Translate PaperArtículo originalCambios de ph en suelos pardos de cuba cuando se erosionan
Alberto Hernández-Jiménez [1] [*]
Violeta Llanes-Hernández [2]
Instituto
Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km
3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700
Universidad
Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y
Autopista Nacional. San José de las Lajas. Mayabeque, Cuba
[*] Autor para correspondencia: ahj@inca.edu.cu
RESUMENEn los últimos 15
años se viene planteando en Cuba que el proceso de degradación de los
suelos por acidificación ocurre con cierta intensidad. Se plantea que el
40 % del territorio está afectado por este proceso y se pronostica que
hay un incremento del mismo de 2,9 % anualmente. Además, que con la
erosión se acidifican los suelos. En este trabajo se demuestra que la
acidificación por erosión solamente ocurre en Cuba en los suelos del
Agrupamiento Alítico, ya que el horizonte B tiene un contenido alto en
aluminio cambiable y pH igual o menor de 4,5. Pero estos suelos son poco
extensivos en Cuba donde ocupan solamente 5 % del territorio nacional.
El principal objetivo lo constituye el demostrar que en los suelos del
Agrupamiento Pardos Sialíticos (que son los más extensivos de Cuba, 21 %
del territorio), aumenta el pH en profundidad, por lo que cuando se
erosionan no se acidifican, sino que aumenta el pH. Estos resultados
demuestran que el proceso de acidificación tan intenso para los suelos
de Cuba, como se plantea en algunos trabajos, no ocurre realmente.
INTRODUCCIÓNUno
de los grandes retos que tiene la agricultura actualmente consiste en
garantizar la seguridad alimentaria de la población. Para esto es
necesario poder contar con suelos que tengan condiciones apropiadas para
mantener la producción agrícola en forma sostenible 1.
La
acidificación de los suelos es uno de los procesos negativos que
limitan su productividad. Puede ocurrir en forma natural y
antropogénica. En forma natural tiene lugar en las regiones tropicales
por la evolución del suelo, debido a las transformaciones
químico-mineralógicas que ocurren por el intemperismo, en el tiempo y
espacio, con las etapas de formación sialitización, fersialitización,
ferralitización y alitización, reconocidas por la Clasificación de
Suelos de Cuba 2. En el proceso de
alitización, los suelos adquieren un porcentaje mayor de 50 % por el
aluminio cambiable, lo que ha provocado que en los últimos años sean
clasificados en forma independiente al primer nivel en clasificaciones
de suelos; como suelos Alíticos como en la Clasificación de Suelos de
Cuba 1, Alisoles como en la clasificación de suelos del World Reference Base 3 o a nivel de Grande Grupo como es en la Clasificación Brasileña de los Suelos 4.
Estos
suelos, en regiones tropicales, por la presencia de altas cantidades de
aluminio cambiable, conlleva a limitaciones en el desarrollo adecuado
de los cultivos como trigo (Triticum aestivum) y arroz (Oriza sativa); ya que se produce una fijación muy alta del P2O5
asimilable, limitaciones para el desarrollo de los microorganismos,
toxicidad creada por el aluminio ya que provoca el desarrollo anormal de
las raíces y condiciones de pH que limitan la asimilación de los
nutrientes 5,6.
Otra
forma natural de acidificación de los suelos ocurre en los países
templados más lluviosos con las pérdidas de bases en el complejo de
intercambio se produce la saturación por hidrógeno, con la disminución
del pH del suelo. Este tipo de acidez es menos dañina que en el caso de
la alitización.
En México, se le presta gran
atención al problema de la acidez del suelo y su influencia negativa en
la agricultura. Se ha determinado que 7 % de la superficie del país (14
millones de ha) posee suelos con pH igual o menor que 6,5 y que el área
bajo cultivo con suelos ácidos es aproximadamente 14 % de la superficie
total bajo cultivo 7. La mayoría de estos suelos se ubican en las regiones tropicales como Veracruz, Tabasco, Oaxaca y Chiapas.
