Caracterización de la podzolización en ambiente boreal templado y tropical y su influencia en la inmovilización de metales (Al, Fe y Pb)

Ca ac e ización de la podzolización en ambien e bo eal
emplado y opical y su in luencia en la inmo ilización de
me ales (Al, Fe y Pb)
Mª C uz Fe o Vázquez
San iago de Compos ela, en sep iemb e de 2010
DEPARTAMENTO DE EDAFOLOXÍA E QUÍMICA
AGRÍCOLA
D. An onio Ma ínez Co izas, Ca ed á ico de Eda ología y Química Ag ícola de la Facul ad
de Biología de la Uni e sidad de San iago de Compos ela,
INFORMA:
Que la p esen e memo ia, i ulada “Ca ac e ización de la podzolización en ambien e
bo eal, emplado y opical y su in luencia en la inmo ilización de me ales (Al, Fe y
Pb)” que pa a op a al g ado de Doc o a en Ciencias Biológicas p esen a Mª C uz Fe o
Vázquez, ha sido ealizada bajo su di ección en el Depa amen o de Eda ología y
Química Ag ícola de la Facul ad de Biología, Uni e sidad de San iago de Compos ela.
Conside ando que ep esen a abajo de Tesis, da el is o bueno pa a su p esen ación
an e la Comisión de Doc o ado de la Uni e sidad de San iago de Compos ela.
Y pa a que cons e, expide el p esen e in o me en San iago de Compos ela, a 8 de
sep iemb e de 2010.
Fdo. D . D. An onio Ma ínez Co izas
DEPARTAMENTO DE EDAFOLOGÍA Y QUÍMICA
AGRÍCOLA
Pa e de la in es igación ecogida en es e abajo ha sido inanciada median e los p oyec os:
Recons ucción de la e olución espacio- empo al de la con aminación a mos é ica po me ales pesados
en el No e de España. (REN2003-09228-C02-01).
O papel dos solos acedos no secues o de compos os haloxenados (de Cl, B e I) e me ais pesados (Pb).
(PGIDIT 07 PXIB 200011PR).
y ha sido pa cialmen e p esen ada en:
Fe o Vázquez, C.; Nó oa Muñoz, J.C.; Cos a Casais, M.; Fe ín P ie o, C. &. Ma ínez Co izas, A.: Lead
pollu ion and podzolisa ion in NW Spain. EGU Gene al Assembly, Vienna, 2006. Pós e . Publicación del
esumen en: Geophysical Resea ch Abs ac s. Volume 8, 07156, 2006.
Ma ínez Co izas, A.; Fe o Vázquez, C.; Fe ín P ie o, C. & Cos a Casais, M.: Halogens (Cl and B )
accumula ion in podzols om NW Spain. EGU Gene al Assembly, Vienna, 2006. Pós e . Publicación del
esumen en: Geophysical Resea ch Abs ac s. Volume 8,
Fe o Vázquez, C.; Nó oa Muñoz, J.C.; Cos a Casais, M.; Fe ín P ie o, C.; Klaminde , J.; Bindle , R. &.
Ma ínez Co izas, A.: Pb de con aminación y podsolización en el NW de la Península Ibé ica. II Cong eso
Ibé ico de la Ciencia del Suelo., Huel a, 2006. P esen ación o al y de ensa. Publicación del esumen en:
N. Bellin an e y A. Jo dán (eds.), 2007: Tendencias ac uales de la ciencia del suelo, 8. ISBN:
978-84-690-4129-1. SE-952-07.
Nó oa Muñoz , J.C., Fe o-Vázquez, C., Cos a-Casais, M., Klaminde , J., Bindle , B., Ma ínez-
Co izas,A.: F accionamien o ampliado del aluminio en podzoles mues eados con al a esolución. II
Cong eso Ibé ico de la Ciencia del Suelo, Huel a, 2006. Pos e . Publicado en: N. Bellin an e y A. Jo dán
(eds.), 2007: Tendencias ac uales de la ciencia del suelo, 8, ISBN: 978-84-690-4129-1.
SE-952-07
Fe ín P ie o.; Fe o Vázquez, C.; Cos a Casais, M.; Nó oa Muñoz, J.C.; Klaminde , J.; Bindle , R. &.
Ma ínez Co izas, A.: Acumulación de B en Podzoles. II Cong eso Ibé ico de la Ciencia del Suelo,
Huel a, 2006. Pos e . Publicado en: N. Bellin an e y A. Jo dán (eds.), 2007: Tendencias ac uales de la
ciencia del suelo, 8, ISBN: 978-84-690-4129-1. SE-952-07
Ma ínez A., Fe o C., Kaal J., Gil edde B., Bies e H.: Dis ibución de Cl, B y I en dos podzoles del NW
de España. XXVII Reunión Nacional de Suelos de la SECS. Huesca, 2009. Pós e .
ÍNDICE GENERAL
In oducción gene al
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización
bajo condiciones bo eales, empladas y opicales.
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles.
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su
elación con la podzolización.
Conclusiones gene ales
Apéndice I. Pi og amas de ACB-I
Apéndice II. Relación de p oduc os de pi ólisis cuan i icados
Apéndice III. Fo og a ías de las mues as de ACB-I.
Ag adecimien os
Pág.
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159
163
169

In oducción Gene al
Los podzoles ocupan unos 485 millones de hec á eas en odo el mundo (D iessen e al., 2001). Se desa ollan
p incipalmen e en climas íos y húmedos (e.g., McKeague e al., 1983; Wiechmann, 1983), especialmen e en zonas
bo eales. De hecho, las p incipales á eas en las que se dis ibuyen es án en Escandina ia, el no oes e de Rusia y Canadá
(Commission o he Eu opean Communi ies, 1985; FAO-UNESCO, 2002; Fig. 1). También son ecuen es en zonas de
mon aña, a di e sas la i udes. Pueden o ma se en zonas empladas y emplado-húmedas sob e ma e iales de pa ida de
ex u a g uesa, icos en cua zo y pob es en Fe y elemen os básicos, bajo ege ación acidi ican e. También pueden o ma se
podzoles en algunas egiones húmedas o hipe húmedas en la i udes opicales y ecua o iales (donde ocupan
ap oximadamen e 10 millones de hec á eas). En los ópicos a icanos, se han encon ado podzoles en la cuenca del Río
Congo (Angola, Zambia, N Bo swana). También en Asia, (en Indonesia, Bo neo o Suma a) y Aus alia (cos a S y E). En
Sudamé ica, se desa ollan podzoles en la cuenca del Amazonas y del Río Neg o y en la cos a o ien al. La o mación de
podzoles en la i udes opicales es á asociada a ambien es edá icos con sa u ación híd ica.
Los podzoles o espodosoles es án de inidos en odos los sis emas de clasi icación con c i e ios simila es. La Wo ld
Re e ence Base o Soil Resou ces (WRB) (IUSS Wo king G oup WRB, 2006) incluye a los podzoles como uno de los 32
g upos de e e encia. En es e sis ema de clasi icación se de inen po la exis encia de un ho izon e spódico en los 200 cm
supe io es del suelo. Un ho izon e spódico " iene: (1) un pH (1:1 en agua) meno de 5.9 en el 85% o más del ho izon e a
menos que se a e de un suelo cul i ado, y (2) un con enido de ca bono o gánico de 0.5% o más, o una densidad óp ica del
ex ac o de oxala o (ODOE) de 0.25 o más en alguna pa e del ho izon e" (IUSS Wo king G oup WRB, 2006).
Adicionalmen e, se es ablecen unos eque imien os mínimos de colo ojo u oscu o. Si no exis e un ho izon e álbico sob e el
spódico, debe cumpli se uno de los en e cinco c i e ios adicionales de cemen ación, ecub imien os, can idad de Al y Fe
ex aíbles en oxala o, ODOE o alue o lamelas de Fe en un espeso de 25 cm o más. La secuencia ípica de ho izon es en
los podzoles es: un ho izon e supe icial H u O y/o un ho izon e mine al A, un E elu ial blanquecino y un B de colo oscu o
de o igen ilu ial (Bh, Bhs o Bs), con acumulación de Al y/o Fe con can idades a iables de ma e ia o gánica (Wilcken e al.,
1997; Soil Su ey S a , 1999; an B eemen and Buu man, 2002).
A pesa del g an núme o de es udios que exis en sob e podzolización, algunas de las eo ías que explican el p oceso son
con adic o ias, y algunos aspec os undamen ales de la podzolización y de la a iabilidad del p oceso con elación a las
condiciones ambien ales p ecisan aún de in es igación, al y como se expone en muchos abajos ecien es sob e es e ema
( an Hees e al., 2000; Lunds öm e al., 2000; Buu man e al., 2005; Buu man e al., 2008; Buu man y Jongmans, 2005,
2008; Saue e al., 2007; Nie op e al., 2008). Las eo ías ac uales pa a explica es e p oceso se pueden esumi en dos
endencias. La p ime a de ellas asume la o mación, anspo e y p ecipi ación de complejos de ácidos o gánicos con Al y/o
Fe. La inmo ilización en el ho izon e ilu ial se p oduci ía, bien po p ecipi ación/adso ción de complejos o ganome álicos
(debida a la disminución de ca ga nega i a causada po el inc emen o de la sa u ación de la capacidad de complejación de
los ácidos du an e su mig ación), o bien po deg adación mic obiana de los complejos o gánicos du an e la mig ación,
seguida de la p ecipi ación de ases ino gánicas de Al y Fe (Lunds öm e al., 2000b) y pos e io adso ción de ma e ia
o gánica a es as supe icies ino gánicas. La o a endencia p escinde del papel de los compues os o gánicos como agen es
en el mecanismo de elu iación, y asume que el anspo e de Al se p oduce median e la o mación y mig ación de soles
ino gánicos de (p o o-)imogoli a, que p ecipi an en el ho izon e B spódico. La acumulación de ma e ia o gánica se p oduci ía
pos e io men e, debido a la adso ción de sus ancias o gánicas a es as supe icies ino gánicas p e iamen e p ecipi adas
(Ande son e al., 1982, Fa me y Lumsdon, 2001). Po lo an o, el papel de las o mas de Al y Fe, que mig an y se acumulan,
y de la ma e ia o gánica son aspec os undamen ales en el p oceso y oda ía no es án cla as. La na u aleza, can idad y
eac i idad de las o mas o gánica y la mane a en que se asocian con los me ales du an e la eda ogénesis son de g an
ele ancia y condicionan las ca ac e ís icas mo ológicas, ísicas y químicas de los podzoles.
P obablemen e, la coexis encia de las dis in as eo ías sob e la podzolización iene su o igen en que los p ocesos median e
los que se p oduce son dependien es de las condiciones ambien ales. Po es e mo i o, es impo an e la compa ación de los
mecanismos conc e os median e los que ocu e la podzolización en dis in os ambien es, y a a de iden i ica los p ocesos
comunes y los di e enciado es en las zonas bo eal, emplada y opical.
En es e abajo se p esen an los esul ados del es udio de sie e podzoles de dis in as la i udes. Dos de ellos desa ollados
en ambien e bo eal, ambos sob e el mismo ma e ial de pa ida, y bajo la misma cubie a ege al y condiciones climá icas. El
iempo de e olución ambién es idén ico y sólo di ie en en las condiciones de d enaje. O os dos suelos ue on mues eados
en la zona emplada, ambos desa ollados bajo idén icas condiciones, sal o le es di e encias en la mic o opog a ía. Po
Ca ac e ización de la podzolización en ambien e bo eal emplado y opical y su in luencia en la inmo ilización
de me ales (Al, Fe y Pb)
3
úl imo, se es udia on es suelos o mados en ambien e opical, sob e sedimen os ma inos de na u aleza cua zosa de dos
o maciones li o ales dis in as, una de ellas pleis ocena y o a holocena, aunque con una composición mine alógica simila .
Los es suelos p esen an el mismo ipo de ege ación y la hid ología y el iempo de o mación se conside an en es e caso
los p incipales ac o es di e enciado es. La ap oximación me odológica u ilizada empieza po un mues eo muy de allado.
T adicionalmen e, el es udio e in e p e ación de la can idad y dis ibución de las o mas o gánicas e ino gánicas de Fe y Al
ha es ado limi ada po el uso de una o dos mues as de cada ho izon e de suelo iden i icado en el campo, de al o ma que
los esul ados ob enidos no e idencian necesa iamen e las ca ac e ís icas ni la magni ud de los p ocesos, o en el mejo de
los casos o ecen esul ados p omedio, ob iando las a iaciones in aho izon e. La u ilización de un mues eo sis emá ico de
al a esolución nos pe mi e una base de da os amplia, que acili a una in e p e ación más ealis a de la podzolización y su
a iabilidad, dada la con inuidad e ical in ínseca al p oceso, y le con ie e signi icación es adís ica a los esul ados
ob enidos. És os esul ados se discu en pa a cada uno de los es ambien es: bo eal, emplado y opical, y ambién se lle a
a cabo la compa ación del p oceso de podzolización desde un pun o de is a la i udinal, es deci , iden i icando simili udes y
di e encias en el p oceso en e las es zonas.
En la p ime a pa e del abajo, capí ulo 1, se a a de ca ac e iza el p oceso de podzolización desde el pun o de is a de la
mo ilización e inmo ilizacón de me ales y ma e ia o gánica, in en ando iden i ica las acciones suscep ibles de se
ilu iadas. Con es o se busca conoce los mecanismos implicados, los ac o es que a ec an a su in ensidad y el ipo de
compues os que in e ienen, bajo dis in as condiciones ambien ales. Pa a es o se lle ó a cabo el accionamien o de Al, Fe
y Si, u lizando las ex acciones selec i as adicionales (McKeague e al., 1971) y ampliando el es udio del accionamien o
del Al median e el uso ex ac an es de las acciones de complejos o ganoalumínicos según su g ado de es abilidad.
No obs an e, el Fe y el Al no son los únicos me ales suscep ibles de se mo ilizados y acumulados du an e la podzolización.
Du an e el p oceso se conside a que, acoplado al anspo e de Fe y Al en los ho izon es elu iales, se p oduce el anspo e
de o os me ales, conc e amen e de Pb, asociado a los compues os o gánicos (Tyle , 1981; Be gk is , 1987; Dö y Munnich,
1991; Johansson e al., 1995; Wang y Benoi , 1996). Es e anspo e de Pb desde la supe icie del suelo hacia capas más
p o undas iene, además de su in e és desde el pun o de is a eda ogené ico, g an ele ancia ecológica. Dado que el Pb es
un me al oxico y uni e salmen e dis ibuído po deposición a mos é ica en los úl imos siglos en g andes can idades, la
libe ación ápida de Pb desde los ho izon es supe iciales hacia mayo es p o undidades, p oduce bene icios ecológicos
inmedia os en es as capas del suelo, en las que se desa olla la mayo pa e de la ac i idad biológica. Sin emba go, el
anspo e en p o undidad del Pb libe ado puede e en ualmen e p o oca que és e alcance los acuí e os sub e áneos y
consecuen emen e gene a iesgos ecológicos y de salud pública. Ac ualmen e hay con o e sia ace ca de la inmedia ez y
magni ud de es e iesgo.
El mecanismo de anspo e de Pb en el suelo no ha sido de e minado de o ma di ec a, pe o muchas in es igaciones
demues an que la ma e ia o gánica, an o en suspensión como disuel a, puede adso be Pb y se ía la esponsable de su
mo ilidad (Do y Munnich, 1989, 1991; Mille and F iedland, 1994; Wang y y Benoi , 1997; Semlali e al., 2001; Tipping e
al., 2003). En la medida en que el anspo e de Pb es á, en p ime a ins ancia, con olado po su unión a coloides o gánicos
(Mille y F iedland 1994), la na u aleza y asa de descomposición de la ma e ia o gánica en la supe icie del suelo es un
ac o impo an e en el mo imien o del Pb. También su eac i idad, en elación a o os adso ben es de me ales, ales como
óxidos de Fe, es impo an e pa a el accionamien o del Pb. Además, o os ac o es pueden a ec a a la asa de anspo e
di ec a o indi ec amen e, como la empe a u a, el pH, la deposición de N y el apo e de aniones y ca iones median e
deposición húmeda o seca. Po lo an o, la concen ación y acumulación de Pb en los dis in os ho izon es a ia á en unción
de la can idad de Pb que con enga el ma e ial de pa ida, de la que llega al sis ema desde uen es ex e nas al mismo y de
las condiciones ambien ales, que a su ez condicionan el p oceso de podzolización.
