable in soils and are used as indexes for nutrient availability to cultivated plants and potential
hazard in contaminated soils. The objectives of this study were to evaluate the amounts of KCl extractable Al, Ca, Cu,
Fe, H, Mg, Mn and Zn and CH
3
COONH
4
extractable K and Na in a very diverse group of acid soil samples of Perú and
to describe their variation patterns. The average extractable concentrations decreased according to the order Ca > Al > K
> Mg > Fe > Na > H > Mn > Zn > Cu, while the mean extractable molar fractions decreased according to the sequence
Al > Ca > K > Mg > Na > H > Mn > Fe > Zn > Cu. The data showed a very high variability. On average, the Al and Ca
concentrations added up to 70 % of the total. When K and Mg were included, 90 % was reached. The pH was directly
related to the Mg content and, in decreasing order, to those of Ca and Na. On the other hand, the pH showed an inverse
relationship with the Al, Cu, Fe, H, and Zn contents. The samples with pH less than three and with the highest Cu, Fe,
and Zn contents of this study had a signicant part of the extractable total in the water soluble form.
Keywords: soil; acid; extraction; elements; acidity; potassium chloride; ammonium acetate; Perú.
1
Universidad Nacional Agraria La molina, Lima, Perú. Email: kpraven@lamolina.edu.pe
1. Introducción
Soluciones de cloruro de potasio (KCl) y de acetato de
amonio (CH
3
COONH
4
) han sido utilizadas comúnmente
para cuanticar cationes intercambiables en muestras de
suelo. Esta información puede servir como índices de
disponibilidad de nutrientes para plantas cultivadas y como
indicadores de movilidad y biodisponibilidad de metales
en suelos contaminados (Alloway, 2013; Mengel y Kirkby,
2001).
Los elementos comúnmente evaluados mediante estas
extracciones incluyen Al, Ca, H, K, Mg y Na. Han sido
publicadas compilaciones mostrando la diversidad de
estos resultados para ciertas regiones, países o continentes
(Deressa et al., 2013; Hengl et al., 2015; Lopes y Cox,
1977; Tomasic et al., 2013; etc.). Especícamente, en el
Perú, se han generado muchos resultados de este tipo en
estudios de suelos y reportes analíticos para agricultores.
Sin embargo, no se ha podido encontrar ningún estudio que
detalle la diversidad de sus valores en el territorio Peruano.
Por otra parte, reportes que incluyan al Cu, Fe, Mn y Zn
son menos comunes a nivel internacional. En el Perú, esta
información es aún mas escasa.
Los objetivos del presente trabajo fueron evaluar
las concentraciones de Al, Ca, Cu, Fe, H, Mg, Mn y
Zn extractables con KCl y de K y Na extractables con
CH
3
COONH
4
en un grupo diverso de muestras de suelos
K. P. Raven / Anales Cientícos 79 (2): 420 - 430 (2018)
421
ácidos del Perú y describir sus patrones de variación.
Además de aumentar el conocimiento de las propiedades
químicas de los suelos ácidos del Perú, esta información
sería útil para la interpretación de resultados de análisis
de suelos, especícamente en la elaboración de escalas
de calicación de concentraciones de elementos
intercambiables en suelos.
2. Materiales y métodos
Se colectaron noventa y seis muestras de tierra na seca
al aire de suelos ácidos en diversos lugares del territorio
Peruano tratando de maximizar la variabilidad de sus
contenidos de materia orgánica, arcilla y solutos y de su
pH. La concentración de materia orgánica varió entre 0,1
y 82,2 %, con media de 10,6 % y desviación estándar
igual a 16,9 %. Estos datos fueron obtenidos mediante
el método de Walkley-Black, según Bazán (1996). La
concentración de arcilla en la tierra na uctuó entre tres
y 80 %, con promedio igual a 23 % y desviación estándar
de 17 %. Estos resultados fueron generados mediante el
método del hidrómetro, según Bazán (1996). El contenido
de solutos fue cuanticado a través de la conductividad
eléctrica de suspensiones 1:1 de suelo:agua, en volumen.
Este parámetro varió entre 0,02 y 13,68 dS m
-1
, con
media de 0,47 dS m
-1
y desviación estándar igual a 1,49
dS m
-1
. El pH uctuó entre 2,2 y 6,0 con media igual a
4,5 y desviación estándar de 0,7. El pH fue determinado
mediante potenciometría en suspensiones 1:1, en masa, de
suelo:agua (Thomas, 1996).