Además,
hay que tener en cuenta que México es un país donde el vulcanismo tiene
gran influencia en la formación de los suelos y que las cenizas
volcánicas en medio tropical húmedo evolucionan rápidamente dando lugar a
la acumulación de aluminio cambiable en los suelos 8.
En
Colombia también hay estudios con relación a la acidez del suelo en
relación con el aluminio cambiable. Por ejemplo, una de las limitaciones
más comunes en los suelos colombianos está relacionada con los
fenómenos ocurridos por la acidez, lo cual, es consecuencia de la
toxicidad generada, principalmente, por el aluminio intercambiable 9,10.
Otros resultados sobre el efecto del aluminio en diferentes cultivos a
nivel experimental de laboratorio, se obtiene, en el estudio del
crecimiento y la morfología de la raíz de plantas tolerantes como el
trigo (Triticum aestivum) y sensibles a altas concentraciones de aluminio y bajo valores del pH alrededor de 4,0 5. Se pudo comprobar que el desarrollo de las raíces de las plantas de trigo (Triticum aestivum)
fue en mayor cantidad y tamaño que las tolerantes. Igualmente se
encontró en regiones tropicales altas cantidades de Al cambiable en un
Oxisol altamente intemperizado 11.
También
en este país se estudias actualmente el pH del suelo y la
disponibilidad de nutrientes para un cultivo muy importante para la
región amazónica como es el cacao (Teobroma cacao) 12
Otros estudios están relacionados con el
mejoramiento de suelos ácidos mediante el uso de diferentes materiales
que conlleven a la disminución de la acidez del suelo 9.
En
resumen, en los suelos tropicales la acidez es provocada por el proceso
de intemperismo muy acentuado, que trae como consecuencia la formación
de altas cantidades de aluminio cambiable, que conlleva a que los suelos
sean de reacción muy ácida (pH menor de 4,5).
A
pesar del carácter tóxico del aluminio en los suelos, hay resultados
que muestran aspectos positivos en este elemento, cuando se aplica con
roca fosfórica en el cultivo de la fresa (Fragaria vesca), pero
en condiciones experimentales sin suelo En este caso se le atribuye al
aluminio una acción beneficiosa al solubilizar el fósforo de la roca
fosfórica y elevar su nivel como nutriente disponible para la planta 13.
En
Cuba, la concentración alta de aluminio cambiable y por tanto de acidez
se encuentra en los suelos clasificados como Alíticos, para lo cual uno
de los indicadores de la clasificación de estos suelos es la presencia
de un pH igual o menor a 4,5, con un contenido de aluminio cambiable
igual o mayor de 50 %. Este proceso se denomina alitización 2
y se manifiesta principalmente en el horizonte B y se ubican por lo
general en las regiones más antiguas de formación de suelos de la Isla
como las Altura de Pizarras de Pinar del Río, Isla de la Juventud y en
las regiones estables de los macizos montañosos Nipe-Sagua-Baracoa,
Sierra Maestra y Escambray.
Según algunos autores 14, la formación de suelos ácidos por influencia antropogénica tiene lugar cuando:
Hay desarrollo de lluvias ácidas en países con alta industrialización
Aplicación intensiva de fertilizantes residualmente ácidos como los nitratos y sulfatos
Erosión en suelos que tengan pH ácido en la parte media e inferior del perfil
En los últimos años, se plantea que la
acidificación de los suelos en Cuba ocurre intensamente con el proceso
erosivo, lo que en nuestra opinión se manifiesta bien en los suelos
Alíticos, pero se exagera en relación con la extensión de suelos
degradados por la acidez (3,4 millones de ha; 40,3 % del territorio de
Cuba) y con el estimado del crecimiento de la acidificación de los
suelos para los próximos 15 años de 2,9 % del área agrícola 15.
Incluso hay autores que afirman lo siguiente: “Entre los factores que
más influyen en la acidificación de los suelos cubanos, se considera la
erosión, pues se pierden grandes cantidades de suelo y con ello
cuantiosas pérdidas de bases entre las cuales se destaca el calcio y el
magnesio debido a su mayor abundancia relativa respecto al total de
bases.