El capí ulo 2 se dedica a la ca ac e ización de los mecanismos de mo ilización e inmo ilización del plomo en podzoles en
los dis in os ambien es. Median e el análisis de las co elaciones en e la concen ación y acumulación de Pb en es os
suelos y las dis in as acciones de Fe y Al, a a emos de econoce los compues os a los que se asocia el Pb ( an o
geogénico como an opogénico) en es os suelos y cuáles son los mecanismos de anspo e y acumulación de Pb du an e el
p oceso de podzolización. Además, se a a á de e alua la in ensidad de la con aminación po Pb en cada una de las es
localizaciones y has a dónde ha pene ado en el suelo, en elación a los iesgos ecológicos po enciales. Pa a es o se
analiza la composición iso ópica del Pb en los sie e suelos, a ando de es ablece has a qué p o undidad ha sido
4
1.1 INTRODUCCIÓN
El é mino Podzol (del uso под/pod=bajo, зола/zola=ceniza; Glinka, 1926) hace e e encia al ho izon e de colo g isáceo
que ecuen emen e apa ece en es e ipo de suelos. Es deci que, inicialmen e, los podzoles se de inie on con espec o a su
mo ología, basándose en la exis encia de un ho izon e elu ial, sin disc imina el p oceso de o mación del mismo. Con el
iempo, la ce eza de la elación en e los ho izon es elu iales y los ilu iales p o ocó una e isión del concep o inicial, y el
es ablecimien o de una dis inción en e los suelos con ilu iación de a cillas y los que p esen an mig ación de o os
compues os (o gánicos o ino gánicos) como los podzoles. La podzolización igu a en odos los sis emas de clasi icación de
suelos, con de iniciones semejan es en odos ellos excep o en el sis ema uso (Buu man, 1984). En es e abajo
u iliza emos la de inición de podzol de la IUSS, G upo De T abajo WRB (2007), según la cual un podzol es á ca ac e izado
po la p esencia de un ho izon e spódico (del G . spodos, ceniza de leña) que es un ho izon e subsupe icial que con iene
sus ancias ilu iales amo as compues as de ma e ia o gánica y aluminio, con o sin hie o. Los ma e iales ilu iales se
ca ac e izan po una al a ca ga pH dependien e, y ele adas supe icie especí ica y e ención de agua. Así, el p oceso de
podzolización inclui á odos los mecanismos y eacciones implicadas en la o mación de un ho izon e spódico, que son la
acumulación de ma e ia o gánica en el ho izon e supe icial, la ado y acidi icación de los ho izon es elu iales, al e ación
mine al, anslocación de compues os o gánicos, Al y Fe y la acumulación de una compleja mezcla de componen es de bajo
g ado de o den, en e los que se incluyen complejos me al-humus y/o alumino-silica os no c is alinos.
Ecología de la podzolización
Las condiciones climá icas condicionan el p og eso de la podzolización (Schae zl y Isa d, 1996; Lunds om e al, 2000). Los
podzoles son el ipo de suelo dominan e en la zona bo eal, pe o se desa ollan ambién en o as la i udes, si los demás
ac o es eda ogené icos son a o ables. La exis encia, al menos du an e algunos meses, de un exceden e híd ico disponible
pa a la pe colación de e mina la dis ibución geog á ica de los podzoles. Un dé ici en la p ecipi ación e i a la lixi iación de
sus ancias solubles y, po lo an o, el p oceso de podzolización se e ue emen e limi ado en es as condiciones, mien as
que un p ecipi ación su icien e conduci á a descalci icación, acidi icación y podzolización en un suelo bien d enado; más
ápidas cuan o mayo sea el exceso de p ecipi ación. Asumiendo un égimen híd ico simila , la descomposición de la
ma e ia o gánica a ia á en elación a la empe a u a del suelo. Po lo an o, la o mación de los podzoles iene ambién un
componen e es acional (Schae zl, 1990).
El desa ollo de un podzol es más p obable sob e ma e iales de pa ida de ex u a anco-a enosa o más g uesa (S eila y
Pond, 1989), o mados po mine ales cuyos p oduc os de al e ación son ácidos (cua zo, eldespa os, micas) y con escaso
con enido en a cillas. Es os ma e iales po osos pe mi en la mig ación de agua, solu os y coloides o gánicos y mine ales.
Según Cheswo h (1973), el e ec o del ma e ial de pa ida en el desa ollo de un podzol disminuye con el iempo, a medida
que el sis ema se ap oxima al esidual. Su o mación se e a o ecida po una ege ación acidi ican e, de coní e as o
ma o al (Buol e al., 1989; No nbe g, 1993), aunque ambién pueden desa olla se bajo ege ación caduci olia (Dimbley y
Gill, 1955). Es e ipo de ege ación ep esen a una uen e de ma e ia o gánica en la que los p oduc os de la descomposición
a o ecen el desa ollo ápido de los podzoles. Incluso exis en especies (Aga his aus alis, Tsuga canadensis) que se
ca ac e izan po ene una g an capacidad podzolizan e, a consecuencia de la composición química de la hoja asca que
p oducen. Adicionalmen e, el uso del suelo puede ene ambién una impo ancia signi ica i a en el desa ollo de los
podzoles, en la medida que a ec a a las condiciones eda ogené icas. Un cambio de uso del suelo puede p oduci an o una
acele ación de la podzolización (Dimbley, 1962; Willis e al., 1995) como una despodzolización (Willis e al., 1997).
Los podzoles se o man sob e o mas opog á icas di e sas, an o sob e pendien es ue es, dando luga a podzoles bien
d enados, como sob e supe icies llanas o pies de lade a, en cuyo caso pueden se podzoles desde bien d enados a
hid omo os. También apa ece án podzoles con dis in os g ados de hid omo ía cuando exis en capas cemen adas que
impiden el d enaje, man eniendo una capa eá ica colgada, que p o oca á asgos de educción en el suelo.
En suelos con empe a u as al as, como en egiones opicales, las condiciones hid omo as son undamen ales pa a que se
p oduzca el p oceso de podzolización, impidiendo la ac i idad mic obiana y aumen ando el iempo de esidencia de la
ma e ia o gánica (Buu man y Jongmans, 2002, 2005). Es o a o ece el man enimien o de la es abilidad es uc u al y la
p ese ación de los suelos que ienen condicones de sa u ación híd ica la mayo pa e del año (And iesse, 1969).
La elocidad a la que se o man los podzoles es di ícil de de e mina . El p oceso de o mación en la i udes al as su ge de
o ma na u al as la glaciación (9000-13000 años BP) y la e olución del ecosis ema hacia bosque bo eal. En zonas más
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales

me idionales, la de o es ación del bosque y la pos e io ocupación de és e po coní e as y ma o al, pa ecen habe
a o ecido la podzolización. En cie as á eas, es e p oceso an ópicamen e inducido hab ía comenzado hace unos 3000
años (Dimbley, 1962).
La asa de o mación de podzoles ha sido es udiada median e c onosecuencias: según Ugolini (1968) el iempo de
o mación necesa io pa a el desa ollo de un ho izon e elu ial sob e ma e ial mo énico en Alaska es de 150-250 años. En
Vancou e , Single on y La kulich (1987) encon a on que un ho izon e spódico se di e encia en 350 años sob e a enas
g aní icas, en condiciones empladas e hipe húmedas (3200 mm). En condiciones más secas y ías, se obse a
di e enciación de ho izon es po el p oceso de podzolización en 330-1000 años (Pe äja-Ronkainen e al., 1992; S a , 1991).
Según F azmeie y Whi eside (1963), pa a la di e enciación de un podzol en la cuenca del Lago Michigan son necesa ios
8000 años, mien as que pa a Ba e y Schae zl (1992), son necesa ios 4000-10000 años. En a enas calcá eas de la Bahía
de Hudson, P o z e al. (1984) es ima on necesa ios 2000-2500 años pa a la o mación de un podzol.
Mecanismos de mo ilización-inmo ilización de sus ancias
A pesa del g an núme o de es udios que exis en sob e podzolización, algunas de las eo ías que explican el p oceso son
con adic o ias, y algunos aspec os undamen ales de la podzolización y de la a iabilidad del p oceso con elación a las
condiciones ambien ales p ecisan aún de in es igación, al y como se expone en muchos abajos ecien es sob e
podzolización ( an Hees, 2000; Lunds öm, 2000; Buu man e al., 2005; Buu man y Jongmans, 2005; Saue e al., 2007;
Buu man e al., 2008).
En la ac ualidad, se discu en a ios posibles mecanismos pa a explica el p oceso. La hipó esis clásica de adso ción-
p ecipi ación, ambién llamada eo ía del ul a o (McKeague e al., 1971,1978; Pe e sen, 1976), p opone que ácidos
o gánicos de peso molecula ela i amen e al o libe ados en el ho izon e O o man complejos con Al y Fe, c eando un
ho izon e elu ial E (Mokma y Buu man, 1982; Buu man y an Reeuwijk, 1984; Ugolini y Dahlg en, 1986; Lunds öm e al.,
1993; Van Hees e al., 2000; Lunds öm e al., 2000; Buu man y Jongmans, 2002, 2005). La inmo ilización de es os
compues os en el ho izon e ilu ial se debe ía a un mecanismo de adso ción-p ecipi ación de los complejos o ganome álicos,
debido a un aumen o su icien e de la elación me al/C (McKeague e al., 1971,1978; Pe e sen, 1976; Buu man, 1985; Nie op
e al, 2002; Jansen e al., 2003), causada po la adición de nue os á omos de me al a los complejos du an e el anspo e en
p o undidad, o bien po un inc emen o del pH (Buu man, 1984; Gus a sson e al., 1995; Jansen e al., 2005). La o mación
de p oduc os ino gánicos ocu i ía in si u po la decomposición de la ma e ia o gánica acumulada en los ho izon es B,
libe ando Al y Fe que eaccionan con el Si pa a o ma ma e iales alo ánicos (Buu man y an Reeuwijk, 1984).
Recien emen e, Buu man y Jongmans (2002, 2005) apo a on una nue a in e p e ación del p oceso de acumulación de
compues os o gánicos. Según es os au o es, la acumulación de ma e ia o gánica en los ho izon es B no es necesa iamen e
debida a la sa u ación de los complejos o gánicos y co-p ecipi ación. En suelos ela i amen e icos, la ma e ia o gánica
disuel a se descompone ápidamen e po la acción mic obiana y la acumulación en los ho izon es B es á dominada po
ma e ia o gánica de i ada de las aíces (ma e ia o gánica polimó ica). En los suelos más pob es o hid omo os, donde la
ac i idad mic obiana es inhibida po la acidez o la al a de oxígeno, sí pueden acumula se can idades conside ables de
ma e ia o gánica en o ma de ecub imien os o gánicos monomó icos. La o mación y c ecimien o del ho izon e E se
debe ía a la solubilización de me ales po la ma e ia o gánica disuel a y la mine alización de la ma e ia o gánica acumulada
p e iamen e que ha pe dido la p o ección de los me ales complejados.
Ugolini y Dahlg en (1986, 1991) p opusie on una modi icación de la eo ía del ul a o, según la cual la o mación de
imogoli a/alo ana end ía luga median e la p opia al e ación in si u en el ho izon e Bs debida a la libe ación de ácido
ca bónico p oducido po la descomposición de los ácidos o gánicos, o po combinación de Si con el Al que se libe a del
ligando o gánico en su mine alización, en lo que se denomina eo ía del ul a o-bica bona o. Según es os au o es, la pa e
supe io del suelo (O, E y Bhs) es á dominada po complejos o ganome álicos que se compo an de acue do con la eo ía
clásica, po lo an o los complejos o ganome álicos son los esponsables de la o mación del ho izon e Bhs. Sin emba go, en
el compa imen o in e io (Bs, BC y C), la al e ación química in si u mediada po el ácido ca bónico se ía una uen e de Al,
Fe y Si más impo an e que el anspo e e ical (Dahlg en y Ugolini, 1989; Ugolini y Sle en, 1991). La dinámica del Al y Si
es a ía gobe nada po el equilib io con la imogoli a y el hid oxi-Al in e capa en los silica os 2:1. Es e mecanismo se ía
pa icula men e impo an e en suelos desa ollados sob e ma e iales ácilmen e al e ables (po ejemplo e as olcánicas) y
con al as pCO2 en el ho izon e spódico, y con un pH>5, pa a que el ácido ca bónico enga una mayo capacidad de
al e ación que los ácidos o gánicos.
In oducción
12
En la eo ía de la biodeg adación, los ligandos o gánicos, p incipalmen e ácidos o gánicos de bajo peso molecula , son
descompues os mic obiológicamen e du an e la mig ación en p o undidad, libe ando Fe y Al iónicos que p ecipi an omando
ases ino gánicas Al–Si–OH y Fe–OH como ma e iales alo ánicos (ITM) y e ihid i as en los ho izon es E y B (A is o skaya
y Zykina, 1977; Lunds om, 1993; Lunds om e al., 1995). Los compues os o gánicos de mayo peso molecula pueden se
adso bidos en es as supe icies mine ales secunda ias p e iamen e p ecipi adas. Pos e io men e a su acumulación en el
spódico, se puede p oduci ambién la ans o mación y mine alización de los p oduc os o gánicos, libe ando Al y Fe que
dan o igen a mine ales secunda ios de mayo o meno c is alinidad (Buu man e an Reeuwijk, 1984; Lunds öm e al.,
1995; Gus a son e al., 1995), lo que impedi ía g andes acumulaciones de ma e ia o gánica en el spódico.
Exis e, además, o a eo ía que p escinde del papel de los compues os o gánicos en el anspo e de me ales. És a pos ula
que los ITM son p ecipi ados en el ho izon e B a pa i de soles ino gánicos (Al-Si-OH) mó iles que se o man a meno es
p o undidades (Fa me , 1979; Ande son e al. 1982). Según es a hipó esis el Al y el Si son libe ados de los mine ales
median e me eo ización en el ho izon e elu ial (E) y mig an en disolución como complejos hid oxi-aluminio-silica o
posi i amen e ca gados (p o oimogoli a) con una elación Al/Si ≈2 ( o mados a concen aciones de Si de 35-100 µM). Es os
soles p ecipi an como ITM cuando el pH es su icien emen e ele ado (Fa me e al., 1980, 1981, 1982; Fa me , 1984, 1987;
Fa me y Lumsdon, 1994, 2001). En es e caso la acumulación o gánica se ía pos e io , median e in e acción en e las
sus ancias o gánicas pe coladas y los ITM o mando un ho izon e Bh en la pa e supe io del ho izon e B, median e la
p ecipi ación de coloides o gánicos nega i amen e ca gados p oceden es del ho izon e A o de la base del O que se ían
adso bidos po la imogoli a p e iamen e ilu iada. La disminución de pH debido a la acumulación de ácidos úl icos
p oduci ía la edisolución de la imogoli a (Fa me , 1979) y el Si se ía libe ado de nue o, po lo que a medida que los
ho izon es E y Bh se desa ollan, los ITM p ecipi an a mayo es p o undidades (Ande son e al., 1982).
Buu man y an Reeuwijk (1984) discu en es a úl ima in e p e ación, a gumen ando que el ue e e ec o complejan e de los
ácidos o gánicos no pe mi e la o mación de aluminosilica os en el ho izon e O/A. Es e e ec o de las sus ancias o gánicas
ue demos ado en expe imen os de labo a o io po Inoue y Huang (1986, 1990), e incluso Fa me (1980) a i ma que la
compe encia en e los ácidos úl icos y el Si po o ma complejos con el Al disuel o es á cla amen e a a o de los ácidos
úl icos. Lunds öm e al. (2000b) a gumen an, además, que el pH bajo de los ho izon es O, A y E inhibe la o mación de
ITM.