La mayor parte de los elementos fue extraída de las
muestras de suelo utilizando KCl 1 M. Las extracciones se
realizaron, por duplicado, en las 96 muestras seleccionadas
y en 10 blancos sin muestra. Los blancos fueron utilizados
para corregir los resultados obtenidos y para calcular los
límites de detección y cuanticación en las determinaciones,
según lo detallado por Harris (2016).
Cada extracción consistió en equilibrar 15 g de muestra
de suelo con 150 mL de KCl 1 M por 30 minutos. La
equilibración se realizó en frascos de polietileno de 250
mL, colocados en posición horizontal en un agitador
operado a 190 oscilaciones por minuto. Las suspensiones
resultantes fueron ltradas, y el ltrado fue separado en
tres porciones. La primera porción de 50 mL fue destinada
a las determinaciones volumétricas de la acidez extractable
y de la concentración de Al mediante el procedimiento de
Sims (1996), usando NaF en reemplazo de KF. La segunda
porción de 50 mL fue almacenada en frascos de polietileno
de 60 mL para determinar las concentraciones de Ca, Cu,
Fe, Mg, Mn y Zn. Tres gotas de HCl concentrado fueron
adicionadas a cada frasco con nes de preservación del
extracto. La porción remanente de menos de 50 mL fue
almacenada en frascos de polietileno de 60 mL y utilizada
para medir potenciométricamente el pH y para servir de
respaldo.
La concentración de H
+
extractable (HE, cmol kg
-1
) se
calculó a partir del pH medido en el extracto de KCl 1 M
para la muestra (pHm) y para el blanco respectivo (pHb)
utilizando la siguiente fórmula:
HE =
1000 10
−pHm
− 10
−pHb
( )
γ
H
siendo g
H
el coeciente de actividad promedio de los
iones H
+
en el extracto de KCl.El valor usado para g
H
fue
1,11, y se obtuvo de pruebas preliminares con soluciones
de KCl 1 M enriquecidas con HCl. Un valor similar
fue reportado por Garrels y Christ (1965) para el H
+
en
soluciones acuosas de fuerza iónica igual a 1. Durante las
extracciones de las muestras de suelo, se estima que un
máximo de 9,5 % del K
+
fue consumido para desplazar los
cationes nativos del suelo. Por lo tanto, se puede considerar
que la concentración de la solución de KCl se mantuvo
cerca de 1 M y actuó como amortiguador de la fuerza
iónica de la solución a un valor cercano a 1.
El K es un elemento abundante en los suelos y dada
la imposibilidad de determinar K en los extractos de KCl
1 M, las 96 muestras de suelo estudiadas también fueron
sometidas a una extracción con CH
3
COONH
4
1 M pH
7. Para ello, se lixiviaron 5 g de muestra con 100 mL
de solución extractante (Bazán, 1996). En los extractos
resultantes, se determinaron las concentraciones de K y
Na.
Las concentraciones de Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na y Zn
en los extractos de KCl 1 M y CH
3
COONH
4
1 M pH 7 fueron
determinadas mediante espectrofotometría de absorción
atómica en llama de acetileno-aire. Las líneas de absorción
empleadas fueron 422,7, 324,8, 248,3, 766,5, 285,2, 279,5,
589,0 y 213,9 nm, respectivamente. Los instrumentos
utilizados fueron: 3100 Atomic Absorption Spectrometer
(PerkinElmer Inc.), AAnalyst 200 Spectrometer
(PerkinElmer Inc.) y contrAA 300 Spectrometer (Analytik
Jena AG). Para Ca y Mg, las lecturas fueron realizadas
en extractos diluidos conteniendo 1000 mg L
-1
de lantano
(La). La operación de estos instrumentos se realizó de
acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes.