Esto provoca un aumento de la concentración de iones H+,
disminuyendo los niveles de pH e incrementando la acidificación del
suelo Según datos del Instituto de Suelos el 51 % del área total de
suelos ácidos está erosionado, lo cual es una evidencia de la incidencia
del factor que se analiza 16.
Teniendo
en cuenta lo anterior, en este trabajo se propone como objetivo
demostrar que los suelos del Agrupamiento Pardo Sialítico, que son los
más extensivos de Cuba (3 355 800 ha; 21 % del territorio 17)
y muy susceptibles a la erosión, no se acidifican por el proceso
erosivo, sino por el contrario, aumenta el pH con la profundidad.
MATERIALES Y MÉTODOSSe tomaron los resultados de caracterización de suelos Pardos de diferentes publicaciones 18-21.
De
estos resultados se tomaron los datos de 71 perfiles de suelos Pardos
Sialíticos, de ellos 52 de suelos Pardos y 19 del suelo Pardo Grisáceo (Tabla 1).
Los resultados analíticos que se muestran fueron determinados pro los siguientes métodos analíticos.
pH por potenciometría con la relación suelo agua 1:2
Acidez cambiable pro el método de Sokolov
Bases cambiables por extracción con acetato de amonio
Capacidad de cambio de bases por extracción con acetato de amonio y saturación con acetato de sodio
Grado de saturación de bases por método de cálculo
RESULTADOS Y DISCUSIÓNLa
acidificación natural de los suelos es un proceso que ocurre en el
tiempo por la acción del intemperismo, siendo más intensa en los climas
tropicales sobre todo tropicales húmedos. En estudios llevados a cabo en
Colombia, se plantea que la naturaleza de la acidez en suelos
tropicales se produce por el intemperismo cuando se sustituyen las bases
en las arcillas por el aluminio, siendo este elemento el causante de la
acidez en la mayoría de los suelos tropicales 10.
Para
los suelos de la Amazonía se afirma que: “Se conoce que los suelos
ácidos se encuentran sobretodo en la franja tropical, los suelos
amazónicos son ácidos, generalmente pobres en nutrientes y poseen un
bajo potencial de retención, sobretodo de calcio, potasio y fósforo. Es
así que, los suelos de la provincia Vaca Diez se caracterizan por su
baja fertilidad, buen drenaje interno y externo, textura franca y franca
arcillosa, buen drenaje superficial e interno, profundidad efectiva
mayor a un metro, pH de muy ácido 3,7 a moderadamente ácido 5,6 y una capacidad de uso mayor para producción forestal 22.
A
pesar que, se ha comprobado que la acidez por aluminio resulta tóxico
para los suelos, hay resultados de aplicación del aluminio acompañado de
roca fosfórica, para disolver el fósforo por acidez, en el cultivo de
la fresa, aunque en condiciones de hidroponía 12.
En
los momentos actuales en muchos textos se expone que la acidificación
de los suelos está relacionado con la erosión y que muchos suelos al
erosionarse se acidifican. Esto realmente puede ocurrir en suelos
Alíticos. Como ejemplo, a continuación se presenta los datos de un
perfil de suelo Alítico no erosionado (Tabla 2) estudiado en San Juan y Martínez, Pinar del Río 23.
Otro perfil de suelo muy ácido en regiones
premontañosas de las Alturas de Pizarras en Pinar del Río, también
muestra el enriquecimiento en acidez y aluminio cambiable en la parte
media e inferior del perfil (Tabla 3) (tomado de 18).
Igualmente ocurre con los suelos Alíticos
que se presentan en partes estables y antiguas de las regiones
montañosas, como el perfil PDG-5, tomado en la Sierra Maestra (Tabla 4) 24.