A pesa de es a con o e sia, la mo ilización de sus ancias desde los ho izon es supe iciales has a el spódico es común a
odas las hipó esis sob e podzolización y, p obablemen e, la coexis encia de odas es as eo ías di e en es iene su o igen
en que los p ocesos median e los que se lle a a cabo la podzolización son dependien es de las condiciones ambien ales.
Así, Buu man y Jongmans (2005) asumen que la inmo ilización po sa u ación de compues os o gánicos ocu e en odos
los ho izon es spódicos, mien as que la debida a descomposición de la ma e ia o gánica o p ecipi ación de aluminosilica os
o mando compues os alo ánicos es más e ec i a en podzoles bo eales que en no bo eales. Kodama y Wang (1989) y
Mossin e al. (2002) obse a on una meno abundancia de aluminosilica os amo os en los podzoles más me idionales de
ansec os la i udinales en Canadá y Escandina ia. And iesse (1969) obse ó que la podzolización en zonas opicales es
ue emen e dependien e de las condiciones hid omo as. Po es e mo i o, es impo an e la compa ación de la podzolización
en dis in os ambien es, y a a de iden i ica los mecanismos comunes y los di e enciado es en las zonas bo eal, emplada y
opical.
F accionamien o de Al, Fe y Si
El esquema de accionamien o químico suge ido po McKeague e al. (1971), que se basa en p ocedimien os de ex acción
selec i a median e di ioni o-ci a o-Na, oxala o amónico-ácido oxálico y pi o os a o-Na, ha sido ampliamen e aplicado en la
ca ac e ización de dis in os ipos de suelos (Blume y Schwe mann, 1969). Se a a de eac i os cuya aplicación pe mi e
ex ae las di e en es o mas en las que un elemen o es á p esen e en la acción sólida del suelo. Es udios de es a
na u aleza son ú iles y muchas eces su icien es pa a la e aluación de la (in-)mo ilización de compues os o gánicos de Al y
Fe (Saue e al., 2007) e ino gánicos de Si, Al e Fe (Ande son e al., 1982), en los es udios de anslocación de elemen os y
desc ipción del g ado de e olución de podzoles y suelos podzólicos (Mokma y Buu man, 1982; Pa i y Childs, 1988,
Pa e son e al., 1993; Skjems ad e al., 1992a; Lumds öm e al., 2000; Jansen e al., 2005). Es a ap oximación pe mi e una
di isión semicuan i a i a de las ases secunda ias de Fe y Al en c is alinas, ino gánicas amo as y o gánicas. Jun o con o as
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
13
a iables ales como el ca bono soluble en pi o os a o-Na, es as acciones de Al y Fe han sido usadas pa a cuan i ica el
alcance e in ensidad de la podzolización (McKeague e al., 1983) e incluso el Al ex aído en oxala o amónico-ácido oxálico
es uno de los equisi os incluídos en la de inición del ho izon e spódico en los sis emas de clasi icación de uso más
ex endido.
No obs an e, la especi icidad de las ex acciones selec i as ha sido pues a en en edicho en mul i ud de es udios. La
ex acción median e di ioni o-ci a o-Na (Na2O4S2-C6H5Na3O7) (Holmg en, 1967) combina la acción de un complejan e y un
educ o . Es e mé odo de ex acción p opo ciona una buena es imación de la can idad de Fe lib e o al que es á p esen e en
los suelos (Meh a y Jackson, 1960; Fa me e al., 1983), lo que incluye la solubilización de óxidos y oxihid óxidos de Fe bien
c is alizados, las o mas de Fe de baja c is alinidad y ambién las o mas unidas a la ma e ia o gánica. Sin emba go, el
di ioni o-ci a o no se conside a un ex ac an e especí ico de las o mas de Al (McKeague e al., 1971) a pesa de ene un
lige o e ec o sob e aluminosilica os pa ac is alinos como alo ana e imogoli a (Fa me e al., 1983). Así pues, el Al ex aído
con di ioni o-ci a o pod ía se en endido como o mas de es e elemen o asociado al Fe lib e o al. Es o se obse a en los
abajos de Fa me e al. (1983) y Pa e son e al. (1993), quienes encon a on que en muchos suelos el di ioni o e a menos
e ec i o en la ex acción de Al y Si que el oxala o, pa icula men e en el ho izon e B (Pa e son e al., 1993). La ex acción
con NaOH (Bo ggaa d, 1985) p opo ciona una es imación del o al del Al y Si lib es, incluyendo compues os c is alinos de
es os elemen os (Wada, 1980; Da ke y Walb idge, 1994). Se conoce su capacidad de ac uación sob e o mas c is alinas de
la gibbsi a y ilosilica os 1:1 de baja c is alinidad (Wada, 1980; Da ke y Walb idge, 1994), que es debida al ele ado pH del
ex ac an e.
La ex acción con oxala o amónico ácido ((NH4)2C2O4-H2C2O4) (Blakemo e, 1983), se basa en el pH ácido del ex ac an e y
en su pode complejan e pa a ex ae Al de complejos coloidales. Ha sido comúnmen e u ilizada pa a ex ae compues os
ino gánicos alumínicos de bajo g ado de o den, como oxihid óxidos y alo ana e imogoli a (Pa i , 1989; Ga cía-Rodeja, e
al., 2004), y Al aluminio ligado a ma e ia o gánica (McKeague y Day, 1966; McKeague e al., 1971; Wada, 1977 y Theng e
al., 1982). A pesa de que es el eac i o más ampliamen e u ilizado pa a la ex acción selec i a de o mas de bajo g ado de
o den, ambién p esen a cie os p oblemas de especi icidad. Taylo y Schwe mann (1974) y E ans y Wilson (1985) han
demos ado que puede disol e magne i a y maghemi a, mien as que la lepidoc oci a puede se pa cialmen e soluble en las
condiciones de ex acción (Ba al, 1987), y puede a aca la es uc u a de ilosilica os 1:1 de bajo g ado de c is alinidad o
muy pequeño amaño de pa ícula y ilosilica os 2:1 clo i izados. Pa a de e minados suelos ep esen a el “pool” de Al
eac i o, con po encial pa a egula la solubilidad del Al en disolución (Takahashi e al., 1995) y p opo ciona un es imación
azonable del o al de Al anslocado en el suelo (Childs e al., 1983). El Fe ex aído en oxala o se elaciona con la disolución
o al o pa cial de e ihid i a, (Fa me e al., 1983), además del Fe complejado a la ma é ia o gánica (McKeague e al., 1971).
Es e ex ac an e ambién puede disol e o mas c is alinas, lepidoc oci a, maghemi a y magne i a, en ocasiones a
consecuencia de la o o educción del oxala o amónico debido a condiciones inco ec as de uso, lo que puede conduci a
una sob ees imación del Fe no c is alino y complica la in e p e ación del con enido de Fe ex aído con oxala o en algunos
suelos (Ba il y Bi on, 1969). A pesa de es os incon enien es, es la ex acción más selec i a en la disolución de
componen es de bajo g ado de o den (Pa i y Childs, 1988; Ga cía-Rodeja, 1983) y se conside a una es imación del Al, Si,
y Fe eac i os. Los alo es de Al y Fe ex aídos en oxala o se u ilizan en la iden i icación de ho izon es spódicos de IUSS-
Wo ld Re e ence Base o Soil Resou ces y Keys o Soil Taxonomy-USDA y pa a la es imación del con enido en alo ana e
imogoli a en suelos y a cillas, eniendo en cuen a las can idades de Al asociado a compues os o gánicos. En gene al, el Al
ex aído con oxala o amónico puede conside a se como la acción de Al de la ase sólida del suelo ciné icamen e más lábil
y que es suscep ible de pa icipa en los p ocesos de neu alización de ácidos.
La u ilización de ex ac an es selec i os pa a la disolución de Al y Fe ligados a ma e ia o gánica es á suje a a mayo
con o e sia. El pi o os a o sódico (Na4P2O7) (Bascomb, 1968) es conside ado po algunos au o es como un ex ac an e del
o al Al y Fe en compues os o ganome álicos (McKeague, 1967; Childs e al., 1983; Fa me e al.; 1983; Shoji y Fujiwa a,
1984) debido a su pH alcalino, incluyendo a los oxihid óxidos asociados a ma e ia o gánica (McKeague y Schuppli, 1982;
Kaise y Zech, 1996; D abek e al., 2003) y pa ece unciona especialmen e bien sob e los complejos acido úl ico-Al
(Ba al, 1987). Es os compues os son muy ecuen es en los ho izon es spódicos, y po lo an o el pi o os a o se conside ó
un buen ex ac an e de ma e iales o gánicos en esos ho izon es (Mokma, 1983). McKeague e al. (1971) mos a on
median e es udios con compues os sin é icos que el Fe ex aído po pi o os a o es mayo i a iamen e o gánico, hecho
ambién cons a ado po Fa me e al. (1983) en mues as de imogoli a y p o o-imogoli a sin é icas y ho izon es spódicos (Bs)
con bajo con enido de ca bono (0,7%). En es os es udios, el pi o os a o ue selec i o pa a complejos o gánicos de Al y Fe,
disc iminándolos de o ma e ec i a de ases ino gánicas. Sin emba go, se han encon ado p oblemas de especi icidad del
In oducción
14
ex ac an e ya que pa ece solubiliza algunos componen es ino gánicos lábiles no c is alinos, no asociados a ma e ia
o gánica (Konono a y Belchiko a, 1970; Soon, 1993; Kaise y Zech, 1996), e incluso gibbsi a, con lo que el con enido de Fe
y Al asociados a ma e ia o gánica puede se sob ees imado. También Higashi e al. (1981) y Jean oy y Guille (1981)
demos a on que an o o mas o gánicas como ino gánicas de Fe de bajo g ado de c is alinidad pueden se
simul aneamen e ex aídas po el pi o os a o. Además, en ho izon es spódicos con al os con enidos de ma e ia o gánica, el
pi o os a o puede disol e óxidos de hie o c is alinos (Jean oy y Guille , 1981), y p omo e la dispe sión de a cillas en
suelos a cillosos (McKeague, 1967). En is a de es a comp obada al a de selec i idad, Oa es y Kamp a h (1983) han
suge ido, pa a de e minados suelos y ho izon es, que pa a la adecuada ca ac e ización del Al complejado a ma e ia
o gánica, son más e ec i os ex ac an es no amponados de clo o, como CuCl2 (Ha g o e y Thomas,1981) y LaCl3 (Bloom e
al., 1979).
Po o a pa e, los es os o gánicos escos, así como algunas acciones húmicas, no son solubles en pi o os a o. Es o
p o oca que las can idades de Al y Fe solubilizados po el pi o os a o-Na en los ho izon es en los que abundan es as
acciones (pa icula men e en los ho izon es O) es én subes imadas. Los me ales ex aídos con pi o os a o-Na en es os
ho izon es no ep esen an el o al de los me ales adso bidos po la ma e ia o gánica, sino la can idad de me ales que se
encuen an asociados a ma e ia o gánica disuel a y, po lo an o, las can idades de me al ex aídos no son compa ables a
las de los ho izon es mine ales.
F accionamien o ex endido de los compues os o ganoalumínicos.
Debido a la g an di e sidad en la na u aleza química de los compues os me al-humus en podzoles, pa ece insu icien e el
uso de una sola ex acción pa a ca ac e iza los complejos o ganome álicos. Desde es e pun o de is a, el uso de
ex acciones no secuenciales con disoluciones de sales de clo o no amponadas (CuCl2, LaCl3 y KCl) ha sido ú il pa a
es ima el con enido de complejos o ganoalumínicos según el g ado de es abilidad de los enlaces en e el me al y los
adicales o gánicos. Ga cía-Rodeja e al. (2004) usa on es as ex acciones pa a es udia los complejos Al-humus en suelos
desa ollados sob e ma e iales olcánicos y Ma us e al. (2008) aplica on es e mismo p ocedimien o pa a ob ene
im o mación sob e el accionamien o del Al en Andosoles, Ul isoles, Al isoles y Umb isoles.
Juo y Kamp a h (1979) ue on los p ime os en p opone el CuCl2 0,5M como um ex ac an e de Al po encialmen e eac i o
en suelos ácidos. El Cu se une a los g upos uncionales de la ma e ia o gánica o mando complejos de es e a in e na y,
además, el pH ue emen e ácido de la disolución (pH= 3) a o ece la ex ac abilidad del Al. El CuCl2 se ha conside ado un
ex ac an e álido de Al ligado a complejos o gánicos de es abilidad media y baja y ha demos ado se e ec i o pa a la
ex acción de es as o mas de Al de es e a in e na pe o no quela os (Juo y Kamp a h, 1979; U u ia e al., 1988, 1995). Sin
emba go, ambién puede, al menos pa cialmen e, ex ae Al-in e capa y de la supe icie de los mine ais de a cilla (Ha g o e
y Thomas, 1984), p esumiblemen e debido a la despolime ización inducida po el pH del ex ac an e (Juo y Kamp a h, 1979;
Soon, 1993).
Bloom e al. (1979b) y Ha g o e y Thomas (1981) p opusie on el uso de LaCl3 (0,33M) pa a la ex acción de Al asociado a
ma e ia o gánica. Según es e mé odo, el LaCl3 pa ece ex ae Al de complejos o gánicos de es e a ex e na, y de los de
es e a in e na menos polime izados e hid oxilados (Da ke y Walb idge, 1994) cuando el con enido en ma e ia o gánica del
ho izon e no es muy ele ado, po lo que se conside a un ex ac an e e ec i o pa a ex ae Al ligado a ma e ia o gánica en
complejos o gano-alumínicos lábiles (Bloom e al., 1979). Cuando se a a de de ho izon es de muy bajo o nulo con enido en
ma e ia o gánica, el LaCl3 sólo ex ae Al in e cambiable (U u ia e al. 1988, 1995). Compa ando los dos ex ac an es, Oa es
y Kamp a h (1983a) obse a on que CuCl2 (0,5M) ue más e ec i o en la ex acción de Al de complejos o gánicos que LaCl3
0,33M. Es e úl imo posiblemen e disuel e un con enido de Al que es á elacionado con la acidez i ulable y, po po lo an o,
con el eque imien o de Ca de los suelos ácidos, al y como cons a an Ha g o e y Thomas (1984).
El Al ex aído con KCl 1M (Ga cía-Rodeja e al., 2004), además de se el mé odo común pa a ex ae Al del complejo de
in e cambio (Shuman, 1990; Dahlg en y Walke , 1994; Takahashi y Dahlg en, 1998), es u ilizado como c i e io an o pa a
p edeci el eque imien o de Ca en suelos ácidos (Oa es y Kamp a h, 1983ab; Ha g o e y Thomas, 1984; Takahashi y
Dahlg en, 1998) como en algunos sis emas de clasi icación de suelos (Gillman y Sump e , 1985). Su in e p e ación, sin
emba go, ue cues ionada pa a suelos de ca ga a iable (Amedee y Peech, 1976; Wada, 1987; Dahlg en y Walke , 1994) y
especi icamen e pa a aquellos dominados po complejos Al-humus como los podzoles (Lee e al., 1988; Dahlg en y Walke ,
1994; Takahashi e al., 1995; Takahashi y Dahlg en, 1998), ya que subes ima el con enido de Al in e cambiable, esponsable
de la acidez en los suelos de ca ga a iable (Wada, 1987).
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
15
Ga cía-Rodeja e al. (2004) p opusie on que la e iciencia de las ex acciones selec i as de Al ligado a ma e ia o gánica en
suelos ándicos sigue la siguien e secuencia: KCl < LaCl3 < CuCl2 < Na4P2O7, de al o ma que es os ex ac an es pe mi en
es ima la can idad de complejos o ganoalumínicos de baja, media y al a es abilidad, median e las di e encias en e ellos
(U u ia e al., 1995).