Como complemento de las concentraciones de
elementos extractables de las muestras de suelo, se evaluó
la fracción molar extractable de cada uno de estos. Para
ello, se necesitó conocer la suma de concentraciones de
elementos extractables. En el presente estudio, esta se
denió como la suma de las concentraciones de Al, Ca,
Cu, Fe, H, Mg, Mn y Zn extractables con KCl 1 M y de
aquellas de K y Na extractables con CH
3
COONH
4
1 M pH
7. Al usar dos soluciones para extraer las mismas sustancias
de muestras de suelo, las cantidades obtenidas no deberían
ser iguales. Sin embargo, si estas son similares, se podrían
combinar con el n de realizar un análisis aproximado,
pero razonable, de los resultados. Estudios realizados
por Amacher et al. (1990) y Shuman & Duncan (1990)
sugieren que existe esta similitud.
Los datos de concentraciones de elementos extractables
y fracciones molares de estos fueron sometidos a análisis
estadísticos descriptivos básicos. Además, se realizaron
análisis de correlación lineal simple entre los parámetros
evaluados y las variables de selección de suelos
utilizadas. La signicación estadística de los coecientes
Elementos extractables con cloruro de potasio y acetato de amonio en suelos ácidos del Perú
Julio - Diciembre 2018
422
de correlación lineal simple (r) se evaluó mediante una
prueba de t. Las hipótesis planteada y alternativa en esta
fueron r = 0 y r ≠ 0 , respectivamente. Todos estos análisis
estadísticos se realizaron, siguiendo lo descrito por Ott &
Longnecker (2016).
4. Resultados y discusión
Estadística descriptiva global
Los parámetros estadísticos descriptivos para las variables
de concentración y de fracción molar de sustancias
extractables en la totalidad de las muestras de suelos ácidos
estudiadas se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1. Estadística descriptiva de concentraciones (cmol
kg
-1
) y fracciones molares (mol mol
-1
) de sustancias
extractables en muestras de suelos ácidos del Perú
Sustancia Mínimo Máximo Media
Desviación
Estándar
Valores No
Detectables
(%)
Concentraciones Extractables
Acidez
Extractable
< 0,16 42,0 5,78 7,27 7
Al < 0,07 10,9 1,48 1,75 12
Ca < 0,01 42,4 2,88 5,92 8
Cu < 0,0006 0,657 0,00863 0,0681 77
Fe < 0,006 17,5 0,201 1,79 71
H 0,00480 1,13 0,111 0,176 0
K 0,0500 4,44 0,489 0,624 0
Mg 0,00590 3,32 0,429 0,657 0
Mn < 0,0006 0,565 0,0655 0,0940 1
Na 0,0435 1,487 0,150 0,165 0
Zn < 0,0008 1,85 0,0363 0,196 31
Suma
Elementos
0,580 47,5 5,85 6,60 -
Fracciones Molares Extractables
Al 0 0,941 0,421 0,309 -
Ca 0 0,936 0,276 0,315 -
Cu 0 0,0596 0,000756 0,00611 -
Fe 0 0,775 0,0109 0,0794 -
H 0,000267 0,126 0,0293 0,0243 -
K 0,00105 0,694 0,125 0,113 -
Mg 0,00394 0,383 0,0726 0,0648 -
Mn 0 0,111 0,0138 0,0176 -
Na 0,00210 0,225 0,0463 0,0420 -
Zn 0 0,168 0,00442 0,0190 -
Las soluciones de KCl 1 M y de CH
3
COONH
4
1
M pH 7 extraen principalmente formas catiónicas de
los elementos evaluados en las muestras de suelo. Las
concentraciones extractables incluyen porciones solubles
en agua, intercambiable y disuelta de fase sólida. Por lo
tanto, los resultados mostrados en la Tabla 1 incluyen estas
tres porciones.
Las muestras de suelo y los extractos de KCl
y CH
3
COONH
4
contienen una mezcla variable de
especies para cada elemento. Las formas químicas de
estos elementos incluyen especies hidrolíticas mono- a
poliméricas y complejos solubles. Estas especies pueden
ser de naturaleza catiónica, neutra o aniónica. Por ello,
no se puede asignar una carga eléctrica denida a todos
los elementos estudiados, y se consideró más apropiado
reportar los resultados en términos molares.
La acidez extractable de las muestras de suelos del Perú
utilizadas en este estudio tuvo una media igual a 5,78 cmol
H
+
kg
-1
y un coeciente de variabilidad muy elevado de
126 %. Los valores respectivos reportados para otras partes
del mundo se resumen en la Tabla 2. En general, la mayoría
de los resultados obtenidos en este estudio se encontraron
dentro del rango de valores de la bibliografía consultada.