Como se puede observar en estos tres
perfiles de suelos, presentan reacción muy ácida sobre todo en la parte
media, con mucho aluminio cambiable. Su formación es natural debido al
proceso de alitización en el tiempo y espacio. Ellos si se erosionan,
aumenta la acidez se presentan en la parte superior del perfil el
horizonte B, más arcilloso y más ácido, con un contenido alto en
aluminio cambiable. Es decir, los suelos Alíticos se forman por un
proceso natural de formación del suelo, denominado alitización 1
y se distribuyen tanto en las Alturas de Pizarras, como en la parte de
San Juan y Martínez en Pinar del Río, así como en los macizos montañosos
de Cuba. Para ellos es común la acumulación de aluminio cambiable en un
porcentaje mayor o igual al 50 %, principalmente en la parte media e
inferior del perfil; con reacción muy ácida.
Ellos
por su naturaleza y las condiciones del relieve, son muy vulnerables a
la erosión; así, que cuando se erosionen aumenta la acidez, debido a una
acidificación relativa del suelo. Por tanto la acidificación de los
suelos por la erosión es válido para los suelos Alíticos de Cuba. No
obstante, no todos los suelos que se erosionan tienen este problema.
Para
conocer si este problema es extensivo habría que determinar el área de
suelos Alíticos erosionados, En este caso, en primer lugar, habría que
ver qué superficie ocupan estos suelos en Cuba, puesto que muchos suelos
montañosos no se cultivan y si se hacen es con el cultivo de café o
cacao que son plantaciones permanentes que tienden a enriquecer el
contenido de materia orgánica del suelo. Además, los suelos Alíticos
ocupan superficies relativamente poco extensivas en Cuba.
No
obstante, este mismo problema no se produce en los suelos Pardos
Sialíticos, que resultan los más extensivos de Cuba, en relieves
ondulado-alomado, premontañoso y montañoso 17.
Hay que considerar en primer lugar el proceso de formación de estos suelos, que se denomina sialitización 1.
Por este proceso, la descomposición de los minerales primarios da lugar
a la formación de arcilla, con bases como el calcio, magnesio, potasio y
sodio en forma de hidróxidos, que inicialmente conlleva a un pH
alcalino, posteriormente con el clima y en el tiempo el suelo se lava,
en parte de sílice y de bases siendo el pH menos alcalino. Lo más
importante es la formación de arcilla del tipo de las esmectitas, en
condiciones de pH entre 6,5 y 7,5. En las capas más profundas, con
horizonte BC y C la intemperización es menos intensa por lo que el pH
tiende a ser más alto.
Teniendo en cuenta lo
anterior en este trabajo se analizan 71 perfiles de suelos del
Agrupamiento Pardo Sialítico donde se incluyen los tipos Pardo y Pardo
Grisáceo (Tabla 1). Se determinó el grado de erosión y
su correspondencia con los valores de pH en cada uno de los tipos de
estos suelos, en relación también con el tipo de material de origen.
Estos resultados se exponen a continuación en la Tabla 5.
Los
datos obtenidos muestran que, en todos los casos, con la profundidad
aumenta o se mantiene casi igual el valor de pH en lugar de disminuir.
Esto demuestra que, si estos suelos se erosionan, aumentan en el pH en
lugar de disminuir, muy diferente a como se plantea, que con la erosión
se aumenta la acidez del suelo 16.
Para el caso del tipo genético de suelo
Pardo Grisáceo, ellos se forman también por el proceso de sialitización,
pero la edafogénesis ocurre en condiciones de un tipo de roca muy
particular que lo constituyen las rocas ácidas (en Cuba principalmente
las rocas granitoides), ricas en cuarzo, feldespatos y algunos anfíboles
y pìroxenos.
En esas condiciones bajo un clima
tropical subhúmedo que tiene lugar en la mayoría de las llanuras de
Cuba, en relieves relativamente jóvenes, el suelo se forma con
acumulación de mucho cuarzo, que queda residual en forma de arena,
mientras que los feldespatos y los anfíboles y piroxenos e intemperizan
dando lugar a la formación de arcilla, y los hidróxidos
correspondientes. La sílice no es tan abundante como en las rocas
intermedias y básicas, y se forma arcilla del tipo 2:1 en combinación
con 1:1, y el proceso de lavado tiende a ser más rápido por la
composición mineralógica y la textura más ligera que adquiere el suelo
en comparación con este mismo proceso sobre otros tipos de rocas
formadoras de suelo.
