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ELEMENTOS MICRONUTRIENTES EN ALGUNOS SUELOS DERIVADOS DE CENIZAS VOLCÁNICAS DE CHILE Y

COLOMBIA

M : • ,'• . ' - ... JOSUÉ QUINTERO Q.

'•y.

R E S U M E N

Se ha real izado un estudio de los mic ronu t r i en tes : H i e r r o , Manganeso, Cinc y Cobre en algunos suelos chilenos y colom bianos derivados de cenizas volcánicas . Se de terminaron los contenidos totales y las cantidades ext ra íb les por va r i a s so -luc iones - reac t ivos . . r'_,.

De acuerdo con los resul tados se puede suponer que no se pre s e n t a r í a n deficiencias de H i e r r o , Cinc y Cobre en los suelos es tudiados , pero si habría p rob lemas por posibles de ficiencias de Manganeso.

"' ' S U M M A R Y ^ . : • ,

The micronut r ien t status of some volcanic ash soils of Chile and Colombia were studied. Total and extractable con-tents of I ron , Manganese , Zinc and Copper were determined.

The re su l t s obtained point to a potential Manganese defi -ciency in these soi l s . I ron , Zinc and Copper avai labi l i t ies seem to be adecúate .

• "•'- ': •; " ^ " I N T R O D U C C I Ó N

La importancia de los mic ronu t r i en tes m i n e r a l e s en el d£ sa r roUo de los vegetales está ampliamente demos t rada y ha recibido considerable atención en los últ imos años .

Es tos e lementos juegan un papel p r imord ia l en la f isiolo-

I

siologfa de las plantas actuando usualmente como pa r ­te de un s i s tema enzimát ico. En este aspecto hay enzi m a s en las cuales un meta l específico es un componen te in tegral y o t r a s enz imas para las cuales uno ó m á s me ta l e s s i rven como un act ivador (14).

Debido a la impor tante función biológica que de­sempeñan los mic ronu t r i en t e s , la deficiencia de uno de el los provoca t r a s t o r n o s en la fisiología de las plantas, afectando sus rend imien tos .

En forma general los suelos contienen cantida -des aprec iab les de mic ronu t r i en tes esenc ia les en dife r en t e s es tados de combinación, pero no s i empre hay cant idades suficientes de es tos elennentos en forma

.ftv ' "disponible" pa ra las p lantas .

El contenido total de mic ronu t r i en tes en los sue los t iene re lac ión en gran medida con el ma te r i a l pa -r en t a l , m i e n t r a s que los contenidos de mic ronu t r i en tes "d isponib les" dependen mucho de fac tores f í s i cos , quí­micos y microbio lóg icos , t a les como humedad, pH, tex t u r a , m a t e r i a orgánica , e t c .

Son e s c a s a s las publicaciones que se re f ie ren a los niveles de mic ronu t r i en tes en suelos der ivados de cenizas volcánicas y dada la importancia agr ícola que t ienen es tos sue los , tanto en Chile como en Colombia, se ha es t imado de utilidad r ea l i za r un estudio de los mic ronu t r i en t e s h i e r r o , manganeso , cinc y cobre en algunos de e l los . Con este fin se han determinado los contenidos to ta les de ellos y las cantidades ex t ra íb les por va r i a s so luc iones - reac t ivos . Esto últ imo con el ob je to de poder contr ibuir a s í a la selección de métodos de diagnóstico de la "disponibil idad" de estos micronu t r í en te s.

Ma te r i a l y Mé todos . - >" -. . * • • • « ' . , -

' En el p resen te estudio se ut i l izaron cinco suelos; t r e s suelos chilenos y dos colombianos. .

ARRAYAN

Ubicación j Provincia de Bio-Bío

Mater ia l de or igen : Limos y a renas andes í t icas y basá l t icas

Profundidades : 0 - 2 5 cm Textura franca 2 5 - 5 0 era Textura f ranco- l imos a

COLLIPULLI .' ' '

Ubicación : Ocupa un á r ea que se extiende desde la Provincia de Talca hasta el norte de la Provincia de Cautín.

Mater ia l de origen ; Conglomerado volcánico, a l tamente d e s ­compuesto andesí t ico y basá l t ico .

