Camilo Andrés Arboleda Pardo

EFECTO DEL USO DE SUELO SOBRE LA ADSORCIÓN Y
FRACCIONAMIENTO DE COBRE EN SUELOS ALTOANDINOS
Camilo Andrés Arboleda
a
Pardo ,
Edier Humberto
b
Pérez ,
Fernando Andrés
c
Muñoz
a. Universidad del Cauca, Grupo de Agroquímica, [email protected]
b. Universidad del Cauca, Grupo de Agroquímica, [email protected]
c. Universidad del Cauca, Grupo de Estudios Ambientales, [email protected]
INTRODUCCIÓN
Una de las temáticas ambientales de mayor preocupación en la actualidad es la contaminación
de los suelos altoandinos, la expansión de la frontera agrícola por problemas de seguridad
alimentaria y el cambio de uso de suelo de bosques primarios a pasturas y cultivos en los que el
uso inadecuado de plaguicidas, abonos y fertilizantes en forma continua, están vulnerando las
diferentes fases ambientales, contribuyendo al cambio climático, volviendo insostenible la
producción desde el punto de vista ambiental y económico, además de afectar la salud de los
productores y consumidores. Ante estas condiciones es necesario conservar la actual frontera
agrícola, recuperar áreas deterioradas, utilizar las tierras de acuerdo con su verdadera vocación,
mejorar la tecnología en las zonas agrícolas y desarrollar sistemas apropiados de cultivo en las
diferentes regiones de nuestro país que permitan asegurar la producción de los alimentos en los
próximos años controlando los factores que afectan los suelos y neutralizar sus efectos
contaminantes los cuales conducen a fenómenos de degradación, que amenazan con la
destrucción irreversible del recurso.
El objetivo principal de este estudio fue conocer el efecto del sistema de uso del suelo sobre los
fenómenos de adsorción y fraccionamiento de cobre, la contribución de ácidos húmicos y la
influencia de la calidad de la MOS en estos procesos en suelos altoandinos de la subcuenca del
Rio Las Piedras, Cauca, Colombia.
Figura 2. Porcentajes de adsorción de Cobre en suelos y Ácidos Húmicos en función del
nivel suministrado
Tabla 2. Datos de Isotermas de Cobre para AH y suelos con diferente uso
Uso
METODOLOGÍA
Zona de estudio: Microcuenca Santa Teresa, cuenca andina de alta montaña del “Río Las
Piedras”, suelos Altoandinos clasificados como Andisoles, Typic Hapludands (IGAC, 2009). Se
seleccionaron suelos con uso de bosques, pasturas y cultivos.
Evaluación de propiedades físicas y químicas: Análisis las propiedades físicas y químicas de
acuerdo a IGAC, 2006.
Fraccionamiento de la materia orgánica: Método granulométrico mediante tamizaje en
húmedo a través de mallas 53 y 106 µm. Extracción de sustancias húmicas mediante el método
de extracción secuencial con soluciones básicas (Mosquera et al, 2007).
Evaluación de la adsorción de Cobre en suelos y AH: Isotermas de adsorción adicionando a la
muestra cantidades crecientes de cobre en solución (0, 10, 20, 30, 40 y 50 mg.L-1) en un tiempo
de incubación de 12 horas a 25° C utilizando el método en paralelo (EPA, 1998). El Cu se
determinó espectrométricamente por absorción atómica de llama. Los datos del Cu adsorbido se
ajustaron con la ecuación de Freundlich de acuerdo a (Limousin et al, 2007)
Especiación de cobre en suelos: Fraccionamiento de Cu mediante la extracción secuencial de
Tessier (Tessier, 1980).