Sin embargo, alrededor de un 10 % de los mismos superó
al máximo de este rango. El método usado para obtener los
valores reportados fue el mismo que se usó en este estudio.
Por ello, datos tan extremos aún no han sido reportados en
la literatura o algún reporte con este tipo de resultados no
ha podido encontrarse en la literatura revisada.
En la Tabla 2, también se resumen concentraciones de
elementos intercambiables en muestras de suelos ácidos
del mundo. Cabe notar, que estos valores fueron obtenidos
usando diversos extractantes, incluyendo soluciones de
KCl, CH
3
COONH
4
, BaCl
2
, NH
4
Cl, NH
4
NO
3
y Mg(NO
3
)
2
.
Estas soluciones extractantes no llevan a los mismos
resultados para una muestra dada. Sin embargo, se ha
informado que producen resultados bastante similares
(Amacher et al., 1990; Shuman y Duncan, 1990). Aunque
estos extractantes solubilizan las tres porciones indicadas
previamente, los resultados comúnmente han sido
designados como fracciones intercambiables.
Las concentraciones promedio de elementos extractables
en muestras de suelos ácidos del Perú disminuyeron en el
orden: Ca > Al > K > Mg > Fe > Na > H > Mn > Zn >
Cu. Estas medias estuvieron dentro del rango de valores
reportados para suelos ácidos de otras partes del mundo.
Los valores máximos encontrados para Al, H, Mg y Na
en este estudio también se localizaron dentro del rango de
valores reportados. Menos del 6 % de los valores de Ca, Cu,
Fe, K, Mn y Zn lograron superar el respectivo máximo de
estos rangos. Por otra parte, los coecientes de variabilidad
para los resultados obtenidos fueron muy altos, superando
100 % en todos los elementos y alcanzando 891 % para
el Fe. Esta variabilidad fue superior a aquella reportada
por Behera y Shukla (2015) y Deressa et al. (2013) para
Ca, K y Mg. Debe recordarse, que las muestras evaluadas
correspondieron a todo el territorio Peruano.
Las concentraciones de H en la Tabla 2 se obtuvieron
de la diferencia entre la acidez extractable y la
concentración de Al extractable. Este método produce
valores generalmente mayores que aquellos obtenidos a
partir del pH del extracto de KCl 1 M (Ross et al., 1996).
En este estudio, se conrmó esta observación. Aparte
de H
+
soluble e intercambiable, la solución de KCl 1 M
también extrae sustancias inorgánicas y orgánicas diversas
que pueden liberar H
+
adicional durante la titulación de la
acidez extractable. Por lo tanto, el método potenciométrico
parece ser más apropiado y recomendable para evaluar el
H extractable o intercambiable en muestras de suelo.
K. P. Raven / Anales Cientícos 79 (2): 420 - 430 (2018)
423
La suma de las concentraciones de elementos extractables
de los suelos estudiados presentó un valor promedio
igual a 5,85 cmol kg
-1
y un coeciente de variabilidad de
113 %. Aunque esta no se expresó en términos de carga
eléctrica, constituye una manera alternativa para denir
la capacidad de intercambio catiónico efectiva para una
muestra de suelo. No se encontraron valores comparables
en la literatura revisada.
Las fracciones molar es extractables promedio
de elementos en las muestras de suelos ácidos del
Perú disminuyeron en el orden: Al > Ca > K > Mg >
Na > H > Mn > Fe > Zn > Cu. En conjunto, Al y Ca
constituyeron 70 % de la concentración total media de
elementos extractables. Esto es coherente con reportes
encontrados en la literatura, tales como Lu et al. (2014),
Shi et al. (2016) y Shuman y Duncan (1990). Al añadir K
y Mg, esta proporción se incrementó hasta casi 90 %. Los
coecientes de variabilidad para los elementos estudiados
fueron altos, aunque menores que para los resultados de
concentraciones extractables. La mitad de los elementos
evaluados presentaron valores entre 73 y 91 %, pero el
Cu alcanzó 808 %. Esta variabilidad es superior a aquella
reportada por Deressa et al. (2013) para Ca, K y Mg.
Sin embargo, las muestras estudiadas provienen de muy
diversas zonas del Perú.