Profundidades t 0 - 2 5 cm Textura a rc i l lo - l imo sa .., 25 - 50 cm Textura a rc i l losa

OSORNO

Ubicación : Provincia de Osorno

Mater ia l de origen : Cenizas volcánicas r ec i en t e s .

Profundidades : 0 - 2 5 cm Textura franco-arenosa muy fina.

' : 25 - 50 cnn Textura f ranco-arenoaa fina.

SUELOS COLOMBIANOS (6) " ' ' = • •'

CALDAS

Ubicación : Municipio de Pales t ina Depar tamento de Caldas ,

Mater ia l de or igen : Cenizas volcánicas - • • •

Profundidades : O - 9 cm Textura f ranco-arenosa • ' ' .. j i 9 - 2 2 cm Textura f ranco-arenosa

22 - 67 cm Textura f ranco-arenosa

BOYACÁ .• . / . . . ,

Ubicación • Municipio El Cocuy- Depar tamento de Boyacá

Mate r i a l de or igen ; Esquis tos a rc i l losos muy me teo r i zados . (Se sospechan cenizas volcánicas)

Profundidades : 0 - 3 5 cm Textura franca - • , 35 - 95 cm Textura f ranco-a rc i l losa

„ .- 95 - 150 cnn Textura a rc i l losa

P r e p a r a c i ó n de las m u e s t r a s •.,

Los suelos chilenos se pasaron por tamiz No. 10, sin s e ­ca r lo s previamente (11); los suelos colombianos se r ec ib i e ­ron tamizados y secos al a i r e .

Separadamente se de terminó la hunnedad de cada suelo pa r a a s í poder e x p r e s a r los resu l tados sobre suelo seco a 105°C.

Todos los reac t ivos fueron de grado " p r o - a n á l i s i s " y el m a t e r i a l volumétr ico de c lase "A".

Todas las ex t racc iones y de terminaciones se efectuaron en duplicado, informándose el promedio obtenido.

E lementos Tota les " , •' ' , •• [.

Los contenidos to ta les de h i e r r o , a luminio, manganeso , cinc y cobre fueron de terminados en el producto de la fusión con carbonato de sodio según el procedimiento desc r i to por Jackson (7).

E lementos "Disponibles" ' ^

a) Ex t ra íb les con solución de EDTA 0.05 M, pH 9 .0 siguien­do el procedimiento desc r i to por Viro (16).

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b) Ext ra íb les con HCl 0. 1 N, según el meto recomendado por

Tuckner y Kurtz (15) para cinc "disponible". En el p r e sen te estudio se utilizó es te método para la determinación de c inc , cobre y h i e r r o .

c) Ext ra íb les con Acetato de amonio 1 N, pH 7.0 según Black y Cali (1). P a r a el manganeso fácilmente reducible se utiliza el m i smo procedimiento , pero en es te caso se

íV usa acetato de amonio con hidroquinona al 0. 2% (1),

Una vez obtenidos los ex t r ac tos , fue necesa r io des t ru i r la m a t e r i a orgánica , lo cual se hizo por oxidación mediante una mezcla de ácido ní t r ico concentrado y peróxido de h id ró ­geno en razón 3: 1 (1).

Tanto los elementos to ta les como los ext ra íb les por las diferentes soluciones se de te rminaron por Espectrofotonne -t r í a de Absroción Atómica , siguiendo las especif icaciones pa ra cada caso . •

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R e s u l t a d o s y D i s c u s i ó n . f" \ • ' • -•' ' " ' . V ' z ' * .• . : ' • . - . . . , .. .• •

Todos los suelos son de pH l igeramente ácido, que en ge­ne ra l aumenta con la profundidad (cuadro No. 1). El rango de pH .del horizonte' superficial var ía ent re 5.0 y 6. 1 y en el sub suelo var ían entre 5.2 y 6.8 (se exceptúa el segundo hor izon­te del suelo Boyacá que t iene un pH 4 .8 ) .

El porcentaje de carbono orgánico es m á s alto en los sue­los Osorno, Ar rayán y Boyacá (superior al 5.0% en el hor i -zonte superficial) y bastante m á s bajo en los suelos de Coll i-pulli y Caldas (por debajo del 4.0%). Como e ra de e s p e r a r , el contenido de carbono orgánico disminuye con la profundi -dad del suelo.