No obstante, en
profundidad, el suelo tiene un pH más alto que en superficie y no llega a
acidificarse sino al contrario el pH se hace más alcalino. Por esto, al
igual que con los suelos Pardos, si el suelo se erosiona, se vuelve más
alcalino en lugar de hacerse más ácido. Los datos mostrados en la Tabla 6, demuestran lo anteriormente descrito, para los distintos grados de erosión que pueden presentarse en estos suelos.
Incluso actualmente se ha reconocido que en
los suelos Ferralíticos Rojos y Rojos Lixiviados de la llamada “Llanura
roja de la Habana” está aumentando el pH 25;
para lo cual se elaboró una hipótesis, fundamentada en la degradación
del suelo por el cultivo continuado y el aumento de la temperatura media
en las llanuras de Cuba, ha aumentado 0,9 °C en los últimos 60 años 26.
Este
problema del aumento del pH en suelos Ferralíticos Rojos y Ferralíticos
Rojos Lixiviados, está afectando al cultivo del tabaco en las tierras
de la Empresa Tabacalera Lázaro Peña en Artemisa, por lo que se están
realizando investigaciones para disminuir el pH en estos suelos
aplicando turba ácida con muy buenos resultados 27,28.
Todo
esto contradice lo que se argumenta sobre la acidificación desmesurada
de los suelos en Cuba y el tenor de acidificación pronosticado para 15
años, como se planteó en el año 2001 15.
CONCLUSIONES
La
acidificación de los suelos en Cuba ocurre en los suelos Alíticos en
forma natural por el proceso de alitización y en forma antropogénica
cuando se produce en ellos el proceso de erosión.
Los
suelos Pardos Sialíticos de Cuba, se forman por el proceso de
sialitización, no se acidifican cuando se erosionan sino que en la
mayoría de los casos aumenta el valor de pH, al contrario, de lo que
ocurre con los suelos Alíticos.
Por lo
anterior, se demuestra que la acidificación por erosión en Cuba es
reducida solamente a los suelos Alíticos que son poco extensivos,
reducido solamente a áreas en regiones de Alturas de Pizarra en Pinar
del Río, en algunas partes de la Isla de la Juventud y en las
superficies estables antiguas de las regiones montañosas de Cuba.
Los
resultados de este trabajo demuestran que los datos relacionados con la
degradación por acidificación en los suelos de Cuba, su pronóstico y el
proceso que ocurre por la acidificación del suelo por erosión no son
válidos.
INTRODUCTIONOne
of the great challenges facing agriculture today is to guarantee the
food security of the population. For this, it is necessary to have soils
that have appropriate conditions to maintain agricultural production in
a sustainable way 1.
Soil
acidification is one of the negative processes that limit its
productivity. It can occur naturally and anthropogenic. It naturally
occurs in tropical regions due to the evolution of the soil, due to the
chemical-mineralogical transformations that occur due to weathering, in
time and space, with the stages of formation sialitization,
fersialitization, ferralitization and alitization, recognized by the
Cuban Soil Classification 2.
In
the alitization process, soils acquire a percentage greater than 50 %
due to changeable aluminum. It has caused that in recent years they are
classified independently at the first level in soil classifications; as
Alitic soils as in the Cuban Soil Classification 1, Alisols as in the World Reference Base soil classification 3 or at the Large Group level as it is in the Brazilian Soil Classification 4.
These
soils, in tropical regions, due to the presence of high amounts of
exchangeable aluminum, lead to limitations in the adequate development
of crops such as wheat (Triticum aestivum) and rice (Oriza sativa). There is a very high fixation of assimilable P2O5,
limitations for the development of microorganisms, toxicity created by
aluminum since it causes abnormal root development and pH conditions
that limit the assimilation of nutrients 5,6 .