Necesidad de un es udio de al a esolución e ical
La ele ancia de la na u aleza, can idad y eac i idad de las dis in as o mas de Fe y Al en los suelos podzolicos y su papel
en la eda ogénesis, hace necesa ia una in es igación de allada de es os compues os. T adicionalmen e, el es udio de su
dis ibución y las in e p e aciones ob enidas a pa i de ellos han es ado limi adas po el uso de una o dos mues as de cada
ho izon e de suelo iden i icado en el campo, de al o ma que los esul ados ob enidos no son necesa iamen e indica i os de
la magni ud de los p ocesos, o en el mejo de los casos o ecen esul ados p omedio, ob iando las a iaciones
in aho izon e. La u ilización de un mues eo sis emá ico de al a esolución nos pe mi e una base de da os amplia y
de allada que acili a una in e p e ación más ealis a de la podzolización y su a iabilidad, dada la con inuidad e ical
in ínseca al p oceso, y le con ie e signi icación es adís ica a los esul ados ob enidos.
Obje i os
En es e capí ulo se p esen an los esul ados de es udio de sie e podzoles de dis in as la i udes. Dos de ellos desa ollados
en ambien e bo eal (SVT), ambos sob e el mismo ma e ial de pa ida, bajo la misma cubie a ege al y condiciones
climá icas. El iempo de e olución ambién es idén ico y sólo di ie en en las condiciones de d enaje. O os dos suelos ue on
mues eados en la zona emplada (ACB), ambos desa ollados bajo idén icas condiciones, sal o le es di e encias en la
mic o opog a ía. Po úl imo, se es udia on es suelos o mados en ambien e opical (BTG), sob e sedimen os ma inos de
na u aleza cua zosa de dos o maciones li o ales dis in as, una de ellas pleis ocena y o a holocena, aunque con una
composición mine alógica simila . Los es pe iles p esen an el mismo ipo de ege ación y la hid ología y el iempo de
o mación se conside an en es e caso los p incipales ac o es di e enciado es. El obje i o es con ibui al conocimien o de
los p ocesos de podzolización bajo dis in as condiciones, in en ando iden i ica los mecanismos que la p oducen, los
ac o es que a ec an a la in ensidad del p oceso y el ipo de compues os que in e ienen, median e el es udio con al a
esolución e ical del accionamien o de Al, Fe y Si, u ilizando las ex acciones selec i as adicionales (McKeague e al.,
1971) y ampliando el es udio del accionamien o del Al median e el uso ex ac an es de las acciones de complejos
o ganoalumínicos según su g ado de es abilidad. Los esul ados ob enidos se discu en pa a cada uno de los es ambien es:
bo eal, emplado y opical, y ambién se lle a a cabo la compa ación del p oceso de podzolización desde un pun o de is a
la i udinal, es deci , iden i icando simili udes y di e encias en e las es zonas, con el in de ayuda a la iden i icación de un
pa ón geog á ico de los mecanismos que la p oducen.
In oducción
16

1.2 MATERIAL Y MÉTODOS
1.2.1 Ca ac e ís icas de los suelos es udiados.
SUELOS DE LA ZONA BOREAL: SVT-I Y II
SVT-I y II son podzoles desa ollados en las condiciones climácicas de la podzolización. Se localizan en el á ea de es udio
de la S a be ge Fo es Resea ch S a ion, a 55 km al NW de Umea, en la pa e sep en ional de Suecia ( igu a 1.1), en el
á ea pe enecien e a la egión bo eal de bosque de coní e as. En ella, la deglaciación se p odujo ap oximadamen e hacia el
9400 cal BP. En Escandina ia, los e ec os de la úl ima glaciación, la ele ación isos á ica del e eno y las consiguien es
ases ma inas o lacus es han enido un e ec o decisi o en la dis ibución de amaño de la acción ino gánica de los suelos
y, en consecuencia, ambién en cie a medida en la composición mine alógica (Il esniemi e al, 2000). El ill glacia ue
anspo ado po la acción del hielo y, posiblemen e, una pa e de las pa ículas más pequeñas ha sido eliminada du an e el
ápido le an amien o del e eno y el desplazamien o de la línea de cos a. La mayo pa e de los suelos de Suecia se
desa ollan sob e es os ma e iales.
Figu a 1.1. Localización geog á ica de los suelos es udiados y apa iencia gene al de las á eas de mues eo.
El si io de mues eo se encuen a ap oximadamen e a 50 km de la cos a del Ma Bál ico, a 250-310 me os de al i ud. La
composición mine alógica del ill en es e pun o incluye cua zo, eldespa o po ásico, plagioclasas y micas, además de
algunos mine ales émicos como an íboles y pi oxenos que de i an de las ocas ul abásicas. La oca subyacen e es de ipo
gneísico, o mada a pa i de sedimen os con plagioclasa y bio i a, y con capas de piza as con cie o con enido en sul u os.
También exis en en la zona algunas o maciones de poca ex ensión de ocas ul abásicas me amó icas y g ani os. Tan o el
gneis como el g ani o son de ipo in e medio, con espec o a la esis encia a la al e ación.
El clima se de ine como subá ico húmedo (Db) según la clasi icación de Köppen. Los da os climá icos son ecogidos en la
S a be ge Resea ch S a ion, que se localiza ap oximadamen e a 1 km del si io de mues eo. La p ecipi ación anual
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
17
SVT
ACB
20cm g
Figu a 20 - Fo os do pe il 84 desc i o no depósi o ma inho pleis ocênico localizado na ma gem esque da do baixo cu so do io I apanhaú. No lado
di ei o da o o (a) obse am-se á o es caídas po solapamen o da base do ba anco; (b) camada de conchas, ossos e espinhos de 100
cm de espessu a localizado no opo do depósi o ma inho; (c) sedimen os ma inhos pedogeneizados (Espodossolo) so opos o a camada
de bioclas os; (d) sedimen os lu iais pleis ocênicos da base do PC84; (e, ) es a i icação c uzada dos sedimen os lu iais qua e ná ios na
base do ba anco; (g) es a i icação c uzada com inas camadas de ma e ial o gânico decompos o in e es a i icado
b
a
6,95 m
c d e
78
BG, IC
acumulada en es a zona es de 590 mm (Il esniemi e al., 2000), de la que ap oximadamen e un 40% es en o ma de nie e.
La empe a u a media anual es de 1.4º C, con una media de -10.6º C en ene o y de 14.3º C en julio (Il esniemi e al.,
2000). La es ación ege a i a, con 5° C como alo umb al, du a una media de 141 días, desde mayo a sep iemb e
(Dege ma k, 1995).
La localización y ca ac e ís icas mo ológicas p incipales de los suelos SVT se ilus an en las igu as 1.1 y 1.2 Es os suelos
ue on mues eados y p e iamen e ca ac e izados po Klaminde e al. (2006). Las condiciones de d enaje son buenas en
SVT-I y mode adamen e buenas en SVT-II debido a su posición opog á ica de pequeña aguada (Klaminde e al., 2006).
La ege ación en el pun o de mues eo es o es al de abe os, pinos y algunos abedules (Picea abies, Pinus syl es is,
Be ula pendula) y so obosque con di e sos ma o ales y musgos (Empe um sp, Vaccinium sp, Pleu ozium sch ebe i). La
o mación de es os suelos comenzó hace unos 9000 años (Klaminde e al., 2006). El suelo SVT-I se clasi ica como Podzol
háplico y el SVT-II como Podzol cá bico (IUSS-WRB, 2006).
Se ecogie on mues as cada 2 cm has a una p o undidad de 45 cm y cada 5 cm desde es e pun o has a la base (SVT-I: 38
mues as, SVT-II: 28 mues as). El pe il SVT-I iene 125 cm de po encia. El ho izon e supe icial es un O de 5 cm de
espeso , bajo el cual se desa olla un E álbico de 10 cm. El ho izon e spódico (Bs) que le subyace iene 30 cm de espeso y,
po debajo de és e has a 85 cm de p o undidad, se desc ibe un Bw, que pasa p og esi amen e a C. El SVT-II iene un
ho izon e O de 14 cm de espeso , sob e un el E álbico de 17 cm. Po debajo, hay un ho izon e spódico de 41 cm de
po encia, con un subho izon e Bhs de 19 cm. Las capas in e io es son un Bw/C de 15 cm y un C, que llega has a los 90 cm
de p o undidad.
En zonas bo eales, el p edominio de los podzoles sob e o os ipos de suelos ha p o ocado que el p oceso de podzolización
haya sido es udiado p o usamen e (Tamm, 1920; Gus a sson e al., 1995; an Hees, 2000; Lunds öm, 2000, Mokma, 2004).
En conc e o, algunas p opiedades de los suelos SVT-I y II ue on es udiadas po Klaminde e al., (2006) y hay nume osos
abajos sob e los suelos y las condiciones de la eda ogénesis en la S a be ge Resea ch S a ion (Il esniemi e al., 2000;
Lunds öm e al., 2000).
SUELOS DE LA ZONA TEMPLADA: ACB-I Y II
ACB-I y ACB-II, son suelos in azonales, de climas emplados en la i udes medias. Los pe iles ACB se si úan en el Mon e
Acib o, en la Se a de O Xis al, en las Se as Sep en ionais de Galicia. ( igu a 1.1) Li ológicamen e, es as mon añas es án
cons i uidas po ma e iales p edominan emen e me amó icos (piza as, esquis os, pa aneises, cua ci as) en su mi ad
Ma e ial y Mé odos
18
SVT-I
BG11
BG6
ACB-IIACB-ISVT-II IC21
Figu a 1.2. Podzoles es udiados, de izquie da a de echa: SVT-I (Podzol Háplico), SVT-II (Podzol Cá bico), ACB-I (Podzol Úmb ico), ACB-II, (Podzol
Háplico), BG6 (Podzol O s eínico), BG11 (Podzol Háplico), IC21 (Podzol Háplico) (USS-WRB, 2006).
occiden al y po ocas g aní icas (a lo amien os de Monseibane y A Toxiza) en la o ien al. El sec o culminan e de la sie a
de O Xis al se co esponde con ocas cua cí icas muy esis en es: o ocua ci a del Xis al (Pa ga Pondal y Aleixand e,
1966). Como consecuencia de la e olución ec ónica, pe o sob e odo de la dinámica pe iglacia del inal del Pleis oceno, la
mayo ía de las e ien es apa ecen egula izadas po una capa de sedimen os más o menos po en e, cuya composición
li ológica y mine alógica es á di ec amen e elacionada con los p ocesos de me eo ización p e ios y con la dinámica
geomo ológica de las úl imas e apas ías del Cua e na io.
El clima se de ine como emplado húmedo (Cs) según la clasi icación de Köppen, con una ele ada a muy ele ada
plu iosidad, ecuen es nieblas y égimen de empe a u as esco o ío. Es as pa icula es condiciones climá icas unidas a
las condiciones opog á icas y la na u aleza del ma e ial de pa ida, die on luga a o maciones podzólicas en las zonas de
lade a que pe mi en un buen d enaje. En las pa es al as, con ex ensas zonas llanas, lade as sua es y dep esiones c eadas
po la al e ación del sus a o g aní ico en las que el d enaje es de icien e, apa ecen g andes ex ensiones de á eas u bosas
e hig o u bosas.
Los suelos ACB se desa olla on sob e un colu io cua cí ico cua e na io (o ocua ci as del Xis al). Se encuen an a 450 m
snm en posición opog á ica de media lade a, con una pendien e esca pada. En es e luga la ege ación p edominan e es
eucalip al (Eucalyp us globulus) y so obosque de ma o al (Ulex eu opaeus, Calluna ulga is y E ica sp.) y algunos b ió i os.
La p ecipi ación anual acumulada es de 1250 mm, con una baja es acionalidad plu iomé ica, y abundan es nieblas de
i adiación du an e odo el año. La empe a u a media anual es de 11ºC y la media de los meses de in ie no es de 4-6º C
(Ma inez Co izas y Pé ez Albe i, 1999). El d enaje es bueno en ambos suelos. Su o mación pod ía habe comenzado
hace unos 8500 años (Moa es Domínguez, 1997). El suelo ACB-I se clasi ica como Podzol Úmb ico, y el ACB-II como
Podzol Háplico (IUSS -WRB. 2006).
Las mues as se oma on de mane a con inua, en secciones de 5 cm de espeso (ACB-I: 28 mues as, ACB-II: 21
mues as). El suelo ACB-I iene 140 cm de po encia ( igu a 1.2), con un ho izon e A úmb ico de 25 cm bajo el que apa ece
un ho izon e E álbico bien desa ollado, de 25 cm de espeso . A és e le subyace un ho izon e spódico, de 50 cm de espeso ,
y cuyos p ime os 15 cm se pueden clasi ica como Bh y el es o como Bhs. Po debajo se encuen a un ho izon e Bw y un
BwC. El suelo ACB-II, iene 140 cm de espeso , cuyos p ime os 15 cm son un ho izon e A óc ico. Bajo él se obse a un
ho izon e E álbico de 20 cm de espeso , que sup ayace a un spódico, con 45 cm de espeso , cuyos 5 cm supe io es se
clasi ican como Bh. y el es o como Bhs. Bajo el spódico se obse a un Bw de 15cm, y el BwC has a 140 cm de
p o undidad.
La podzolización en zonas empladas ha sido ampliamen e es udiada (Pe e sen, 1976; De Coninck, 1980; Ande son, 1982;
Fa me , 1982; Mokma y Buu man, 1982; Cu chesne, 1997; Saue e al., 2008). En Galicia, di e sos au o es se han ocupado
del es udio de es e p oceso (Fáb egas, 1960, Gui ian Ojea e al., 1964-1968, Gui ian y Ca ballas, 1968, Alias e al., 1968;
Aguila e al., 1980; Macías, 1980, Cheswo h e al. 1982; Macías e al. 1987, 1988, Ga cía Rodeja e al., 1998, 2004), de la
e olución eda ogené ica de es os suelos en á eas de mon aña (Ma ínez Co izas, 1996, Moa es Domínguez e al., 1996;
Moa es Domiguez, 1997) y de aspec os elacionados con la ca ac e ización de o mas ex aíbles de Fe y Al (Nó oa Muñoz
e al., 2002, 2006), acidi icación (Ga cía-Rodeja y Macías 1984), y la mic omo ología y mine alogía (Ga cía-Rodeja, 1985;
Macías e al. 1987, 1988).
SUELOS DE LA ZONA TROPICAL: BG1, BG6 e IC21
BG6, BG11 e IC21, son suelos desa ollados en la zona opical, si uados en la cos a del Es ado de Sao Paulo ( igu a 1.1).
Las ca ac e ís icas geológicas de es a zona es án documen adas en los abajos de Suguio y Ma in (1976, 1978a). Las
oscilaciones del ni el del ma du an e el Cua e na io desempeña on un impo an e papel en la e olución de la planicie
cos e a donde se desa ollan los suelos es udiados, con dos e en os de a iación del ni el del ma : el e en o ansg esi o-
eg esi o Cananéia y el e en o ansg esi o- eg esi o San os. El p ime o u o su pico de oscilación posi i a máxima hace
120.000 años (BP), po lo an o en el Pleis oceno. El e en o de San os es más ecien e, del Holoceno, con su máximo
posi i o hace 5100 años (BP). Los depósi os de edad pleis ocena asociados al e en o ansg esi o- eg esi o Cananéia se
llaman Fo mación Cananéia, sob e la que se desa olla el suelo BG6 (Coelho, 2008), mien as que los de edad holocena
(e en o San os) se denominan Fo mación Ilha Comp ida (Suguio y Ma in, 1976; Suguio y Ma in, 1978a) y sob e ella se
o ma on los suelos BG11 e IC21 (Coelho, 2008). Ambas o maciones se componen de a ena ina de cua zo (has a en un
98%, Coelho, 2008) muy seleccionada mine alógica y g anulomé icamen e (Suguio y Ma in, 1978). La ege ación es la
denominada de es inga, que se compone de o maciones ue emen e condicionadas po el suelo a enoso, que apa ece en
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
19
co dones li o ales o planicies alu iales ( es ingas). Es á ep esen ada p incipalmen e po leguminosas, g amíneas,
mi áceas y lau áceas (Melo y Man o ani, 1994). El clima es de ipo opical húmedo-supe húmedo (A ) con o me a la
clasi icación de Köppen. De acue do con los da os climá icos de la es ación me eo ológica del Depa amen o de Água e
Esgo o – DAEE, la p ecipi ación y la empe a u a media anuales en el in e alo en e 1941 y 1970 ue on de 3200 mm y
24,8°C, espec i amen e. En es a egión, no hay es ación seca de inida, aunque la dis ibución anual de las llu ias e ela
una mayo concen ación de la p ecipi ación en los meses de e ano (de ene o a ma zo), mien as que las p ecipi aciones
más bajas ocu en en in ie no (San os, 1965).