"STATUS DE MICRONUTRIENTES U •

I HIERRO •'

a) Total: Según los resul tados (cuadro No. 2), se observa ' g ran var iabi l idad en los contenidos, en un rango entre

1. 66% y 10. 88%. En genera l puede anota rse que los con tenidos de h i e r r o total en los suelos chilenos son m á s o menos el doble que los contenidos en los suelos colom­bianos , lo que podría deberse a diferentes fac tores de formación de los suelos (10), ta les como c l ima , topogra

, f ía, m a t e r i a l pa ren ta l , e t c . x .-

b) Ext ra íb le : Los resu l tados obtenidos (cuadro No, 2), seña. lan que el react ivo que ext rae naayores cantidades de h i e r r o es el EDTA, siendo és tas m á s a l tas en los casos

, de los suelos de Boyacá, CollipuUi y Osorno . En todos ,~. ,; los casos baja la cantidad de h i e r r o a mayor profundi -

dad del suelo.

L a s cantidades de h i e r r o extra ído por el HCl 0. 1 N son me ñ o r e s que las a n t e r i o r e s , pero con t ra r iamente a lo observado con el EDTA, las cantidades ex t ra ídas aumentan con la pro -fundidad del suelo. -, . " ;

El hecho de que el h i e r r o extra ído por el EDTA disminuye con la profundidad del suelo y el extraído por el HCl aumenta , podría a t r i b u i r s e al menor contenido del carbono orgánico del subsuelo , ya que el EDTA solubi l izar ía preferentemente hie -r r o complejado con la m a t e r i a orgánica y el HCl h i e r r o en for m a s m i n e r a l e s .

El h i e r r o extraído por la solución de acetato de amonio a pH 7.0 fluctúa ent re 4 .0 y 15.6 ppm para el horizonte superfi cial y 3. 3 a 9. 5 para el subsuelo . Es te react ivo se supone que ex t rae pr incipalmente Fe+2_

II MANGANESO ^ . , " , ,

a) Total: De acuerdo con los datos obtenidos (cuadro No. 3), los suelos chilenos (Arrayán, Collipulli y Osorno) confie nen entre 1.200 y 1.800 ppm de manganeso , esto cont ras ta con el contenido de manganeso de los suelos Colombia nos (Caldas y Boyacá), en los cuales los va lo res son s i empre infer iores a 650 ppm. En e l suelo Caldas los contenidos de manganeso se mant ienen constantes en to dos los hor izontes (alrededor de 600 ppm),mientras que

en el suelo Boyacá las cantidades disnainuyen notoria - f; mente en los hor izontes infer iores llegando hasta 103ppin

b) Extra íble : Examinando los datos del cuadro No. 3 , puede obse rva r se que el manganeso intercambiable de todos los suelos (excepto el Boyacá) es muy bajo, tanto en el horizonte superficial como en el subsuelo y no sobrepa sa de L 4 ppm. Esto indicaría que en es tos suelos de­ber ían p r e s e n t a r s e deficiencias de manganeso en las co sechas a l l í cul t ivadas , especia lmente en los cultivos

« '• exigentes en manganeso. Es to se ve confirmado por lo -' descr i to en el caso de cultivos de remolacha a z u c a r e r a

(Beta Sacchar i fera) en los suelos chilenos (12) y de á r b ^ les de cafetos (Coffea Robusta) en el suelo de Caldas de

-.".'• Colombia (2). En el suelo de Boyacá las cantidades de manganeso in tercambiable son mucho mayore s , l legan­do a 9 . O ppm en el horizonte superficial y 3. 5 ppm en el m á s profundo. Es ta mayor cantidad de manganeso ex t ra í ble con acetato de amonio coincide con un menor pH de es te suelo (alrededor de 5.0); lo que vendría a confirmar

. ' lo aseverado por Chr i s tensen , Toth y Bear (4).

El manganeso fácilmente reducible es m á s bien bajo en los suelos Ar rayán y Caldas y alto en los suelos Collipulli y Osor^ no, el suelo Boyacá contiene cantidades d i sc re ta s de él . Se -gún estos da tos , un manejo adecuado de los suelos con alto contenido de manganeso reducib le , podría suplir la deficien­cia de manganeso; en cambio en los suelos con bajo contenido, es probable que sea necesa r io suplementar el manganeso fal -tante a t r avés de un abonado adecuado.