Another
natural form of acidification of soils occurs in the rainier temperate
countries. With the loss of bases in the exchange complex, hydrogen
saturation occurs with the decrease in soil pH. This type of acidity is
less harmful than in the case of alitization.
In
Mexico, great attention is paid, to the problem of soil acidity and its
negative influence on agriculture. It has been determined that 7 % of
the country's surface (14 million ha) has soils with a pH equal to or
less than 6.5 and that the area under cultivation with acidic soils is
approximately 14 % of the total surface under cultivation 7. Most of these soils are located in tropical regions such as Veracruz, Tabasco, Oaxaca and Chiapas.
In
addition, it must be taken into account that Mexico is a country where
volcanism has a great influence on the formation of soils and that
volcanic ash in a humid tropical environment evolves rapidly, giving
rise to the accumulation of exchangeable aluminum in soils 8.
In
Colombia, there are also studies in relation to the acidity of the soil
in relation to exchangeable aluminum. For example, one of the most
common limitations in Colombian soils is related to the phenomena caused
by acidity, which is a consequence of the toxicity generated, mainly,
by interchangeable aluminum 9,10.
Other results on the effect of aluminum in different crops at the
experimental laboratory level are obtained, in the study of the growth
and root morphology of tolerant plants such as wheat (Triticum aestivum) and sensitive to high concentrations of aluminum and low values pH (around 4.0) 5. The development of the roots of the wheat plants (Triticum aestivum)
was in greater quantity and size than the tolerant ones could be
verified. Likewise, high amounts of Al were found in tropical regions
changeable in a highly weathered Oxisol 11.
Also
in this country, soil pH and nutrient availability are being for a very
important crop studied, for the Amazon region such as cocoa (Teobroma cacao) 12
Other studies are related to the
improvement of acid soils using different materials that lead to a
decrease in the acidity of the soil 9.
In
summary, in tropical soils the acidity is by the much-accentuated
weathering process caused, which results in the formation of high
amounts of changeable aluminum, which leads to the soils being highly
acidic (pH less than 4.5).
Despite the toxic
nature of aluminum in soils, there are results that show positive
aspects in this element, when applied with phosphoric rock in the
cultivation of strawberry (Fragaria vesca), but in experimental
conditions without soil. In this case, it is to aluminum attributed, a
beneficial action by solubilizing phosphorus from phosphoric rock and
raising its level as a nutrient available to the plant 13.
In
Cuba, the high concentration of changeable aluminum and therefore
acidity is found in soils classified as Alitic, for which one of the
indicators of the classification of these soils is the presence of a pH
equal to or less than 4.5, with a changeable aluminum content equal to
or greater than 50 %. This process is called alitization 2
and it manifests itself mainly on horizon B and is generally located in
the oldest soil formation regions of the Island such as the Alturas de
Pizarras, Pinar del Río, Isla de la Juventud and in the stable regions
of the Nipe - Sagua - Baracoa, Sierra Maestra and Escambray mountain
ranges.
According to some authors, the formation of acidic soils by anthropogenic influence takes place 14 when:
There is development of acid rains in countries with high industrialization
Intensive application of residual acid fertilizers such as nitrates and sulfates
Erosion in soils with acidic pH in the middle and lower part of the profile
In recent years, it is argued that the
acidification of soils in Cuba occurs intensely with the erosive
process. In our opinion manifests itself well in Alitic soils, but is
exaggerated in relation to the extent of soils degraded by acidity (3.4
million ha; 40.3 % of the territory of Cuba) and with the estimated
growth of soil acidification for the next 15 years of 2.9 % of the
agricultural area 15. There are even
authors who affirm the following: Among the factors that most influence
the acidification of Cuban soils, erosion is considered, since large
amounts of soil are lost and with it, significant base losses, among
which calcium and magnesium due to its greater relative abundance with
respect to total bases. This causes an increase in the concentration of H+
ions, lowering the pH levels and increasing the acidification of the
soil. According to data from the Soil Institute, 51 % of the total area
of acidic soils is eroded, which is evidence of the incidence of the
factor that is analyzed 16.