El d enaje es limi ado en el caso de los suelos BG6 y BG11, que p esen an ca ac e ís icas hid omo as debido a que ienen
la capa eá ica p óxima a la supe icie. El suelo IC21 p esen a una clase de d enaje buena, debido a su posición opog á ica
más ele ada, ci cuns ancia que p o oca que la podzolización no sea ac i a en la ac ualidad (Coelho, 2008). El mues eo ue
ealizado omando secciones de 10 cm de espeso (BG6: 20 mues as, BG11: 15 mues as e IC21: 25 mues as).
El suelo BG6 (Podzol o s eínico según IUSS-WRB, 2006 y Espodossolo Humilú ico Ó ico espessa ênico, según la SiBCS,
2006, clasi icado po Coelho, 2008) iene 205 cm de espeso ( igu a 1.2). En la supe icie se obse a un ho izon e A de 15
cm de po encia. Bajo és e, un ho izon e E de g an espeso que llega has a 153 cm de p o undidad. A pa i de es e pun o, se
di e encia un ho izon e spódico, que puede di idi se en un subho izon e Bhg de 3 cm de espeso y dos subho izon es Bh
(Bh1 de 9 cm y Bh2 de 40 de po encia). Se obse an, además, cemen aciones ipo o s ein, de las que se oma on dos
mues as (Bhm1 y Bhm2). Es as cemen aciones son poco pe meables al agua de llu ia, lo que inc emen a la acumulación
de agua. Sin emba go, es e pe il a amen e pe manece encha cado la gos pe íodos de iempo debido a la esco en ía
la e al. La capa eá ica se de ec a a 210 cm de p o undidad. La edad del sedimen o a 130 cm de p o undidad, de e minada
po e moluminiscencia, es de 150.000±13.500 años (Coelho, 2008).
El suelo BG11 (Podzol háplico según IUSS-WRB, 2006 y Espodossolo Humilú ico Ó ico espessa ênico; según la SiBCS,
2006, clasi icado y desc i o po Coelho, 2008) iene 180 cm de po encia. P esen a un ho izon e A de 14 cm de espeso ,
seguido de un po en e E (14-122 cm) y un spódico di idido en dos subho izon es Bh (Bh1 has a 140 cm y Bh2 desde 140
has a 160) ( igu a 1.2). La capa eá ica a lo a a 115 cm de p o undidad, con lo que es e pe il se encuen a en si uación de
encha camien o la mayo pa e del año. La edad del sedimen o a 110 cm de p o undidad, medida median e
e moluminiscencia, es de 4800±1000 años (Coelho, 2008).
El suelo IC21 (Podzol háplico según IUSS-WRB, 2006 y Espodossolo Humilú ico Ó ico espessa ênico; según la SiBCS,
2006, clasi icado y desc i o po Coelho, 2008) p esen a un ho izon e A de 31 cm de espeso seguido de un E de po encia
a iable (alcanza has a 70-135 cm de p o undidad) que se aden a en el B spódico que le subyace o mando
“lenguas” ( igu a 1.2). El spódico alcanza 136-168 cm y se subdi ide en Bh, Bs1, Bs2 y Bs3, de p o undidades y espeso es
i egula es. La capa eá ica apa ece a 220 cm de p o undidad, lo que, unido a la ex u a a enosa, acili a un buen d enaje y
pa ece es a p o ocando el desman elamien o del pe il. La da ación po e moluminiscencia de una mues a a 55 cm de
p o undidad dio una edad de 4800±1100 años (Coelho, 2008).
Es os es suelos ue on desc i os y mues eados po Mau icio Rizza o Coelho, y más de alles ace ca de sus ca ac e ís icas
mo ogené icas pueden se consul adas en su Tesis Doc o al (Ca ac e ização e gênese de Espodossolos da planície
cos ei a do Es ado de São Paulo, 2008) y sob e la zona en la que se encuen an en Ma ins (2009).
En B asil, la li e a u a sob e podzoles es escasa. Des acan los es udios de suelos del bosque amazónico, ealizados po
Klinge (1965), Lucas e al. (1987), B a a d y Righi (1989), Ma a e al. (2002) y F i sch e al. (2009). En egiones cos e as,
Gomes e al. (1998, 2005) es udia on podzoles desa ollados sob e dunas de la egión No e de Río de Janei o. La
podzolización en la cos a del Es ado de Sao Paulo ue es udiada po Coelho (2008) median e el análisis de 31 pe iles
(Podzoles y Neossolos Qua za ênicos según la Clasi icación B asilei a de Suelos), muchos de ellos o mando
c onosecuencias.
1.2.2. Me odología analí ica.
PREPARACIÓN DE MUESTRAS Y ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS GENERALES
Las 170 mues as ue on secadas al ai e, pesadas y amizadas po una malla de 2 mm. Sob e la acción esul an e ( ie a
ina) se midió el pH en suspensiones de suelo en H2O (Gui ián y Ca ballas, 1976) y KCl 0.1 mol L-1 (U u ia e al., 1989)
u ilizando una elación suelo:disolución 1:2.5. Los ca iones básicos del complejo de in e cambio (NaNH4, KNH4, MgNH4 y
CaNH4) se ex aje on con NH4Cl 1 mol L-1 (p o ocolo modi icado de Peech e al., 1947) al pH del suelo, con un iempo de
Ma e ial y Mé odos
20
dm-3) que en SVT-I (0.7-4.4 g dm-3). Las elaciones en e las can idades de Alp y Aln son mayo es que 1 en odas las
mues as de los ho izon es O, lo que indica que es as ex acciones no son adecuadas pa a la es imación del compues os
secunda ios de Al en es os ho izon es.
FASES INORGÁNICAS SECUNDARIAS
Los compues os c is alinos de Fe y Al (Fec=Fed-Feo y Alc=Aln-Alo) son una pa e poco impo an e del Al y Fe en ases
ino gánicas secunda ias en es os suelos ( igu a 1.6). El Fe ex aído en di ioni o-ci a o-Na (Fed) y el Fe ex aído en oxala o
amónico (Feo) es án elacionados median e la ecuación Feo=0.7138*Fed, ( 2=0.84, excluyendo las mues as de los
ho izon es O, n=58). Po lo an o, un p omedio del 71% del Fe lib e o al co esponde a Fe ex aíble en oxala o, es deci , Fe
eac i o. Los con enidos de Fe en compues os c is alinos (Fec=Fed-Feo) es án po debajo de 0.3% excep o en las mues as
supe io es del ho izon e spódico de SVT-I, con alo es de Fec de 0.5-1.5%. Es e ipo de compues os c is alinos, como
óxidos de ca ga a iable (po ejemplo goe i a y gibbsi a), han sido iden i icados po o os au o es en ho izon es spódicos de
suelos bo eales (Johnson y McB ide, 1989; Gus a sson e al., 1998a) y las ex acciones selec i as en es os casos ambién
han mos ado una limi ada impo ancia cuan i a i a de es os compues os c is alinos. El Al ex aído en oxala o amónico (Alo)
co esponde al menos a un 80% del Al lib e o al (Aln) en odas las mues as de los dos suelos y ambos es án al amen e
co elacionados ( 2= 0.99, n= 58) con una p opo ción en e ellos p óxima a la unidad (Alo=0.9753*Aln). La can idad de Al
c is alino (Alc=Aln-Alo) es, po an o, muy pequeña, <0.2% en ambos suelos.
Po lo an o, las o mas eac i as son las p edominan es en las ases secunda ias de es os suelos. Las di e encias en e Al y
Fe ex aídos en oxala o amónico y pi o os a o-Na (Alia=Alo-Alp; Feia=Feo-Fep) mues an que la mayo pa e de es as
o mas eac i as son compues os ino gánicos amo os en SVT-I, mien as que en SVT-II coexis en las o mas o gánicas e
ino gánicas. En e ec o, las elaciones Alp/Alo indican que en los ho izon es B y C de SVT-I, el 84 ±4% del Al ex aíble se
encuen a o mando compues os ino gánicos de bajo g ado de o den, mien as que en los spódicos de SVT-II el po cen aje
disminuye has a el 40 ±26%. La elación Alo-Alp/Sio en es os ho izon es es ≥2, lo que, según Pa i (1989) indica al a
p obabilidad de p ecipi ación de imogoli as, de acue do con Ka l un e al. (2000) que encon a on que las o mas dominan es
de Al ino gánico en suelos bo eales son mine ales de bajo g ado de c is alinidad, como alo anas e imogoli as. Los alo es
de pH y los con enidos de Si eac i o (Sio) son cohe en es con es e accionamien o de los me ales en compues os
o gánicos e ino gánicos. Las mues as de los ho izon es O y E ienen alo es de pH<4.9, que es el alo umb al es ablecido
po Shoji y Fujiwa a (1984) pa a la omación de imogoli as. Además, el Si eac i o (Sio) en es os ho izon es es i ualmen e
inexis en e, insu icien e pa a la o macion de aluminosilica os. En los ho izon es B, sin emba go, an o los alo es de pH
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
27
Figu a 1.6. (a) F acciones de Al: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos
c is alinos ( ) y (b) acciones de Fe: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos
c is alinos ( ) de los suelos SVT-I y II.
Figu a 1.6. (a) F acciones de Al: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos
c is alinos ( ) y (b) acciones de Fe: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos
c is alinos ( ) de los suelos SVT-I y II.
SVT-I SVT-ISVT-II SVT-II

como los con enidos de Sio son su icien es pa a la sín esis de es e ipo de compues os in si u (especialmen e en SVT-I), de
acue do con las p opues as de Gus a son e al. (1998).
La dis ibución del Fe iene una a iación análoga a la del Al ( igu a 1.6), con muy bajas can idades de Fe ino gánico y
elaciones Fep/Feo en los ho izon es E en e 0.1 y 0.8. Las can idades de Fep y de Feo son p óximas al lími e de de ección
en es as mues as (0.002-0.08%), lo que puede p o oca que la ep esen a i idad de es os alo es sea limi ada. A mayo es
p o undidades, las o mas ino gánicas p edominan cla amen e sob e las o gánicas, con alo es del 94 ±3% en los
ho izon es Bs y B de SVT-I, mien as que en SVT-II los po cen ajes son meno es (71±21%). Po lo an o, el Fe pa ece es a
inmo ilizado en o ma de compues os ino gánicos, en mayo medida en SVT-I que en SVT-II .
FASES ORGÁNICAS
El es o del Al y el Fe se encuen an en asociaciones o gánicas que se conside an solubles en pi o os a o-Na. Algunas
mues as del ho izon e spódico de SVT-II, las que ienen los mayo es con enidos de ma e ia o gánica, ienen elaciones Alp/
Alo y Fep/Feo que exceden la unidad. Es o puede se debido a la he e ogeneidad de las mues as, o a la inespeci icidad de
la ex acción de pi o os a o-Na, dada su conocida capacidad pa a disol e pa cialmen e oxihid óxidos de Al y
aluminosilica os de bajo g ado de o den (Konono a y Belchiko a, 1970; Soon, 1993; Kaise y Zech, 1996) y e ihid i as
(Schuppli e al., 1983). Tan o Alp como Fep mues an ele ada co elación con las o mas ino gánicas de bajo g ado de
o den en SVT-I ( 2=0.78 pa a el Alia=Alo-Alp; 2=0.84 pa a Feia=Feo-Fep, n=58), lo que pod ía indica que en p esencia de
o mas ino gánicas pa e del Fe y Al ex aídos po el pi o os a o-Na co esponden a compues os de es e ipo. No obs an e,
el Alp iene elación con la can idad de C ex aído con pi o os a o-Na (Cp) en las mues as de los ho izon es mine ales de
los dos suelos ( 2= 0.65, n=36 en SVT-I y 2=0.89, n=22, en SVT-II), lo que jus i ica su uso como es imación de las o mas de
Al asociadas a ma e ia o gánica. El Fep ambién se co elaciona con los con enidos de Cp en SVT-I ( 2=0.71, n=36), pe o no
en SVT-II. Las o mas o gánicas pa ecen ene un papel impo an e en el anspo e de me ales, dado que en los ho izon es
elu iales (E) de ambos pe iles, el Al y Fe ex aíbles en pi o os a o son el 41 ±11% y el 57 ±21%) del Al y Fe eac i os,
espec i amen e, lo que coincide con las in es igaciones de o os au o es que encon a on que la mo ilización de los
complejos me al-humus iene un papel undamen al en el mecanismo de anspo e de Fe y Al ( an Hees e al., 2000;
Lunds öm e al., 2000; Buu man y Jongmans, 2002, 2005, Nie op e al., 2002 Jansen e al., 2005). En los ho izon es Bs, B
y C, los con enidos de Al y Fe asociados a ma e ia o gánica son di e en es en SVT-I y II. Mien as que en el p ime o la
abundancia de compues os o ganome álicos es escasa (sólo un 16% del Aln y un 3% del Fed es án en o mas o gánicas),
en el segundo es más al a (el 58 ±21% del Aln y el 21 ±15% del Fed es án en o mas o gánicas). Po lo an o, la
inmo ilización en SVT-I es p incipalmen e ino gánica, mien as que en SVT-II es de ca ác e más o gánico.
Es as di e encias en e los dos suelos pa ecen se consecuencia de las condiciones de d enaje de ici a ias en SVT-II, ya
que el es o de los ac o es de o mación (condiciones climá icas, cobe u a ege al, ma e ial de pa ida y iempo de
o mación) son idén icos. Según Ugolini y Edmonds (1983), en la i udes al as la acumulación de ma e ia o gánica es mayo
bajo condiciones de hid omo ía que en condiciones de buen d enaje, debido a que la asa de descomposición se e
educida po las empe a u as ías y el égimen anóxico. También Buu man e al. (2004) señalan que las condiciones
hid omo as conlle an la acumulación de ma e ia o gánica y que és a iene un e ec o inhibido de la p ecipi ación de
compues os ino gánicos. Po lo an o, en un suelo es acionalmen e mal d enado como SVT-II la p ecipi ación de sus ancias
ino gánicas es menos p obable que en un suelo bien d enado como SVT-I.
Además, la hid omo ía conlle a medios educ o es, que in luyen en la mo ilidad de los elemen os y en la complejación de
me ales po las sus ancias o gánicas (Nie op e al. 2002; Jansen e al. 2003, 2004) y di icul an la p ecipi ación de
compues os ino gánicos. La can idad de Fe lib e en elación al C o al (Fed/C) es mayo en el spódico de SVT-I (4-10) que
en el de SVT-II (0.3-0.6). Sin emba go, la can idad de Fe asociado a compues os o gánicos ( ep esen ado po la elación
Fep/Cp) es mayo en SVT-II (0.4-0.5) que en SVT-I (0.2), lo que indica que en SVT-II la complejación de Fe po la ma e ia
o gánica se encuen a a o ecida con espec o a la p ecipi ación de compues os ino gánicos. Los alo es de FeT, Fed y Feo
más bajos en SVT-II que en SVT-I, así como la ansición paula ina en e el ho izon e E y el spódico en SVT-II, en luga del
lími e ne o que se da en SVT-I, son p obablemen e consecuencia de la emo ilización del Fe en condiciones educ o as.