Distribución de los datos en función del
pH
Las concentraciones de sustancias
extractables en las muestras de suelos
ácidos y sus fracciones molares
presentaron mejor correlación con el pH
que con los contenidos de materia orgánica
y arcilla, como se ilustra en la Tabla 3.
Por ello, la diversidad de los datos de este
estudio se presentó en función del pH.
Cabe notar, que se utilizó el valor límite
de 0,5 dS m
-1
para diferenciar muestras de
baja y alta conductividad eléctrica.
La acidez extractable de las muestras
estudiadas en función del pH se muestra
en la Figura 1. Los valores más pequeños
de acidez extractable fueron observados
en el rango de pH de 5 a 6. A medida que
disminuyó el pH, la acidez extractable
aumentó en magnitud y amplitud. Ambos
parámetros tuvieron una correlación
lineal signicativa, como indicado en la
Tabla 3. La alta correlación fue esperada,
ya que un menor pH está asociado con un
medio mas ácido. Esta tendencia ha sido
reportada en investigaciones, tales como
la de Deressa et al. (2013).
La relación entre la suma de las
concentraciones de elementos extractables
para las muestras de suelos ácidos del
Perú en relación con el pH también se
muestra en la Figura 1. En términos
globales, estos parámetros no estuvieron
correlacionados signicativamente,
como puede observarse en la Tabla 3. Sin
embargo, para el grupo de muestras de
baja conductividad eléctrica, esta relación
presentó un coeciente de correlación
lineal simple de +0,34, que resultó
signicativo. Para las muestras de alta
conductividad eléctrica, este coeciente
tuvo un valor igual a -0,22 y no alcanzó
signicación estadística.
Tabla 2. Valores reportados de acidez extractable (cmol H
+
kg
-1
) y
concentraciones de elementos intercambiables (cmol kg
-1
) para suelos
ácidos del mundo
Sustancia Rango Referencias Bibliográcas*
Acidez
Extractable
0,08 - 11 4, 12, 18
Al < 0,003 - 14 1, 2, 4, 6, 7, 8, 11, 14, 16, 17, 18
Ca < 0,005 - 17 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
Cu 0,002 - 0,092 7, 10, 16, 19
Fe < 0,01 - 0,53 2, 6, 8, 16
H 0,08 - 20 8, 11, 14, 17
K 0,01 - 3,8 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 18
Mg 0,01 - 8,6 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 16, 18
Mn 0,07 - 0,35 2, 6, 7, 16, 19
Na 0,03 - 3,4 1, 2, 6, 8, 11, 15, 16
Zn 0,0003 - 0,072 7, 10, 16, 19
* 1: James et al. (2016); 2: Shi et al. (2016); 3: Behera y Shukla (2015); 4: Hengl et al.
(2015); 5: Kim et al. (2015); 6: Alling et al. (2014); 7: Arenas-Lago et al. (2014); 8: Lu et
al. (2014); 9: Pérez-Esteban et al. (2014a); 10: Pérez-Esteban et al. (2014b); 11: Asensio
et al. (2013); 12: Deressa et al. (2013); 13: Tomasic et al. (2013); 14: Van der Heijden et
al. (2013); 15: Yitbarek et al. (2013); 16: Stevens et al. (2009); 17: Ross et al. (1996); 18:
Tabla 3. Coecientes de correlación lineal simple de contenido de
materia orgánica (MO, %), contenido de arcilla (%) y pH 1:1 en agua
con acidez extractable (cmol H
+
kg
-1
) y las concentraciones (cmol kg
-1
)
y fracciones molares (mol mol
-1
) de elementos extractables en muestras
de suelos ácidos del Perú
Sustancia
Cantidad Extractable Fracción Molar Extractable
MO Arcilla pH MO Arcilla pH
Acidez
Extractable
-0,02 -0,05 -0,53* - - -
Al -0,07 0,03 -0,35* -0,23* 0,00 -0,42*
Ca 0,13 0,19 0,16 0,18 0,13 0,50*
Cu 0,15 -0,12 -0,31* 0,15 -0,16 -0,28*
Fe -0,03 -0,11 -0,36* 0,00 -0,12 -0,39*
H 0,35* -0,17 -0,67* 0,13 -0,22* -0,64*
K 0,34* 0,07 0,10 0,08 -0,20 -0,02
Mg 0,06 0,19 0,24* 0,02 0,03 0,32*
Mn 0,16 -0,04 0,02 -0,03 -0,21* 0,15
Na 0,12 0,24* 0,23* -0,14 -0,06 0,09
Zn 0,27* -0,14 -0,36* 0,30* -0,15 -0,37*
Suma Elementos 0,16 0,17 -0,04 - - -
Nota: Valores marcados con * son estadísticamente diferentes a 0,00 para un nivel de
signicación igual a 0,05.