Taking
into account the foregoing, this work aims to demonstrate that the
soils of the Brown Sialitic Grouping, which are the most extensive in
Cuba (3,355,800 ha; 21 % of the territory) 17
and highly susceptible to erosion, they are not acidified by the
erosive process, but on the contrary, the pH increases with depth.
MATERIAL AND METHODSResults of Brown soil characterization were from different publications taken 18-21.
From
these results, data were taken from 71 profiles of Sialitic Brown
soils, 52 of them from Brown soils and 19 from Grayish Brown soil (Table 1).
The analytical results shown were by the following analytical methods determined.
pH by potentiometry with the ratio soil water 1:2
Changeable acidity by the Sokolov method
Bases changeable by extraction with ammonium acetate
Base change ability by extraction with ammonium acetate and saturation with sodium acetate
Base saturation degree by calculation method
RESULTS AND DISCUSSIONNatural
acidification of soils is a process that occurs over time through the
action of weathering, being more intense in tropical climates,
especially humid tropical ones. In studies carried out in Colombia, it
is stated that the nature of acidity in tropical soils is produced by
weathering when the bases in clays are replaced by aluminum, this
element being the cause of acidity in most soils tropical 10.
For
the soils of the Amazon it is stated that: Acidic soils are known to be
found above all in the tropical strip, Amazonian soils are acidic,
generally poor in nutrients and have a low retention potential,
especially calcium, potassium and phosphorus . Thus, the soils of the
Vaca Diez province are characterized by their low fertility, good
internal and external drainage, frank and loamy clay texture, good
surface and internal drainage, effective depth greater than one meter,
very acid pH (3.7) to moderately acidic (5.5) and a greater use capacity
for forest production 22.
Despite
the fact that aluminum acidity has been found to be toxic to soils,
there are results of the application of aluminum accompanied by
phosphoric rock, to dissolve phosphorus by acidity, in strawberry
cultivation, although in hydroponic conditions 12.
At
the present time in many texts it is stated that acidification of soils
is related to erosion and that many soils when eroded are acidified.
This can really happen in Alitic soils. As an example, the data from a
non-eroded Alitic soil profile (Table 2) studied in San Juan and Martínez, Pinar del Río are presented below 23.
Another highly acidic soil profile in
pre-mountainous regions of the Alturas de Pizarras in Pinar del Río,
also shows the enrichment in acidity and changeable aluminum in the
middle and lower part of the profile (Table 3) 18.
The same occurs with the Alitic soils that
appear in stable and ancient parts of the mountainous regions, such as
the PDG-5 profile, taken in the Sierra Maestra (Table 4) 24.
As can be seen in these three soil
profiles, they present a very acid reaction, especially in the middle
part, with a lot of changeable aluminum. Its formation is natural due to
the alitization process in time and space. If they erode, the acidity
increases, they appear in the upper part of the profile, the clayier and
more acidic horizon B, with a high content of changeable aluminum. That
is, the Alitic soils are formed by a natural process of soil formation,
called alitization 1 and are distributed
both in Alturas de Pizarras, as well as in the part of San Juan and
Martínez in Pinar del Río, as well as in the mountainous massifs of
Cuba. For them, the accumulation of exchangeable aluminum in a
percentage greater than or equal to 50 % is common, mainly in the middle
and lower part of the profile; with very acidic reaction. They, by
their nature and the relief conditions, are very vulnerable to erosion;
thus, when they are eroded, the acidity increases, due to a relative
acidification of the soil. Therefore, acidification of soils by erosion
is valid for the Alitic soils of Cuba. However, not all soils that are
eroded have this problem.
In order to know if
this problem is extensive, it would be necessary to determine the area
of eroded Alitic soils. In this case, in the first place, it would be
necessary to see what surface these soils occupy in Cuba, since many
mountainous soils are not cultivated and if they are the cultivation of
coffee or cocoa, which are permanent plantations that tend to enrich the
organic matter content of the soil. Furthermore, Alitic soils occupy
relatively little extensive surfaces in Cuba.
