Efectos nocivos del aluminio en el suelo - Prof. Dr. Arnulfo Encina Rojas (*)

La alta concentración de aluminio en el suelo afecta negativamente a las plantas; por lo tanto, reduce considerablemente la calidad y rendimiento de los cultivos. Su toxicidad es uno de los principales factores limitantes de la productividad en suelos con pH ácido. Cabe recordar que el aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre y, aproximadamente, el 50 % de la superficie cultivable del planeta tiene suelos ácidos.

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El suelo está compuesto por diversos elementos, entre los que se destaca el aluminio. Su concentración aumenta en suelos con pH ácido y afecta negativamente el desarrollo de la mayoría de especies vegetales. En los suelos ácidos, especialmente en aquellos cuyo pH es menor a 4,5, el aluminio se solubiliza y se convierte en su catión trivalente Al3+, que en alta cantidad es tóxico para la planta. La acidez del suelo hace que las raíces estén siempre expuestas al aluminio. La acidificación es una de las causas más importantes de degradación de los suelos agrícolas a nivel mundial. En la región oriental, aproximadamente, el 90 % de los suelos presentan como unas de las primeras limitaciones para uso agrícola la alta acidez, elevada concentración de aluminio y, por ende, baja fertilidad.

La acidificación de los suelos es un proceso dinámico que engloba varios aspectos; por ejemplo, la acción de factores tanto naturales de los mismos suelos, además de los climáticos y biológicos, como aspectos derivados de la acción del ser humano, que se traducen en un incremento de la acidez natural del suelo.

ESTRATEGIA

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Por lo expuesto, es fundamental para la buena producción de los cultivos identificar el nivel de acidez y la cantidad de aluminio en el suelo agrícola; esto permitirá aplicar prácticas pertinentes y efectivas de manejo y conservación de los suelos, para alcanzar una producción de alta calidad y cantidad dentro de un sistema sustentable.

CAUSAS DEL AUMENTO DE ALUMINIO EN EL SUELO

Entre las principales causas de una mayor presencia de aluminio en el suelo se encuentra la acidez. La acidificación de los suelos es un proceso dinámico y engloba la acción de factores naturales y antropogénicos. Por ejemplo, el uso indiscriminado o inadecuado de fertilizantes de reacción ácida, como los amoniacales; la aplicación de una agricultura intensiva muy extractiva y sin reposición de las bases intercambiables (Rodríguez, 1993; Suárez, 1994). El aluminio, generalmente, aparece en suelos cuyo pH es ácido y su concentración en la solución del suelo se incrementa en la medida en que la acidez aumenta, es decir, cuando el pH disminuye su valor por debajo de 5.

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La acidificación del suelo es un proceso químico que ocurre cuando el suelo tiene un aumento importante de iones (H+); al mismo tiempo que disminuye la concentración de cationes básicos, como calcio (Ca++), magnesio (Mg++), sodio (Na+) y potasio (K+), y se expresa cuando el valor del pH del suelo está por debajo de 7.

Existen diferentes factores, tanto naturales como antrópicos, que condicionan la magnitud e intensidad del proceso de acidificación de los suelos y, por ende, la aparición del aluminio en la solución del suelo. Entre esos factores están el clima, laboreo de suelo, uso intenso de fertilizantes químicos de reacción acido, entre otros.

CAUSAS EFECTOS

Clima

Es una de las principales causas naturales de la acidificación de los suelos. Los suelos ácidos se generan en zonas de clima húmedo, en las que el agua de la lluvia favorece el lavado o lixiviación de los elementos básicos (calcio, magnesio, sodio y potasio), siendo reemplazados por hidrogeno y aluminio.

Laboreo de suelos

Es propio de una agricultura de carácter intensivo, la cual favorece considerablemente la pérdida de los elementos básicos. Esta situación se produce en cada proceso de laboreo, al dejar temporalmente el suelo sin una cubierta vegetal protectora.

Uso intensivo de fertilizantes

Aquellos fertilizantes de reacción ácida en el suelo, especialmente los amoniacales; por ejemplo, nitrato de amonio y fosfatos de amonio, así como los fertilizantes amidas, como la urea. La intensidad de la acidificación está regulada por la cantidad de fertilizantes aplicados y por el manejo del suelo.

Materia orgánica

A pesar de ser menos peligroso, respecto a las fuentes anteriormente citadas, el humus –último estado de degradación de los restos orgánicos– contiene grupos activos que se comportan como ácidos débiles y liberan iones de hidrógeno.