Tabla 1. Propiedades físicas y químicas de los suelos
Arcillas (%)
Densidad aparente (g.cm-3)
pH
CIC (cmol+ kg-1)
CO (%)
P Disponible (mg kg-1)
Ca
Bases
Mg
Intercambiables
Na
(cmol+ kg-1)
K
Fuerza (n)
Suelo
AH
1,19c*
0,50b
1,40a
0,77a
1,27b
0,39c
*Letras distintas en sentido vertical difieren significativamente (p<0,05)
Tabla 3. Fracciones de cobre en suelos con diferente uso
Fracción
F1
F2
F3
F4
F5
TOTAL
FM
Cultivo
1,75a
5,97b
2,70b
11,91a
10,52a
32,84a
0,235c
Bosque
1,17c
5,70c
2,68b
7,84c
6,30b
23,70c
0,283b
Pastura
1,54b
6,52a
3,88a
8,87b
5,57c
26,39b
0,306a
F1: Intercambiable, F2: unida a carbonatos, F3: unida a óxidos, F4: unida a la MO, F5: residual,
FM: Factor de movilidad). *Letras distintas en sentido horizontal difieren significativamente (p<0,05)
CONCLUSIONES
RESULTADOS
Característica
Cultivo
Bosque
Pastura
Capacidad (K)
Suelo
AH
1103,06a
6134,79a
266,81c
1819,70c
691,19b
4601,51b
Cultivo
Bosque
Pastura
9,59 c
0,70a
5,04b
47,00a
12,50a
68,72a
3,08a
6,86 a
0,53c
4,33c
46,38b
11,92b
5,64c
0,39c
7,56 b
0,63b
5,16a
43,38c
10,53c
6,71b
2,74b
1,02a
0,31c
0,51b
0,69a
0,72a
0,33b
0,37b
0,30b
0,40b
*Letras distintas en sentido horizontal difieren significativamente (p<0,05)
El cambio de uso de bosque a cultivo y pastura en suelos Altoandinos de una importante
cuenca andina está alterando las propiedades físicas y químicas de los suelos y
repercutiendo en la calidad de la MOS, factores determinantes en procesos de adsorción y
movilidad de Cu. El cambio de uso a cultivo con mejoramiento de las propiedades físicas
y químicas incrementa la calidad de la MOS, mientras el cambio a pastura está
produciendo pérdida en la profundidad del Horizonte A y disminución en la calidad de la
MOS. El suelo de bosque con acidez muy fuerte retiene el Cu con menor capacidad pero
con mayor fuerza. En los suelos de cultivo y pastura se incrementa la capacidad de
retención de Cu pero disminuye su fuerza de retención, demostrando que tanto la calidad
de la MOS como el pH son factores determinantes en los procesos de retención de este
metal. En suelos de pastura incrementa el factor de movilidad del Cu y la fracción
intercambiable, repercutiendo en la biodisponibilidad, capacidad de lixiviación y pérdida
por escorrentía. En el suelo de cultivo incrementa la fracción de Cu unido a la MO y
disminuye el FM, asociado a la calidad de su MO disminuyendo el riesgo de dispersión de
la contaminación a otros elementos más sensibles del ecosistema, como el agua o los seres
vivos.
BIBLIOGRAFIA
GUZMÁN, M. y BARRETO, L. 2011. Efecto de la materia orgánica del suelo en la retención de
contaminantes. Rev. Epsilon 16:31-45.
IGAC. Métodos analíticos de laboratorio de suelos. Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC
Departamento Administrativo Nacional de Estadística, DANE. Bogotá. 2006. ISBN: 9789589067987
IGAC, 2009.Estudio general de suelos y zonificación de tierras del Departamento del CaucaEscala
1:100.000. Bogotá.
LIMOUSIN, G., GAUDET J., CHARLET L., SZENKNECT, S., BARTHE`S, V. y KRIMISSA M. ,
2007. Sorption isotherms: A review on physical bases, modeling and measurement. Applied
Geochemistry 22, p. 249-275
MOSQUERA, C., BRAVO, I., y HANSEN, E. 2007. Comportamiento Estructural de los ácidos
húmicos obtenidos de un suelo Andisol del Departamento del Cauca. Revista Colombiana de Química.
36(1), 31-41. ISSN 0120-2804.
TESSIER, A., CAMPBEL, P., y BISSON, M. 1980. Secuencial Extraction Procedure for especiation of
particulate trace metals. En: Analitycal Chemistry. p. 450-844.
Figura 1. Contenido de CO en las fracciones de la MOS. (CAF: carbono de ácidos fúlvicos, CAH:
carbono de ácidos húmicos, CMOF: carbono de materia orgánica libre; CMOH: carbono de materia
orgánica humificada y COS: carbono orgánico del suelo). *Letras distintas en sentido horizontal difieren
significativamente (p<0,05) (porcentajes están asociados al 100 g de suelo)
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos al personal Académico y Administrativo del Departamento de Edafología y Química
Agrícola de la Universidad de Granada por el apoyo en la ejecución del proyecto y al doctorado de
Ciencias ambientales de la Universidad del Cauca.