La elación mola Alp+Fep/C puede se u ilizada como una es imación del g ado de adso ción de Al y Fe po la ma e ia
o gánica (Mckeague e al., 1971, 1978; Buu man, 1985; Jansen e al., 2004, 2005). La endencia gene al de es a elación en
es os suelos es a aumen a con la p o undidad has a la base del ho izon e spódico ( igu a 1.7) , con los alo es muy bajos
en los ho izon es O (<0.01), en los que hay una g an can idad de C y can idades ela i amen e pequeñas de Alp y Fep. Es o
Resul ados y Discusión
28
implica que la ma e ia o gánica en supe icie iene baja
capacidad de adso ción y/o baja densidad de adso ción,
sugi iendo que se a a de ma e ia o gánica esca. En las
condiciones de pH del ho izon e O, los complejos
o ganomine ales que se o man pe manecen solubles y
pueden mig a e icalmen e (Jansen e al., 2004, 2005).
A medida que aumen a la p o undidad, los alo es de la
elación Alp+Fep/C aumen an has a 0.05-0.07, en la base
de los ho izon es E. Es os alo es son supe io es a los
alo es umb ales es imados po Jansen e al. (2004) y
Nie op e al., (2002) pa a la p ecipi ación de compues os
o ganome álicos debido a la sa u ación de sus posiciones
de adso ción (Alp+Fep/C=0.03). La mayo pa e de és as
se encuen an ocupadas p e e en emen e po Al como
mues a la a iación de la elación Fep/Alp, que
e idencian el papel secunda io del Fe en la es abilización
de la ma e ia o gánica. Sin emba go el papel del Fe iene
cie a ele ancia en la mues a más p o unda del ho izon e
O y en las supe io es del ho izon e E de SVT-I ( igu a 1.7)
donde Fep/Alp=0.7-1, lo que indica que hay p ác icamen e
la misma can idad de Fe que de Al. Es e alo disminuye
ápidamen e con la p o undidad has a el ho izon e
spódico. Es a p og esi a disminución del Fe o gánico con
espec o al Al puede se debida a que los compues os Fe-
MO son más ácilmen e deg adables que los Al-MO
(Ka l un e al., 2000). El pH, las condiciones oxidan es y la
disponibilidad de nu ien es pueden induci la
descomposición mic obiana de los compues os o gánicos
más lábiles du an e su mig ación e ical, lo que libe a
iones me álicos que e en ualmen e aumen a ían la
elación Alp+Fep/C. Las can idades dec ecien es de
o mas o ganoalumínicas más lábiles con la p o undidad
( e igu a 1.8, página 30), has a la pa e más p o unda del
ho izon e E, e ue zan es a hipó esis y concue dan con los
esul ados de o as in es igaciones (Boudo e al., 1989;
Lunds om e al. 2000b). Los me ales libe ados en es e
p oceso pueden p ecipi a como compues os ino gánicos
amo os o se adso bidos po la ma e ia o gánica más es able. En SVT-I, la elación Alp+Fep/Cp en el ho izon e spódico es
su icien emen e al a pa a p o oca la p ecipi ación de complejos o ganome álicos, p incipalmen e de Al (Alp/Cp= 0.2-0.9,
Fep/Cp= 0.018; pH>4.8), de acue do con Jansen e al. (2003) y Nie op e al. (2002). Sin emba go, el con enido de C en
es as mues as es bajo (C=0.67-0.96%), y según los esul ados de las ex acciones selec i as la p opo ción de Fe y Al que
o man compues os ino gánicos de bajo g ado de o den es al a (40-60% en las mues as más p o undas del ho izon e E y
80-95% en el spódico). Po lo an o, la p ecipi ación de compues os ino gánicos pa ece se el p incipal mecanismo de
inmo ilización Fe y Al, aunque la inmo ilización po p ecipi ación de complejos o ganome álicos, ya sea po sa u ación de
las posiciones de adso ción po iones me álicos o po adso ción a supe icies ino gánicas secunda ias, no puede se
desca ada. T as la inmo ilización, es os compues os pueden aún se deg adados lo que e i a ía acumulaciones
impo an es de ma e ia o gánica en el ho izon e spódico y puede p omo e la mo ilización de Al y el Fe acumulados, que
pueden p ecipi a a mayo es p o undidades (Buu man y Jongmans, 2005; Jansen e al., 2005), con ibuyendo al desa ollo
del ho izon e E y la p o undización del spódico como p oponen Buu man y Jongmans (2005).
En el ho izon e spódico de SVT-II, la descomposición de la ma e ia o gánica es á di icul ada po las condiciones
hid ológicas, lo que a o ece su acumulación. La elación mola Alp/Cp en es as mues as es al a (>0.1) apoyando la
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
29
Figu a 1.7. Va iación e ical de las elaciones mola es Alp+Fep/C y Fep/
Alp en SVT-I y II. En las g á icas de la izquie da, la línea de pun os ma ca
el alo Alp+Fep/C=0.03 que es el alo umb al p opues o po Jansen e
al. (2004) y Nie op e al (2002) pa a la p ecipi ación de compues os
o ganome álicos debido a la sa u ación de sus posiciones de adso ción.
En las g á icas de la de echa, la línea de pun os señala el alo Fep/Alp=1
que supone que las posiciones de adso ción se encuen an ocupadas po
Al y Fe en igual medida.
O
E
Bhs
Bs
B
C
O
E
Bs
B
C
SVT-I
SVT-II
hipó esis de la p ecipi ación de la ma e ia o ganica po adso ción de Al iónico o po adso ción a mine ales secunda ios. La
o mación de imogoli a en es os ho izon es es posible, a la is a de las condiciones de acidez y los con enidos de Si
eac i o, pe o es á limi ada po el p edominio de la ma e ia o gánica (Fa me e al, 1980; Buu man y an Reuuwijk, 1984;
Inoue y Huang, 1986, 1990, Buu man y Jongmans, 2005).
FRACCIONAMIENTO SEGÚN LA ESTABILIDAD DE LOS ENLACES Al-HUMUS
Los esul ados de las ex acciones de Al en CuCl2, LaCl3 y KCl (AlCu, AlLa, AlK) se mues an en la igu a 1.8 en elación al
Al ex aído en pi o os a o-Na. Es e úl imo ue el ex ac an e que disol ió más Al, seguido de CuCl2, LaCl3 y inalmen e KCl.
Resul ados simila es ue on ob enidos po Ga cía-Rodeja e al. (2004) en suelos desa ollados sob e ma e iales de o igen
olcánico. La dis ibución con la p o undidad del AlCu es análoga a la del Alp ( 2=0.73, n=68), pe o no la del AlLa ni la del
AlK, que es án al amen e co elacionadas en e sí ( 2=0.89, n=68). La can idad de o mas o ganoalumínicas de al a
es abilidad (Aloh=Alp-AlCu) es á co elacionada con el C ex aído en pi o os a o-Na en las mues as de los ho izon es Bhs,
Bs, Bw y B/C ( 2=0.61, n=44). Además, el Aloh co a ía con la acumulación de C ( 2=0.59, n=58) y con la de Al asociado a
ma e ia o gánica ( 2=0.91, n=58), en los ho izon es mine ales de es os suelos, lo que sugie e que Aloh es la acción que se
p ese a p e e en emen e en es os ho izon es.
La acción de baja es abilidad es la más abundan e, en é minos po cen uales, en los ho izon es elu iales, mien as que la
p opo ción de Al asociado a ma e ia o gánica en complejos más es ables es al a en el ho izon e B de SVT-II y la de
mode ada es abilidad es la mayo en el Bs, Bw y B/C de SVT-I. Es as elaciones en e a iables y la dis ibución de las
dis in as acciones, sugie e que los complejos Al-humus lábiles y de es abilidad mode ada son más abundan es en la
ma e ia o gánica esca y son los esponsables de los mecanismos de anspo e, como encon a on o os au o es en
in es igaciones sob e podzolización en zonas bo eales (Lunds om e al., 2000, an Hees e al., 2000), mien as que la
asociaciones Al-humus más es ables lo son en los ho izon es mine ales y es a ían in oluc adas en los mecanismos de
acumulación de Al en compues os o gánicos a la go plazo. Las di e encias en la es abilidad de los complejos en e los
ho izon es spódicos de SVT-I y II, pa ecen se esul ado de las condiciones hid ológicas de SVT-II, que a o ecen el
aumen o del iempo de esidencia de la ma e ia o gánica, dando luga a uniones es ables en e Al y compues os o gánicos
(Skjems ad e al., 1992).
Resul ados y Discusión
30
Figu a 1.8. (a) Va iación e ical de la can idad de A ex aídol median e KCl, LaCl3, CuCl2 y pi o os a o de Na, exp esados en cmolc.kg-1 y (b)
Dis ibución de las p opo ciones de las acciones de al a (AlH=(Aloh*100)/Alp), media (AlM=(Alom*100)/Alp) y baja (AlB=(Alol*100)/Alp) es abilidad con
espec o al o al de o mas o ganome álicas (Alp).
O
E
Bs
B
B/C
O
E
Bhs
Bs
B
C
SVT-I SVT-II SVT-I SVT-II
1.3.2 Podzoles de la zona emplada: suelos ACB
PROPIEDADES QUÍMICAS GENERALES
La igu a 1.9 mues a la a iación e ical de las p opiedades químicas gene ales de los suelos ACB, la cual es cohe en e
con su na u aleza podzólica. Ambos son suelos ácidos, como consecuencia de la mine alogía del ma e ial de pa ida,
desp o is o de bases, y de los con enidos de ma e ia o gánica. Los alo es de pH son compa ables a los encon ados po
o os au o es en podzoles de la zona emplada (Mokma y Buu man, 1982; Pe e sen, 1976; Riise e al., 2000) con los
mínimos en los ho izon es supe iciales (pH=3.8 en los ho izon es A), sugi iendo can idades impo an es de ácidos
o gánicos que a o ecen la al e ación mine al y la disolución de me ales, e inc emen ando con la p o undidad has a
pH=4.8-5.5 en la pa e más p o unda, debido al con enido dec ecien e de ma e ia o gánica y al e ec o ampón de la
adso ción de Al po sus g upos uncionales (Skyllbe g e al., 2001). En los ho izon es Bh se obse a un inc emen o de la
acidez, que puede indica una mayo abundancia en ácidos o gánicos insa u ados a consecuencia de apo es de ma e ia
o gánica ela i amen e esca. La capacidad de in e cambio ca iónico es muy baja, con un alo medio de 1 cmolc.kg-1 y
máximos en el ho izon e spódico que apenas supe an los 6 cmolc.kg-1. El complejo de in e cambio se encuen a, además,
ue emen e sa u ado en Al, supe ando el 65% en la g an mayo ía de las mues as y el 85% en los ho izon es spódicos.
Tan o los alo es bajos a muy bajos de capacidad de in e cambio como la al a sa u ación en Al son ecuen es en suelos
podzólicos debido a que la lixi iación de ca iones es in ensa (Schae zl y Mokma, 1988; Ba e y Schae zl, 1992; Bain e al.,
1993).
El con enido de C iende a disminui con la p o undidad, desde concen aciones de 3.7-6.0% en las mues as supe iciales
has a 0.2% en la base de los suelos, aunque ambos ienen un inc emen o no able de la concen ación de C en el ho izon e
spódico (3.7-5.5%), mayo en ACB-II que en ACB-I. La mayo asa de acumulación de C se p oduce, igualmen e, en los
ho izon es A (21.2-62.1 g dm-3) y en los Bh y Bhs (14.3-49.3 g dm-3) . La a iación de los con enidos de N es análoga a la de
C, pe o sin co elación signi ica i a en e ambos. Las elaciones C/N son al as en los ho izon es A (18-25) y los spódicos
(17-26), indicando un bajo g ado de e olución de la ma e ia o gánica, y las más bajas se encon a on en los ho izon es E
(9.8-17). Las densidades a ían en e 0.9 y 1.6 kg dm-3 y su a iación es in e sa a la del con enido de C ( 2=0.71, n=49),
con los alo es más bajos en los ho izon es spódicos como consecuencia de la acumulación o gánica y los más al os en los
E y los C.
COMPOSICIÓN ELEMENTAL
Los mayo es con enidos de Si o al se dan en los ho izon es E (41-49%) y los alo es mínimos en los spódicos (16-30%)
( igu a 1.10). En el ho izon e C los con enidos son de 32-35%. La acumulación máxima de Si se da en los ho izon es E
535.9-659.0 g dm-3, mien as que los Bh, Bhs y Bs es de 144.3-380.6 g dm-3, e idenciando un g an con enido ne o de Si en
el ho izon e E y un empob ecimien o ela i o en los spódicos.
Las concen aciones de Fe o al (FeT) a ían desde 0.2-0.4%, en los ho izon es E, has a 7.1% y 4.4%, en los ho izon es
spódicos de ACB-I y ACB-II espec i amen e. En la base de los suelos, el con enido de Fe es meno del 2%. Las mayo es
acumulaciones de Fe es án en los subho izon es Bh (48.0-70.1 g dm-3), con alo es lige amen e mayo es en ACB-I que en
ACB-II ( igu a 1.10). En los Bhs disminuyen has a 13.3-32.8 g dm-3 y los mínimos se encuen an en los E (1.7-4.37 g dm-3).
El Al o al iene sus mayo es concen aciones en los ho izon es spódicos de los dos suelos (9.0% en ACB-I, y 8.1% en ACB-
II), mien as que los meno es con enidos se dan en los ho izon es A y E (3.0% en ACB-I, y 2.5% en ACB-II). En el ho izon e
C, los con enidos son del 5.7-7.2 % en ambos suelos. La acumulación de Al iene sus alo es máximos en las mues as más
p o undas de los ho izon es Bhs, con alo es de 67.2-108.1 g dm-3 y 57.4-76.6 g dm-3 en los Bh. La meno acumulación se
obse a en los ho izon es A y E (26.7-47.7 g dm-3).
Es os alo es de concen ación y acumulación de Si, Fe y Al o ales mues an la edis ibución de los elemen os causada
po la me eo ización y mo ilización ca ac e ís icas en podzoles. Los ele ados con enidos de FeT y AlT y los alo es de
acumulación en los ho izon es spódicos con espec o a los alo es de los ho izon es C (que se supone que no es án
a ec ados po el p oceso de podzolización), son cohe en es con el anspo e en los ho izon es A y E y p ecipi ación en los
Bh y Bs. La ansición en e la zona de anspo e y la acumula i a se da de o ma b usca, con un ue e inc emen o en el
con enido de Fe y Al en an sólo 5 cm. Los mayo es con enidos de Al y Fe se dan en los ho izon es spódicos, pe o a
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
31
Resul ados y Discusión
32
Figu a 1.9. Va iación con la p o undidad de los alo es de pH, C o al (C, %), acumulación de C (Cacum, g/dm3), N o al (%), elación C/N, capacidad de in e cambio ca iónico (CICe, cmolc/kg)
y densidad del suelo (Ds) ep esen adas con espec o a la p o undidad, de los suelos ACB-I y II.
ACB-I
ACB-II
Bhs
Bh
E
A
Bw
EBh
B/C
E
A
Bw
Bh
Bh
EB
B/C

dis in as p o undidades. El máximo de Fe
apa ece en la pa e supe io del spódico,
inmedia amen e po debajo del E en las
mues as co espondien es al Bh,
mien as que el máximo de Al lo hace a
mayo p o undidad, indicando di e encias
en las condiciones eque idas pa a la
p ecipi ación de ambos. La endencia de
las concen aciones de Si o al es
in e sa. Debido a la elu iación de Fe y Al
hay un en iquecimien o de Si en el
ho izon e E, con al as acumulaciones en
compa ación con las mues as basales,
mien as que en los spódicos la ilu iación
de Fe, Al y ma e ia o gánica p oduce un
e ec o de dilución del Si.