EFECTOS DEL AUMINIO ENLA PLANTA

La alta concentración de aluminio en la solución del suelo se traduce en limitaciones al desarrollo radicular, tanto en longitud como en grosor; por lo cual, las plantas reducen el volumen de exploración de suelo y disminuyen, de este modo, la absorción de nutrientes y agua. La fuerte acidez limita el crecimiento de las plantas como consecuencia de la combinación de factores, como la toxicidad de aluminio, manganeso e hidrógeno. Así mismo, limita el transporte y utilización de los nutrientes esenciales, como calcio, magnesio, potasio, fósforo y molibdeno. Actualmente, se observa una disminución importante de la productividad de muchos suelos de la región oriental. Se cree que ello podría ser una consecuencia de la fuerte acidez del suelo, toxicidad de aluminio y bajo contenido de elementos benéficos.

RELACIÓN CON EL NITRÓGENO

El nitrógeno es fundamental para los procesos fisiológicos dentro de la planta, que es afectado negativamente por el exceso de aluminio. Las especies de plantas y variedades dentro de las especies muestran grandes diferencias en la susceptibilidad a la toxicidad del aluminio. Así, por ejemplo, las leguminosas que dependen de la fijación simbiótica de nitrógeno, aparentemente, son más susceptibles a su toxicidad que las leguminosas que reciben nitrógeno inorgánico.

El exceso de aluminio puede inhibir los procesos microbiológicos que suministran nutrientes a las plantas. Asimismo, un alto nivel puede afectar negativamente la actividad celular, la estructura y el funcionamiento de la membrana. Dependiendo del nivel de concentración, puede afectar, con mayor o menor intensidad, a las plantas. Una concentración de2 a5 ppm. de aluminio en la solución de suelo es tóxica para cultivos sensibles, y más de 5 ppm. ya es tóxico para cultivos tolerantes (Agricultura, 2014).

SINTOMAS POR EXCESO DE ALUMINIO

Lastimosamente, los síntomas que exhiben las plantas afectadas por estrés o exceso de aluminio no son del todo claros y pueden manifestarse en la deficiencia de alguno o varios elementos nutritivos, con los cuales interactúa el aluminio. La concentración de Al3+ en las plantas cultivadas, usualmente, es más alta en las raíces que en los tejidos aéreos. Un síntoma perceptible cuando se presenta toxicidad por Al3+ es la reducción del crecimiento radicular en longitud, con un incremento del diámetro de los ápices radiculares; las raíces laterales resultan seriamente afectadas y, de esta manera, se disminuye considerablemente el volumen de la raíz (Ownby y Popham, 1989; Ryan et al., 1992). Las raíces afectadas por Al3+exploran un volumen muy limitado del suelo, y así se reduce su capacidad para tomar los nutrientes y el agua.

CORRECCIÓN DE SUELO

La corrección del nivel de aluminio en la solución del suelo puede lograrse mediante la incorporación de productos encalantes o calcáreos. No obstante, antes de aplicar algún material encalante es fundamental realizar, como primera medida, el análisis de suelo. Este permitirá no solamente aplicar la cantidad adecuada de corrector, sino también ahorrar gastos al productor. La calidad del material debe ser tenida muy en cuenta. Entre las principales características figuran: alto porcentaje de calcio y magnesio; así como la finura del material, es decir, mientras más fino sea el material encalante, más eficiente será este en cuanto al tiempo de reacción. La forma de aplicación también es muy importante, debido a que el proceso de reacción del calcáreo es muy lento. Lo más recomendable es que el material tenga contacto con la mayor parte del suelo, cuya acidez se requiere reducir y, asimismo, se considere un tiempo considerable para su efectiva reacción con el suelo; por lo menos, tres a seis meses antes de la siembra. La aplicación de nuevas dosis de calcáreo dependerá del comportamiento del suelo y los resultados del análisis de suelo. En general, se recomienda una nueva aplicación de material encalante, luego de cuatro a cinco años, después de la última aplicación. Es importante recordar que el encalado de los suelos se debe realizar luego de tener un diagnóstico claro y preciso del problema de acidificación, el nivel de sensibilidad al aluminio que presenta el cultivo a desarrollar y las necesidades nutricionales del cultivo.

(*) Profesor e investigador en ciencias del suelo.

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