Elementos extractables con cloruro de potasio y acetato de amonio en suelos ácidos del Perú
Julio - Diciembre 2018
424
765432
0
10
20
30
40
50
Baja
Alta
pH
Acidez Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0
10
20
30
40
50
Baja
Alta
pH
Suma de Concentraciones de Elementos Extractables
Conductividad Eléctrica
Figura 1. Relaciones de la acidez extractable (cmol H
+
kg
-1
) y la suma de concentraciones de elementos extractables
(cmol kg
-1
) con el pH en muestras de suelos ácidos del Perú
765432
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Baja
Alta
pH
Concentración de Ca Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Ca Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 2. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Ca extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
Correlaciones positivas entre el pH y las
concentraciones de Ca, K, Mg y Na intercambiables han
sido comúnmente reportadas (Behera y Shukla, 2015;
Deressa et al., 2013; Lu et al., 2014; Stevens et al., 2009).
Las relaciones del pH con las concentraciones y fracciones
molares extractables de Ca, K, Mg, Mn y Na obtenidas
en este estudio se ilustran en las Figuras 2, 3, 4, 5 y 6,
respectivamente. La examinación rápida de estos grácos
sugiere que el pH tendió a estar directamente relacionado
solo con la concentración extractable de Na y las fracciones
molares de Mg, Mn y Na. En estos casos, los valores de las
variables dependientes tendieron a ser pequeños y mostrar
poca variabilidad en el rango de pH de 2 a 3. Sin embargo,
al aumentar el pH se incrementó la ocurrencia de valores
cada vez mas altos y la variabilidad de los datos, dando la
apariencia de un abanico.
Correlación signicativa del pH con la concentración y
la fracción molar extractables solamente se observó para el
Mg, como indicado en la Tabla 3. Para el Ca, únicamente
la fracción molar resultó signicativa. Las muestras con
baja conductividad eléctrica mostraron mejores relaciones
del pH con estas dos variables. Así, los coecientes
de correlación lineal alcanzaron valores signicativos
de +0,47 y +0,64, respectivamente. El pH no estuvo
signicativamente correlacionado con la concentración y
la fracción molar extractables de K y Mn. Al excluir las
muestras de alta conductividad eléctrica del análisis, las
relaciones del H con ambas variables solo mejoraron para el
Mn. Para este, los coecientes de correlación lineal fueron
iguales a +0,35 y +0,20, respectivamente, y solamente
el primero resultó signicativo. En contraste, los valores
correspondientes para las muestras de alta conductividad
eléctrica fueron de -0,39 y -0,33, respectivamente, y
K. P. Raven / Anales Cientícos 79 (2): 420 - 430 (2018)
425
carecieron de signicación estadística. En el caso del
Na, el pH tuvo una correlación signicativa solo con la
concentración extractable. En el grupo de muestras de alta
conductividad eléctrica, los coecientes de correlación
lineal del pH con la concentración y la fracción molar
extractables de Na fueron signicativas e iguales a +0,81 y
+0,92, respectivamente.El pH mostró una relación inversa
con las concentraciones y fracciones molares extractables
de Al, Cu, Fe, H y Zn, como ilustrado en las Figuras 7, 8,
9, 10 y 11, respectivamente. En estas Figuras, los valores
de las variables dependientes tendieron a ser pequeños
y mostrar poca variabilidad en el rango de pH de 5 a 6.
Sin embargo, al disminuir el pH aumentó la ocurrencia de
valores cada vez más altos y se incrementó la variabilidad
de los datos, dando la apariencia de un abanico. A valores
de pH alrededor de 4,5, algunas muestras alcanzaron
fracciones molares de Al superiores a 0,9, mientras que
otras tuvieron valores cercanos a 0. Correlaciones negativas
entre el pH y las concentraciones de Al e H intercambiables
han sido reportadas comúnmente (Deressa et al., 2013;
Ross et al., 1996; Sims, 1996). La relación inversa entre
pH y concentración de Fe intercambiable también ha
sido previamente documentada (Stevens et al., 2009). La
solubilidad de Al y Fe típicamente tiende a aumentar al
incrementar la acidez del suelo (Lindsay, 1979).