FRACCIONAMIENTO DE Al, Fe y Si
Los con enidos de Si lib e o al (Si
ex aído con NaOH, Sin) son bajos
(0-0.2%) ( igu a 1.11). Los de Si ex aído
en oxala o amónico (Sio, conside ado
como Si eac i o) son incluso
inde ec ables. El Fe lib e o al (Fed)
mos ó la misma endencia que el Fe
o al ( 2=0.76), con las concen aciones
más bajas en los ho izon es E
(0.01-0.03%) y las más al as en los
spódicos (2.8% en ACB-I y 2.3% en ACB-
II, lo que equi ale a un 41% y un 53 %
del FeT, espec i aman e). El Fe en
o mas no c is alinas, an o o gánicas
como ino gánicas (Feo) se dis ibuye de
mane a simila al Fed ( 2=0.82). Los
con enidos de Feo ep esen an has a un 75-90% del Fed en los ho izon es spódicos, pe o menos del 50% en el es o de los
ho izon es. El pi o os a o-Na ex ajo has a el 100% del Feo, lo que indica que p ác icamen e odo el Fe eac i o es á en
o ma de compues os o gánicos (Fep) ( igu a 1.11). La can idad de Al lib e o al (Aln) p esen a sus alo es más al os en el
ho izon e spódico, con un 0.8-1%, que es un 10- 11% del Al o al. Los con enidos de Aln disminuyen po debajo del spódico
has a un 0.3% en la base del ACB-I, mien as que en ACB-II los alo es de Aln se man ienen en 0.5-0.6%. Es os con enidos
suponen un 7-14% del Al o al en los ho izon es B y C ( igu a 1.11). El Al ex aído en oxala o amónico (Alo) es una pequeña
pa e del Al lib e o al, especialmen e en ACB-II, en cuyos ho izon es B y C es sólo el 20-25% del Aln. El Aluminio ex aído
en pi o os a o (Alp) cons i uye un 80-100% del Alo, con concen aciones máximas en los ho izon es spódicos (0.39-0.65%) y
mínimas en los E (0.02-0.04%) ( igu a 1.11). La acumulación de Alp, que ep esen a la can idad de Al asociado a ma e ia
o gánica po unidad de olumen, es pequeña en los ho izon es E (<0.5 g dm-3). Los alo es máximos se dan en los
subho izon es Bh (4.7-6.6 g dm-3), mien as que en los Bhs son no ablemen e meno es (1.4-2.8 g dm-3).
FASES INORGÁNICAS SECUNDARIAS
De es os esul ados se desp ende que una pequeña pa e del Fe y una un poco mayo del Al de los dos suelos se
encuen an o mando compues os c is alinos secunda ios, con las mayo es can idades en los ho izon es más p o undos,
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
33
Figu a 1.10. Va iación e ical de las concen aciones de Si, Fe y Al o ales de los suelos ACB-I
y ACB-II.
Bhs
Bh
E
A
Bw
EBh
B/C
E
A
Bw
Bh
Bh
EBh
B/C
ACB-I
ACB-II
especialmen e de ACB-II, como mues an los cálculos de las acciones Alc (Aln-Alo) y Fec (Fed-Feo). O os es udios han
iden i icado es e ipo de compues os en podzoles ácidos bien d enados. El Al libe ado du an e la me eo ización puede se
mo ilizado como Al3+ o Al(OH)2+ y p ecipi a debido al inc emen o de pH, o iginando gibbsi a de di e en es g ados de
c is alinidad (Fa me e al 1983). También la caolini a es un mine al es able en podzoles de la zona emplada, en conc e o
en los es udiados po Macías e al. (1986) en la misma zona que los podzoles ACB-I y II. Po su pa e, la solubilidad del Fe
disminuye con el aumen o del pH y puede p ecipi a o mando goe i a en ho izon es B y C (Ka l un e al., 2000). Es as
o mas c is alinas de Fe de ca ga a iable han sido iden i icadas en ho izon es spódicos po o os au o es, pe o los esul dos
de las ex acciones selec i as indican que no ienen una g an impo ancia cuan i a i a (Johnson y McB ide, 1989;
Gus a sson e al., 1998a).
El Si lib e (Sin) pa ece es a en su o alidad o mando compues os c is alinos (Sic=Sin-Sio), dada la ausencia de Si eac i o
(Sio). La can idad de Sic es á co elacionada con la de Alc (Alc=Aln-Alo) ( 2=0.71), lo que sugie e que el Si lib e co esponde
en su o alidad a aluminosilica os c is alinos, en can idades mayo es en ACB-II que en ACB-I, quizás a consecuencia del
mejo d enaje del p ime o, dado que las condiciones oxidan es a o ecen la es abilidad de es e ipo de compues os.
Además, de acue do con Shoji y Fujiwa a (1984) y Pa i (1989), los alo es de pH de los suelos ACB son demasiado bajos
pa a la o mación de aluminosilica os de bajo g ado de o den como la imogoli a (pH<4.9, que es el alo umb al es ablecido
po Shoji y Fujiwa a (1984) pa a la o mación de es e ipo de compues os ino gánicos amo os).
No se encon a on e idencias de la exis encia de compues os ino gánicos amo os de Fe ni de Al, como se e leja en la
elación en e Al y Fe ex aídos en pi o os a o-Na y los ex aídos en oxala o amónico (Fep/Feo y Alp/Alo). Ambas elaciones
son p óximas a 1 en los dos suelos, indicando que p ác icamen e odo el Fe y el Al es án unidos a ma e ia o gánica ( igu a
1.12). Incluso en algunas mues as se encon a on elaciones Alp/Alo y Fep/Feo >1. La causa de es o no es á cla a, pe o es
Resul ados y Discusión
34
Figu a 1.11. Va ición e ical de Si, Fe y Al ex aídos median e NaOH, Di ioni o-Ci a o-Na, oxala o amónico ácido y pi o os a o-Na de los suelos
ACB-I y ACB-II, exp esados en %.
E
A
Bw
Bh
Bh
EBh
B/
C
Bhs
Bh
E
A
Bw
EBh
B/C
ACB-I
ACB-II
conocida la impo ancia del Al(OH)+3 en la solubilidad del Al en los ho izon es B de podzoles (Gus a sson e al.,1998b;
Jansen e al., 2005) y la capacidad del pi o os a o pa a disol e compues os ino gánicos de Al de cie a c is alinidad (Kaise
y Zech, 1996). Los alo es Fep/Feo>1 pod ían se debidos a la disolución de e ihid i as po el pi o os a o-Na (Kassin e al.,
1984; Schuppli e al., 1983).
FASES ORGÁNICAS
Tan o Fep como Alp ienen una co elación baja con el Cp si conside amos la o alidad de las mues as. En el caso del Alp,
se dis ibuye con espec o al Cp en dos poblaciones mues ales ( igu a 1.13): una que incluye a los ho izon es A, E y Bh, y
o a que comp ende las mues as más p o undas de los spódicos y los ho izon es C, con al os coe icien es de co elación si
las conside amos po sepa ado ( 2= 0.92 y 0.88 los A E y Bh y de ACB-I y II espec i amen e, y 2=0.95 y 0.97 los Bhs, BC y
C). El Fep mues a una si uación simila , con dos subpoblaciones de mues as al amen e co elacionadas con el Cp, pe o
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
35
Figu a 1.12. (a) F acciones de Al: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos c is alinos ( ) y (b)
acciones de Fe: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos c is alinos ( ) de los suelos ACB-I
y II.
Figu a 1.12. (a) F acciones de Al: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos c is alinos ( ) y (b)
acciones de Fe: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos c is alinos ( ) de los suelos ACB-I
y II.
ACB-I ACB-IACB-II ACB-II
Figu a. 1.13. Rep esen ación de la elación de las concen aciones de Al y Fe ex aídos en pi o os a o-Na con espec o al C ex aído con pi o os a o-
Na. Las mues as se dis ibuyen en dos subpoblaciones, que co esponden a los ho izon es A-E-Bh y Bs-Bw-C pa a el Al y A-E y Bh-Bs-Bw-C pa a el
Fe sepa ando las zonas de anspo e y de acumulación de cada elemen o.
una de ellas comp ende a los ho izon es A y E ( 2=0.80 y 0.78 en ACB-I y II), y la o a a los Bh, Bs, B y C ( 2=0.98 y 0.97 en
ACB-I y II espec i amen e) ( igu a 1.13). Po lo an o hay una cla a elación en e el Cp y Alp y Fep. La elación en e el Cp
y el C o al es ambién al a ( 2=0.85), y el Cp ep esen a un p omedio del 63% del C o al (llegando al 90% en los ho izon es
spódicos). Es as elaciones nos pe mi en conside a al Alp y Fep como indicado es de la can idad de Al y Fe asociado a
ma e ia o gánica, ya sea adso bidos como Al y Fe elemen ales o como oxihid óxidos de es os elemen os. Po lo an o, el
hecho de que Alp y Fep sean p ác icamen e iguales a Alo y Feo implica e ec i amen e que la g an mayo ía del Al y el Fe
eac i os es án asociados con la ma e ia o gánica. Es a unión p e e encial de los me ales a los compues os o gánicos
concue da con los hallazgos de o os au o es de que la p ecipi ación de compues os ino gánicos amo os es á limi ada en
los podzoles de la zona emplada icos en ma e ia o gánica (Fa me , 1980; Buu man y an Reuuwijk, 1984; Inoue y Huang,
1986, 1990, Buu man y Jongmans, 2005)
En é minos gene ales, la can idad de Al y Fe ex aídos con pi o os a o-Na po mol de C aumen a con la p o undidad. La
elación Alp+Fep/C, que se conside a una es imación de la can idad de me ales complejados po la ma e ia o gánica, iene
alo es bajos en el ho izon e A de ambos suelos (0.01-0.02), con un con enido de C mode adamen e al o (3.5-6%) y
pequeñas can idades de Alp y Fep ( igu a 1.14). Es o implica que la
ma e ia o gánica en supe icie iene poca capacidad de adso ción de
me ales y que se a a de ma e ia o gánica poco e olucionada. Las
condiciones de acidez en es os ho izon es a o ecen que los
complejos que se o man pe manezcan solubles y puedan mig a a
a és del pe il (Jansen e al., 2001, 2004, 2005). A medida que
aumen a la p o undidad, la elación Alp+Fep/C aumen a lige amen e
has a la pa e más p o unda del ho izon e E. Algunos au o es
p oponen que la elación Alp+Fep/C aumen a a consecuencia de la
descomposición de la ma e ia o gánica du an e la mig ación (Boudo
e al., 1989; Lunds om e al. 2000b), pe o es o pa ece poco p obable
en es os suelos, dado que el pH ácido y la escasez de nu ien es
limi an la asa de descomposición. Nues a hipó esis es que, du an e
la mig ación, los compues os o gánicos an adso biendo más
me ales, y es e p oceso p oduce el inc emen o de la elación Alp+Fep/
C. La exis encia de compues os o ganome álicos de baja es abilidad
a lo la go de odo el ho izon e E y en las mues as más supe iciales
del spódico e ue zan es a hipó esis.
En los ho izon es spódicos, la elación Alp+Fep/Cp es >0.1 ( igu a
1.14), supe ando ampliamen e el alo de e e encia p opues o po
Jansen e al. (2004) y Nie op e al. (2002) pa a la p ecipi ación de
compues os o ganome álicos po sa u ación de las posiciones de
adso ción (~0.03). Es os esul ados jun o con los de las ex acciones
selec i as y la elación de és as con el Cp, indican que la
p ecipi ación de compues os o gánicos es el p incipal mecanismo de
inmo ilización en los suelos ACB, lo que concue da con las
obse aciones de McKeague el al (1978) ace ca de que el aumen o
de la elación me al-C p o oca una solubilidad dec ecien e de los
compues os o gánicos y su p ecipi ación. La inmo ilización de los
compues os o gánicos po adso ción a supe icies mine ales
secunda ias, que p oponen algunos au o es (Ja dine e al., 1989;
Jones y Bassing on, 1998; Wiechmann, 1975), no puede se
desca ada en es os suelos, en an o no se desca e que el pi o os a o
disuel e oxihid óxidos asociados a ma e ia o gánica (Schuppli e al.,
1983; Kaise y Zech, 1996).
En la pa e supe io del ho izon e spódico los al os alo es de la
elación Alp+Fep/C esponden a un ue e inc emen o del Fep,
mien as que el Alp man iene alo es simila es a los del ho izon e E.
Resul ados y Discusión
36
ACB-I
ACB-II
Bhs
Bh
E
A
Bw
EBh
B/C
E
A
Bw
Bh
Bh
EBh
B/C
Figu a 1.14. Va iación con la p o undidad de las elaciones
mola es Alp+Fep/C y Fep/Alp, en los suelos ACB-I y II. En las
g á icas de la izquie da, la línea de pun os ma ca el alo Alp
+Fep/C=0.03 que es el alo umb al p opues o po Jansen e
al. (2004) y Nie op e al (2002) pa a la p ecipi ación de
compues os o ganome álicos debido a la sa u ación de sus
posiciones de adso ción. En las g á icas de la de echa, la
línea de pun os señala el alo Fep/Alp=1 que supone que
las posiciones de adso ción se encuen an ocupadas po Al y
Fe en igual medida.
ex ac an es, bien del pi o os a o-Na pa a
o mas asociadas a ma é ia o gánica
(Bascomb, 1968; Higashi e al., 1981;
Mackeague y Schuppli, 1982; Soon, 1993;
Kaise y Zeck, 1996; Saue e al., 2007), bien
del oxala o (Shoji y Fujiwa a, 1984; Fa me e
al., 1988; Skjems ad e al., 1992a). La
inespeci icidad del oxala o ue cons a ada po
Skjems ad e al., (1992a) que encon a on, en
podzoles de la cos a aus aliana, que se
pueden p oduci elaciones Alp/Alo>1 po la
incapacidad del oxala o pa a ex ae Al de
complejos ino gánicos insolubles en ácido
que p esumiblemen e abundan en ho izon es
Bh de podzoles de zonas opicales (Holzhey
e al., 1975; Fa me e al., 1983; Gomes e
al., 1988) y han sido iden i icados en
podzoles de la misma zona (Lopes e al.,
2008).
Los alo es de pH de los ho izon es B
spódicos de BG6 y BG11 es án po debajo
del alo umb al p opues o pa a la o mación
de aluminosilica os de bajo g ado de o den.
Es as condiciones ácidas se conside an
a o ables a la o mación de complejos
o ganoalumínicos que p o oca que no haya
su icien e Al disponible pa a la p ecipi ación
de es os compues os alo ánicos (Shoji e al.,
1982; Shoji y Fujiwa a, 1984). Las mues as
del ho izon e spódico de IC21 ienen alo es
de pH>5.6, a o ables pa a la o mación de
es e ipo de compues os. Sin emba go, los
alo es de Si encon ados en las
ex acciones con oxala o amónico y NaOH son insu icien es pa a la sín esis de aluminosilica os no c is alinos de ipo alo ana
e imogoli a. En las in es igaciones sob e mine alogía de suelos del mismo ipo que BG6 y BG11 (Espodossolos
Hid omó icos, Sis ema B asilei o de Classi icaçao de Solos) en á eas p óximas, Gomes (2005) ampoco encon ó
compues os ino gánicos de es e ipo.
Po o o lado, el di ioni o ci a o ex ae can idades muy bajas de Fe en los es suelos, inde ec ables en los ho izon es
subsupe iciales de BG6 y BG11, en los que, debido a su na u aleza hid omo a, el Fe se hab ía lixi iado. El suelo IC21
p esen a mayo es concen aciones de Fed con espec o a BG6 y BG11. Es e suelo iene alo es de pH más al os en el
ho izon e spódico y el d enaje es bueno, ci cuns ancias su icien es pa a p omo e condiciones químicas y biológicas que
pe mi an que el Fe se encuen e en es ado oxidado y, po lo an o, sea más ácilmen e p ecipi ado, bien como complejos
o ganome álicos (Jansen e al., 2004) o como oxihid óxidos. Gomes (2005) ambién encon ó concen aciones muy bajas,
incluso inde ec ables, de Fe (Fed<0.1%) en los podzoles hid omó icos de Ilha do Ca doso, al igual que Coelho (2008) en
los es udios de accionamien o que lle ó a cabo en es a misma á ea.
La elación Feo/Fed, u ilizada po Blume y Schwe mann (1969) como es imación del g ado de c is alinidad de los óxidos de
Fe, es <0.57 en las mues as del ho izon e spódico de IC21, lo que indica que el 43% del Fe lib e o al se encuen a en
o ma de óxidos c is alinos. La acción de Fe en compues os ino gánicos amo os (Feo-Fep) es muy pequeña en los es
suelos, especialmen e en BG6 y BG11 (<0.006%), aunque en IC21 los alo es son has a 4 eces mayo es, en e 0.006 y
0.020% en los ho izon es spódicos, lo que supone una pequeña pa e de odo el Fe lib e o al (6-17%).