Utilizando solución de EDTA se observa una gran va r iab i ­lidad en los contenidos de manganeso ex t ra ídos , encontrándo­se de 2 a 4 ppm en los suelos Caldas y Ar rayán y 30 a 60 ppm en los ot ros suelos es tudiados . E l manganeso extraído por el EDTA corresponde en gran par te a aquel que se encuentra complejado con la m a t e r i a orgánica (5) y par te del manganeso bi y te t rava len te m i n e r a l . Las cantidades encontradas confir­man xna potencial deficiencia de manganeso en es tos suelos .

No so ha podido consta tar en es tos suelos una relacdórt di= r ec t a ent re «1 contenido de manganeso extraíble y el porcenta je de carbqno orgánico , lo que difiere de las observaciones r e a l i z a d a s por d iversos au tores (4 ,8) , en ot ros t ipos de sue­lo s . Es to podría deberse a la re la t ivamente baja degradación de la m a t e r i a orgánica de algunos de es tos suelos alofánicos,

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a) Total : Los resu l tados obtenidos (cuadro No. 4), señalan que las cantidades to ta les de cinc var ían ent re 82 y 150 ppm, observándose que en los suelos chilenos los conte^

, .,, nidos se mantienen m á s o menos semejantes en el suelo y subsuelo (131 ppm en promedio) , m i e n t r a s que en los suelos colombianos los contenidos aumentan gradualmen te con la profundidad. .... . .. ;S

b) Ext ra íb le : El reac t ivo que ext rae mayor cantidad de cinc en todos los suelos estudiados es el HCl 0. 1 N (cuadro

) No. 4), é s t a s son mayore s que las ex t ra ídas por el EDTA, lo que difiere de los datos obtenidos por Schal^ cha y col . (12). De los métodos propuestos como índice de la "disponibil idad" de c inc , és te es el m á s utilizado ( 9 , í 5 ) . Las cant idades ex t ra ídas por el HCl 0. 1 N va -r í an desde 2. 7 a 14.9 ppm para el horizonte superficial; en todos los suelos las cantidades disminuyen con la pro fundidad.

E l reac t ivo que ex t rae menos cinc es el acetato de amonio, en es te caso las cantidades var ían entre O, 8 y 2. 3 ppm.

Los datos obtenidos pernoiten a s e v e r a r que no se presen ta r í an deficiencias de cinc en es tos suelos . Por ot ra par te el cinc total encontrado indica una r e s e r v a adecuada de él (3).

IV COBRE

a) Total: Según el cuadro No. 5, las cantidades de cobre to ta l var ían entre 61 y 116 ppm para el horizonte superfi­c ia l . En genera l en todos los suelos se puede obse rva r

11

que los contenidos aumentan con la profundidad.

b) Ext ra íb le : Por los resul tados obtenidos (cuadro No. 5), . los reac t ivos que extraen naás cobre son el EDTA y el

HCl. Ambos react ivos ext raen ent re 1.5 y 10 ppm. El acetato de amonio extrae solo 0. 1 ppm de los suelos chi leños y a l rededor de 1 ppm de los suelos colombianos.

Es tos resul tados están señalando que apar te del cobre ad­sorbido y soluble, una cantidad apreciable de él está comple­jado con la m a t e r i a orgánica .

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Los datos obtenidos permi ten a s e v e r a r que no se p resen ta r í an deficiencias de cobre en es tos suelos y el cobre total en­contrado indica una r e s e r v a adecuada (3),

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Nota: El p resen te t rabajo fue rea l izado dentro del P r o g r a m a Multinacional de Química de la Organización de los E s ­tados Amer icanos (OEA) y bajo la di rección del Profe -sor Eduardo Schalscha B. ,en el Depar tamento de Quí -mica y F a r m a c i a , Universidad de Chile, Santiago, Chi l e .

El autor es Profesor Asis tente del Depar tamento de '* Química , Facultad de Cienc ias , Universidad Nacional de Colombia. Bogotá.