Correlación signicativa del pH con la concentración y
la fracción molar extractables se observó para Al, Cu, Fe,
H y Zn, como mostrado en la Tabla 3. De este grupo, el
H tuvo los mayores valores de coeciente de correlación
lineal. Por otra parte, la concentración de H extractable
(HE, cmol kg
-1
) presentó la relación más clara y menos
variable con el pH del suelo. Esta relación pudo descibirse
mediante la ecuación
HE = 21.86 ⋅10
−0.5605 pH
siendo el coeciente de determinación igual a 0,743.
765432
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
Baja
Alta
pH
Concentración de K Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 3. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de K extractable con el pH en muestras
de suelos ácidos del Perú
765432
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Baja
Alta
pH
Concentración de Mg Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Mg Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 4. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Mg extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
Elementos extractables con cloruro de potasio y acetato de amonio en suelos ácidos del Perú
Julio - Diciembre 2018
426
765432
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Baja
Alta
pH
Concentración de Mn Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Mn Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 5. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Mn extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
765432
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
Baja
Alta
pH
Concentración de Na Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Na Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 6. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Na extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
765432
0
2
4
6
8
10
12
Baja
Alta
pH
Concentración de Al Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Al Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 7. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Al extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
K. P. Raven / Anales Cientícos 79 (2): 420 - 430 (2018)
427
765432
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
Baja
Alta
pH
Concentración de Cu Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.1
0.3
0.5
0.7
765432
0.0000
0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Cu Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 8. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Cu extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
765432
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
Baja
Alta
pH
Concentración de Fe Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.5
6.5
12.5
18.5
765432
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Fe Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.05
0.25
0.45
0.65
0.85
Figura 9. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Fe extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
765432
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Baja
Alta
pH
Concentración de H Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de H Extractable
Conductividad Eléctrica
Figura 10. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de H extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
Elementos extractables con cloruro de potasio y acetato de amonio en suelos ácidos del Perú
Julio - Diciembre 2018
428
765432
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
Baja
Alta
pH
Concentración de Zn Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.2
0.7
1.2
1.7
2.2
765432
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
Baja
Alta
pH
Fracción Molar de Zn Extractable
Conductividad Eléctrica
765432
0.02
0.06
0.10
0.14
0.18
Figura 11. Relaciones de la concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
) de Zn extractable con el pH en
muestras de suelos ácidos del Perú
Comparativo de muestras de alta y baja fracción soluble
extractable
Las soluciones de KCl 1 M y CH
3
COONH
4
1 M pH 7
extraen las porciones soluble en agua, intercambiable y
disuelta de fase sólida de elementos. La porción soluble
en agua puede constituir una parte signicativa del total
extractable. Esta porción se puede excluir mediante lavado
previo de la muestra con agua o substracción matemática
de su magnitud determinada independientemente.
Alternativamente, en muestras de baja conductividad
eléctrica, las concentraciones extractables deberían
contener predominantemente la suma de las porciones
intercambiable y disuelta de fase sólida de los elementos.
La magnitud de la segunda de estas no se puede diferenciar
con facilidad.
La estadística descriptiva para muestras de baja (< 0,5
dS m
-1
) y alta (³ 0,5 dS m
-1
) conductividad eléctrica de los
suelos ácidos estudiados se ilustra en la Figura 12. Los
números de observaciones para estos grupos fueron iguales
a 85 y 11, respectivamente.
En el análisis del grupo de muestras de baja conductividad
eléctrica, las concentraciones medias de elementos
extractables disminuyeron en el orden: Ca > Al > K > Mg >
Na > H > Mn > Zn > Fe > Cu. Este ordenamiento también
sería válido para las concentraciones intercambiable más
disuelta de fase sólida en las muestras de suelo. Esta
secuencia fue similar a la obtenida en el análisis de todas
las muestras, excepto por el Fe. Las fracciones molares
promedio de elementos extractables para este grupo de
suelos de baja conductividad eléctrica decrecieron en el
orden: Al > Ca > K > Mg > Na > H > Mn > Fe > Zn
> Cu, siendo el ordenamiento de los elementos igual que
en el análisis de todas las muestras. En promedio, Al y
Ca en las formas intercambiable y disuelta de fase sólida
conjuntamente constituyeron 70 % de la concentración
total de elementos. Al adicionar las contribuciones de K
y Mg, se alcanzó el 90 % del total. Estos valores también
fueron similares a aquellos obtenidos en el análisis de
todas las muestras.