However,
this same problem does not occur in the Brown Sialitic soils, which are
the most extensive in Cuba, in wavy-ridged, pre-mountainous and
mountainous reliefs 17.
It must first considers the process of formation of these soils, which is sialitization called 1.
Due to this process, the decomposition of the primary minerals results
in the formation of clay, with bases such as calcium, magnesium,
potassium and sodium in the form of hydroxides, which initially leads to
an alkaline pH, later with the weather and over time the soil is
washed, partly with silica and with bases, the pH being less alkaline.
The most important thing is the formation of clay of the smectite type,
in conditions of pH between 6.5 and 7.5. In the deeper layers, with BC
and C-horizon, the weathering is less intense, so the pH tends to be
higher.
Taking into account the above, in this
work 71-soil profiles of the Brown Sialitic Grouping are analyzed, which
include the Brown and Greyish Brown types (Table 1).
The degree of erosion and its correspondence with the pH values in each
of the types of these soils were determined, also in relation to the
type of source material. These results are set forth below in Table 5.
The
data obtained shows that, in all cases, with depth the pH value
increases or remains almost the same instead of decreasing. This shows
that, if these soils are eroded, they increase in pH instead of
decreasing, very different from what is proposed that with erosion the
acidity of the soil increases 16.
In the case of the genetic type of
gray-brown soil, they are also formed by the sialitization process, but
edaphogenesis occurs under conditions of a very particular type of rock
that is made up of acidic rocks (in Cuba mainly granitoid rocks), rich
in quartz, feldspars and some amphiboles and pyroxenes. In these
conditions under a sub-humid tropical climate that takes place in most
of the plains of Cuba, in relatively young reliefs, the soil is formed
with accumulation of a lot of quartz, which remains residual in the form
of sand, while feldspars and amphiboles and pyroxenes and weathering
resulting in the formation of clay, and the corresponding hydroxides.
Silica is not as abundant as in intermediate and basic rocks, 2:1 type
clay is in combination with 1:1 formed, and the washing process tends to
be faster due to the mineralogical composition and lighter texture than
it acquires the soil compared to this same process on other types of
soil-forming rocks.
However, at depth the soil
has a higher pH than on the surface and does not become acidic, on the
contrary, the pH becomes more alkaline. This is why, as with brown
soils, if the soil erodes, it becomes more alkaline rather than more
acidic. The data shown in Table 6, demonstrate the above described, for the different degrees of erosion that can occur in these soils.
Even now, it has been recognized that in
the Ferralitic Red and Red Leachate soils of the so-called "Red Plain of
Havana" the pH is increasing 25. For
this, a hypothesis was, based on the degradation of the soil developed
by continued cultivation and the increase in the average temperature in
the plains of Cuba 26 it has increased 0.9 ºC in the last 60 years.
This
problem of the increase in pH in Ferralitic Red and Ferralitic Red
Leachate soils is affecting tobacco cultivation in the lands of the
Tobacco Company Lázaro Peña in Artemisa, for which reason research is
being to decrease the pH in these soils carried out by applying acidic
peat with very good results (27, 28).
All
this contradicts what is argued about the excessive acidification of
the soils in Cuba and the tenor of acidification predicted for 15 years,
as it was proposed in 2001 15.
CONCLUSIONS
Acidification
of soils in Cuba occurs in Alitic soils naturally by the alitization
process and anthropogenic when the erosion process occurs in them.
The
Brown Sialitic soils of Cuba are by the sialitization process formed,
they do not acidify when they are eroded, but in most cases, the pH
value increases, on the contrary, what with Alitic soils occurs.
From
the above, it is shown that acidification by erosion in Cuba is reduced
only to Alitic soils that are not very extensive, reduced only to areas
in the Alturas de Pizarra regions in Pinar del Río, in some parts of
Isla de la Juventud and on the old stable surfaces of the mountainous
regions of Cuba.
The results of this
work demonstrate that the data related to degradation by acidification
in Cuban soils, its prognosis and the process that occurs due to soil
acidification by erosion are not valid.