Fijación de amonio en seis suelos de la VIII Region de Chile

• Introducción
• Materiales y métodos
• Resultados y discusión
• Conclusiones
• Literatura citada

ABSTRACT: The purpose of this study was to determine the fixed native NH4+ and the artificial and total fixing capacities in 36 superficial (0-25 cm) soil samples from six soil series of the VIII Region: Diguillín (Andisol), Santa Bárbara (Andisol), Collipulli (Ultisol), San Carlos (Alfisol), Cauquenes (Alfisol) and Quella (Vertisol). The fixed native NH4+ ranged from 0 to 41.2 mg N kg-1, with 1.1 to 2.5 as mean values in the allophanic series (Andisols) and 5.9 to 15.9 in the non-allophanic series. The artificial fixation capacity varied between 0.1 and 72.8 mg N kg-1 with 1.6 to 2.3 as mean values in the allophanic series, and 17.5 to 37.6 in the non-allophanic series, while the total fixing capacity varied from 0.3 to 80.9 mg N kg-1 with 3.4 to 4.1 and 23.4 to 47.0 as mean values in the first and second soil groups, respectively. Ammonium fixation mainly correlated with the exchangeable cations that expand the clay's lattice. Soil containing 2:1 clays or feldspar fixed more NH4+ than other soils.

Key words: non-exchangeable ammonium, nitrogen, clays, alophan.

RESUMEN: El objetivo de este estudio fue determinar el contenido de NH4+ nativo fijado y las capacidades de fijación inducida y total de 36 muestras superficiales (0-25 cm) de suelos pertenecientes a 6 series de la VIII Región: Diguillín (Andisol), Santa Bárbara (Andisol), Collipulli (Alfisol), San Carlos (Alfisol), Cauquenes (Alfisol), Quella (Vertisol). El NH4+ nativo fijado fluctuó entre 0 y 41 mg kg-1 N, con valores promedios de 1,1 a 2,5 en las series alofánicas (Andisoles) y de 5,9 a 15,9 en las series no alofánicas. La capacidad de fijación inducida varió entre 0,1 y 73 mg N kg-1, con valores promedio de 1,6 a 2,3 en las series alofánicas y de 17,5 a 37,6 en las series no alofánicas, mientras que la capacidad total de fijación varió entre 0,3 y 81 mg N kg-1, con valores promedio de 3,4 a 4,1 y de 23,4 a 47,0 en el primer y segundo grupo de series, respectivamente. La fijación de NH4+ se asoció principalmente al contenido de los cationes de intercambio que expanden la red de las arcillas. Los suelos que contienen arcillas 2:1 o feldespatos fijaron más NH4+ que los otros suelos.

Palabras claves: amonio no intercambiable, nitrógeno, arcillas, alofán.

INTRODUCCIÓN

El N inorgánico se encuentra presente en el suelo a las formas de NO3- y NO2- solubles, NH4+ disuelto en la solución de suelo, adsorbido a los coloides como NH4+ de intercambio y como NH4+ fijado. El NH4+ fijado se define como el NH4+ que está retenido por el suelo en una forma que no es libre ni fácilmente intercambiable, o que no puede ser removido por una prolongada extracción con una solución salina de K (Feigenbaum et al., 1994). Kudeyarov (1981) sugirió los términos nativo y artificial, refiriéndose con ellos al NH4+ fijado durante los procesos de formación del suelo y a la fijación adicional producto de la aplicación de fertilizantes amoniacales, respectivamente (Doram y Evans, 1983; Breitenbeck y Paramasivam, 1995).

El NH4+ nativo fijado representa un 60-98% del N mineral (Doram y Evans, 1983; Paramasivam y Breitenbeck, 1994; Feigenbaum et al., 1994) y del 1-48% del N total del suelo (Kudeyarov, 1981; Doram y Evans, 1983; Keerthisinghe et al., 1984; Smith et al.,1994).

En suelos de diferentes partes del mundo se ha encontrado una amplia variación en el contenido de NH4+ nativo fijado, informándose valores entre 7 y 1946 mg kg-1 N-NH4 (Dalal, 1977). En muchos suelos, la capacidad de fijación inducida es inferior a 180 mg kg-1 N-NH4 (Nômmik, 1981). No obstante, Cox et al. (1996) informaron un valor máximo de 937 mg kg-1 N-NH4.

La fijación de NH4+ es un proceso que ocurre principalmente en los suelos en los que predominan filosilicatos secundarios del tipo 2:1, tales como vermiculita, ilita y montmorillonita. Tanto la ilita como la vermiculita fijan NH4+ bajo condiciones de hidratación, mientras la montmorillonita sólo fija después de secada (Chen et al., 1989). Las arcillas del tipo 1:1, como caolinita y haloisita, que se caracterizan por no presentar una expansión interlaminar por hidratación, no fijan cantidades significativas de NH4+, en tanto las arcillas amorfas como el alofán no tienen poder de fijación (Bajwa, 1982). Se ha informado, además que minerales silícicos primarios, tales como micas y feldespatos, tienen también la capacidad de retener NH4+ en forma no extraible con KCl (Adams y Stevenson, 1964).

El mecanismo de fijación resulta principalmente del reemplazo de los cationes interlaminares (Ca, Mg ,Na e H) por el NH4+ en la red expandida de los minerales arcillosos y se debe a que la baja energía de hidratación (85 kcal mol-1) determina deshidratación y colapso de entrecapas y la fijación consecuente de este catión. Además, el tamaño del ión NH4+, que es de 2,86 Å permite un calce exacto en la cavidad hexagonal del oxígeno estructural de las hojas tetraédricas facilitando el colapso de las capas. También, la posición de la carga isomórfica negativa en hojas tetraédricas u octaédricas es muy importante ya que estará más cerca o más lejos del catión adsorbido reteniéndolo más o menos firmemente (Williamd y Ferrel, 1991).

La disponibilidad del NH4+ fijado para las plantas y microorganismos ha sido un tema conflictivo. Las primeras investigaciones encontraron que sólo una pequeña fracción de este NH4+ era disponible (Axley y Legg, 1960; Walsh y Murdock, 1960). Investigaciones más recientes, usando fertilizantes marcados con 15N, han demostrado que el NH4+ fijado reciente está activamente involucrado en la dinámica del N en el suelo (Preston, 1982; Marzadori et al., 1989; Feigenbaum et al., 1994).

Dado que en Chile no se han realizado estudios en relación a este tema, el objetivo de la presente investigación es determinar el contenido de NH4+ nativo fijado y la capacidad fijadora de NH4+ de algunos suelos representativos de la VIII Región.