En el grupo de muestras de alta conductividad eléctrica,
las concentraciones promedio de elementos extractables
decrecieron en el orden: Ca > Fe > Al > Mg > K > H >
Zn > Na > Mn > Cu. Esta secuencia diere claramente de
aquella para muestras de baja conductividad eléctrica. El
Fe superó a Zn, Mn, H, Na, Mg, K y Al; el Zn, a Mn y Na;
el H, a Na; y el Mg, a K. El ordenamiento respectivo para
las fracciones molares extractables promedio fue: Al = Ca
> K > Mg > Fe > H > Zn > Na > Mn > Cu. Este orden
también diere, aunque menos que las muestras de baja
conductividad eléctrica. En este caso, el Fe superó a Mn, H
y Na; el Zn, a Mn y Na; y el H, a Na. En ambas secuencias,
Fe y Zn fueron los elementos de mayor variación.
Además, Al y Ca solo lograron representar el 63 % de la
suma de concentraciones extractables de los elementos
estudiados. Al agregar K y Mg, se llegó a 81 % del total.
Cabe notar, que la mitad de estas muestras tiene pH menor
que 3,5, y algunas de estas provienen de suelos sulfatados
ácidos. Finalmente, este grupo incluye a las muestras de
características extremas que presentan los mayores valores
de suma de concentraciones de elementos extractables,
acidez extractable y concentraciones extractables de Ca,
Cu, Fe, H, Mn y Zn. Así, la secuencia de abundancia de
los elementos puede diferir notablemente cuando una parte
importante de la concentración extractable está presente en
forma soluble en agua.
K. P. Raven / Anales Cientícos 79 (2): 420 - 430 (2018)
429
.
B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A
.0001
.001
.01
.1
1
10
100
Concentración de Elemento Extractable
Al Ca Cu Fe H K Mg Mn Na Zn
B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A
.00001
.0001
.001
.01
.1
1
Fracción Molar de Elemento Extractable
Al Ca Cu Fe H K Mg Mn Na Zn
Figura 12. Rangos (barras negras) y medias (líneas blancas) de concentración (cmol kg
-1
) y fracción molar (mol mol
-1
)
de elementos extractables en muestras de suelos ácidos del Perú, agrupadas en baja (B) y alta (A) conductividad eléctrica
5. Conclusiones
En las 96 muestras de suelos ácidos del Perú, las
concentraciones extractables medias decrecieron en el
orden Ca > Al > K > Mg > Fe > Na > H > Mn > Zn > Cu,
mientras que las fracciones molares extractables promedio
disminuyeron en la secuencia Al > Ca > K > Mg > Na > H
> Mn > Fe > Zn > Cu. En promedio, las concentraciones
de Al, Ca, K y Mg sumaron 90 % del total. El elemento
predominante en los extractos de muestras de suelo muy
fuertemente ácidas fue Al; y en muestras medianamente
ácidas, el Ca. El rango de pH para la transición respectiva
fue 4,5 a 5,0. El pH estuvo directamente relacionado con
el contenido de Mg y, en orden decreciente, con elementos
como Ca y Na. Por otra parte, el pH presentó una relación
inversa con los contenidos de Al, Cu, Fe, H y Zn, siendo esta
relación más clara para el H. Dentro del grupo de muestras
con una parte importante de la cantidad extractable en
forma soluble en agua, se encontraron aquellas con pH
menor que 3 o sea las muestras de suelo extremadamente
ácidas y con mayores contenidos de Cu, Fe y Zn.
6. Agradecimientos
El autor agradece al Laboratorio de Análisis de Suelos,
Plantas, Aguas y Fertilizantes de la Facultad de Agronomía
de la Universidad Nacional Agraria La Molina por darle
las facilidades necesarias para realizar ciertos análisis y
ayudar con determinaciones analíticas en extractos de
suelo.
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