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
43
Figu a 1.19. (a) F acciones de Al: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os
ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos c is alinos ( ) y (b) acciones de
Fe: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en
compues os ino gánicos c is alinos ( ) de los suelos BG6, BG11 y IC21.
Figu a 1.19. (a) F acciones de Al: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os
ino gánicos amo os ( ) y en compues os ino gánicos c is alinos ( ) y (b) acciones de
Fe: ligado a ma e ia o gánica ( ), en compues os ino gánicos amo os ( ) y en
compues os ino gánicos c is alinos ( ) de los suelos BG6, BG11 y IC21.
BG6
BG11
IC21

FASES ORGÁNICAS
Las can idades de Al ex aído con pi o os a o-Na, indican que en los es suelos exis e Al asociado a compues os o gánicos,
aunque las can idades son muy bajas, con alo es p óximos a ce o en los ho izon es A y E (<0.02%). Los alo es máximos
de cada suelo se dan en los ho izon es spódicos (0.18-0.30% en BG6, 0.04-0.09% en BG11 y 0.08-0.20% en IC21). El Alp
es á co elacionado con el con enido de C en es suelos si se excluyen a los ho izon es A, debido a que la ma e ia o gánica
de es os ho izon es iene p opiedades complejan es muy di e en es a la del es o de los ho izon es. En BG6 e IC21 es a
co elación es al a ( 2=0.88, n=19 y 2=0.71, n=17, espec i amen e), mien as que en BG11 es meno ( 2=0.58, n=13). El Fe
ex aído con pi o os a o-Na, sin emba go, no iene elación con el con enido de C en BG6 y BG11, mien as que en IC21 sí
exis e una co elación signi ica i a en e es as dos a iables ( 2=0.77, n=17; de nue o excluyendo los ho izon es A),
p obablemen e debido a la in luencia de la na u aleza hid omó ica de los p ime os. De hecho, las elaciones Fep/Alp
indican que el me al dominan e en las asociaciones o ganome álicas en los suelos BG6 y BG11 es el Al, con alo es muy
bajos (0.01, que indica que sólo el 1% de los me ales complejados co esponde al Fe), a excepción de los ho izon es A en
los que el Fe ocupa un 30-48% de las posiciones de adso ción. En el ho izon e spódico de IC21, en cambio, el Fe iene un
papel más ele an e, con elaciones Fep/Alp de 0.7-0.98, lo que quie e deci que los complejos o ganome álicos adso ben
Fe y Al casi po igual, es deci , que ambos me ales compa en p o agonismo en la inmo ilización de la ma e ia o gánica en
el ho izon e spódico.
La can idad de Al y Fe ex aídos con pi o os a o-Na po mol de C es baja en los ho izon es A y E de los es suelos, como
ponen de mani ies o los alo es de la elación Alp+Fep/C<0.017 ( igu a 1.20). En los ho izon es A se dan con enidos de C
mode ados (1.8-3.9%) y hay pequeñas can idades de Alp y Fep. Es o implica que la ma e ia o gánica en supe icie iene una
baja capacidad de adso ción de me ales, con elaciones Alp+Fep/C<0.01, que sugie en que se a a de ma e ia o gánica
esca (Wada e Higashi, 1976). El pH ácido en es os ho izon es a o ece que los complejos o ganome álicos que se o man
pe manezcan solubles y puedan mig a en p o undidad (Jansen e al., 2004, 2005).
En el ho izon e E an o los con enidos de C como la can idad de Fe y Al ex aídos en pi o os a o-Na son muy bajos. La
elación Alp+Fep/C, aunque aumen a lige amen e, se man ienen en alo es <0.02 ( igu a 1.20) que sugie en que los
complejos o ganome álicos pe manecen insa u ados y mó iles (Jansen e al., 2004). La elación mola Alp/C en es as
mues as es p opo cional a la acumulación de Al ligado a ma e ia o gánica ( 2=0.77, n=24), lo que unido a la escasez de
nu ien es en los ho izon es E, indica que el aumen o de la elación Alp+Fep/C se p oduce a medida que los compues os
o gánicos an adso biendo me ales, y no a consecuencia de la descomposición de la ma e ia o gánica du an e la mig ación
como p oponen algunos au o es en podzoles bo eales (Boudo e al., 1989; Lunds om e al. 2000b). En las mues as de los
Resul ados y Discusión
44
Figu a 1.20. Va iación e ical de las elaciones mola es Alp+Fep/C y Fep/Alp en los suelos BG6, BG11 y IC21. En las g á icas de la izquie da, la línea
de pun os ma ca el alo Alp+Fep/C=0.03 que es el alo umb al p opues o po Jansen e al. (2004) y Nie op e al (2002) pa a la p ecipi ación de
compues os o ganome álicos debido a la sa u ación de sus posiciones de adso ción. En las g á icas de la de echa, la línea de pun os señala el alo
Fep/Alp=1 que supone que las posiciones de adso ción se encuen an ocupadas po Al y Fe en igual medida.
Figu a 1.20. Va iación e ical de las elaciones mola es Alp+Fep/C y Fep/Alp en los suelos BG6, BG11 y IC21. En las g á icas de la izquie da, la línea
de pun os ma ca el alo Alp+Fep/C=0.03 que es el alo umb al p opues o po Jansen e al. (2004) y Nie op e al (2002) pa a la p ecipi ación de
compues os o ganome álicos debido a la sa u ación de sus posiciones de adso ción. En las g á icas de la de echa, la línea de pun os señala el alo
Fep/Alp=1 que supone que las posiciones de adso ción se encuen an ocupadas po Al y Fe en igual medida.
Figu a 1.20. Va iación e ical de las elaciones mola es Alp+Fep/C y Fep/Alp en los suelos BG6, BG11 y IC21. En las g á icas de la izquie da, la línea
de pun os ma ca el alo Alp+Fep/C=0.03 que es el alo umb al p opues o po Jansen e al. (2004) y Nie op e al (2002) pa a la p ecipi ación de
compues os o ganome álicos debido a la sa u ación de sus posiciones de adso ción. En las g á icas de la de echa, la línea de pun os señala el alo
Fep/Alp=1 que supone que las posiciones de adso ción se encuen an ocupadas po Al y Fe en igual medida.
E
A
Bh2
Bh1
E
A
Bs
Bh
BC
C
E
A
Bs
Bhm
Bh
Bhg
BG6 BG11 IC21
ho izon es spódicos los alo es de la elación Alp+Fep/Cp aumen an, le emen e en los suelos BG6 y BG11, has a alo es
de 0.02-0.05 y 0.04-0.08 espec i amen e ( igu a 1.20), que son lige amen e supe io es al alo de e e encia p opues o po
Jansen e al. (2004) y Nie op e al. (2002) pa a la p ecipi ación de compues os o ganome álicos po sa u ación de las
posiciones de adso ción (~0.03) en las condiciones de pH de es os ho izon es. Es as elaciones mola es, unidas a las
condiciones hid omo as y la escasez de Fe, sugie en que la p ecipi ación de los complejos o ganome álicos inducida po
sa u ación de las posiciones de adso ción es un p oceso secunda io en elación a la p ecipi ación ísica de los compues os
elu iados. Es o coincide con los esul ados de an B eemen y Buu man (2002), quienes encon a on que los con enidos
bajos de Fe disminuyen la p ecipi ación química de la ma e ia o gánica, di icul ando la p ecipi ación po complejación de
me ales, y domina la p ecipi ación ísica median e la adso ción de coloides o gánicos insa u ados a las supe icies de los
complejos o ganome álicos p e iamen e ilu iados. El aumen o de la elación Alp+Fep/C es más e iden e en el ho izon e
spódico de IC21 (0.07-0.24), lo que, unido a las condiciones de acidez de es e suelo, indica que la p ecipi ación po
sa u ación de las posiciones de adso ción es á más a o ecida que en BG6 y BG11. La inmo ilización de los compues os
o gánicos po adso ción a supe icies mine ales secunda ias que p oponen algunos au o es (Ja dine e al., 1989; Jones y
Bassing on, 1998), no se puede desca a , ya que el pi o os a o puede disol e oxihid óxidos asociados a ma e ia o gánica
(Schuppli e al., 1983; Kaise y Zech, 1996)
FRACCIONAMIENTO SEGÚN LA ESTABILIDAD DE LOS ENLACES Al-HUMUS
De las ex acciones con CuCl2, LaCl3 y KCl se ob u ie on concen aciones muy bajas de Al (AlCu, AlLa, AlK) y en odo caso
po debajo de los alo es encon ados pa a el Al ex aído en pi o os a o-Na ( igu a 1.21a). La e iciencia de las ex acciones
ue CuCl2>LaCl3>KCl, al igual que en los esul ados ob enidos po Ga cía-Rodeja e al. (2004). Las concen aciones de Al
de los es ex ac an es es án po debajo del lími e de de ección de la écnica u ilizada en los ho izon es E y p óximas a él
en los A (0.2-1.6 cmolc kg-1) .
La can idad de AlCu en los ho izon es spódicos es de 3.3-16 cmolc kg-1 que co esponde al 30-75% del Alp ( igu a 1.21a).
Las concen aciones de AlLa en los ho izon es A es án en e 0.1-0.8 cmolc kg-1 y las de KCl son 0.1-0.2 cmolc kg-1. En los
spódicos la concen ación de AlLa es más al a en BG11 e IC21 (1.0-5.1 cmolc kg-1) y especialmen e en BG6 (4.3-9.0 cmolc
kg-1). Sólo una pequeña pa e de AlLa es Al de in e cambio en es os ho izon es (Alk=0.4-1.8 cmolc kg-1, igu a 1.21a, que
supone menos de un 20% del AlLa en BG6 y BG11 y has a un 40% en IC21) sob e odo en los ho izon es cemen ados,
indicando que en es os úl imos la can idad de complejos o ganoalumínicos lábiles es educida. Tan o AlCu como AlLa ienen
al os coe icien es de co elación con el con enido de C en los pe iles BG6 y BG11 ( 2=0.74 y 0.70). Sin emba go, es a
co elación no es signi ica i a debido a que la dispe sión de los da os es g ande y la endencia es á muy condicionada po
los alo es de los ho izon es A y los spódicos de BG6, mucho mayo es que los del es o de las mues as. En los ho izon es
mine ales de IC21, el AlK es á co elacionado con el C ( 2=0.80; n=18).
Las can idades de Aloh (Alp-AlCu), Alom (AlCu-AlLa) y Alol (AlLa-AlK) son <1 cmol kg-1 en los ho izon es A y E de los es
suelos. En los ho izon es spódicos son más al as (Aloh=1.2-17.3 cmolckg-1; Alom=1.3-7.7 cmolc kg-1 y Alol=0.93-9 cmolckg-1).
En BG6, los con enidos de cada una de las acciones calculadas Aloh, Alom y Alol, es án elacionadas con el con enido de
C ( 2=0.79, 0.83 y 0.75, espec i amen e, n=20). La acción de mayo es abilidad ambién se co elaciona con el C en los
ho izon es mine ales de IC21 ( 2=0.82, n=18). La can idad de Alol, así como el Al ex aido en KCl (AlK) y en LaCl3 (AlLa)
es án elacionados con el con enido de Fe en compues os o ganoalumínicos de los es suelos ( 2=0.54, 0.59, 0.68; n=45),
apun ando a una asociación p e e en e del Fe con la ma e ia o gánica esca.
La dis ibución de es as acciones con espec o al o al del Al asociado a ma e ia o gánica se mues a en la igu a 1.21b. En
el spódico de BG6, especialmen e en los ho izon es Bhm, así como en el de IC21, p edominan los compues os de al a
es abilidad (52-83% del o al de complejos Al-humus). Los compues os de baja es abilidad son po cen ualmen e impo an es
en los ho izon es A de BG6 e IC21 (24-50%) y en el Bh de BG11 (20-36%), debido a los apo es de ma e ia o gánica esca,
mien as que los de mode ada es abilidad p edominan en el ho izon e A de BG11 (16-75%).
Es a dis ibución es cohe en e con la na u aleza de cada uno de es os ho izon es. BG6 es el único de los es suelos que
p esen a ho izon es cemen ados ipo o s ein, de ele ado g ado de consis encia, cemen ación y es abilidad es uc u al.
Tiene mayo an igüedad que los o os suelos, sugi iendo que el iempo puede se un ac o in luyen e en la acumulación y
es abilidad del C en podzoles. Skjems ad e al. (1992) encon ó esul ados simila es en suelos desa ollados sob e dunas en
Aus alia. Según es os au o es, en los ho izon es spódicos más an iguos p edomina la ma e ia o gánica con es uc u as
a omá icas es ables, que son ecuen emen e es abilizadas po Al. Debido a la g an es abilidad de los ho izon es Bhm, es de
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
45
espe a una mayo es abilidad de los enlaces Al-humus, en compa ación con los ho izon es más blandos (po ejemplo los
Bh), lo que de hecho ocu e. Es e mayo g ado de es abilidad puede se a consecuencia de la descomposición p e e en e
de los compues os más lábiles y p ese ación selec i a de aquellos con mayo es abilidad química. Compa ando los suelos
BG11 y BG6, ambos mal d enados, los mayo es con enidos de C se dan en los ho izon es spódicos de BG6, y ambién los
mayo es alo es de Alp y de la acción Aloh. BG11 es más jo en que BG6 y la es abilidad de los compues os
o ganome álicos es ambién meno , en é minos gene ales, e o zando la idea de que el iempo a o ece una mayo
acumulación y una mayo es abilidad de los complejos o ganome álicos en es os . IC21 es el de o mación más ecien e de
los es suelos que es udiamos y, sin emba go, en su ho izon e spódico p edominan los complejos o ganoalumínicos de
mayo es abilidad. Es a apa en e con adicción se explica po que las condiciones de d enaje ac uales a o ecen la
Resul ados y Discusión
46
E
A
Bs
Bh
BC
C
Figu a 1.21. (a) Va iación e ical de la can idad de A ex aído median e KCl, LaCl3, CuCl2 y pi o os a o de Na, exp esados en
cmolc.kg-1 y (b) Dis ibución de las p opo ciones de las acciones de al a (AlH=(Aloh*100)/Alp), media (AlM=(Alom*100)/Alp) y baja
(AlB=(Alol*100)/Alp) es abilidad con espec o al o al de o mas o ganome álicas (Alp).
BG6 BG11 IC21
E
A
Bh2
Bh1
E
A
Bs
Bhm
Bh
Bhg
mine alización de los compues os o gánicos p e iamen e acumulados, p e e en emen e de los más lábiles, p ese ándose
selec i a y empo almen e los de mayo es abilidad.
1.3.4 Análisis mul i a ian e
En el análisis es adís ico po componen es p incipales (PCA) se
incluye on el con enido de C, el pH, las can idades de Al, Fe y Si
ex aídos median e los dis in os p ocedimien os (Alk, AlLa, AlCu, Alp,
Alo, Aln, Fep, Feo, Fed, Sio, Sin), las acciones calculadas a pa i
de ellas (Alol, Alom, Aloh, Alia, Alc, Feia, Fec), las p opo ciones
sob e el o al de los complejos o ganoalumínicos de las acciones
de complejos Al-humus de baja, mode ada y al a es abilidad (AlB,
AlM, AlA) y las concen aciones de Si, Fe y Al o ales (Si, Fe, Al). Se
excluye on del análisis las mues as de los ho izon es O de los
suelos bo eales, dado que no son ho izon es mine ales y que al
a a se de ma e ia o gánica undamen almen e esca los esul ados
de las dis in as ex acciones no pueden compa a se a los ob enidos
pa a las mues as mine ales.
Se ex aje on 4 componen es p incipales con un au o alo mayo
que 1, que en conjun o explican el 81,2% de la a ianza o al ( igu a
1.22). El p ime componen e (F1) explica un 46.6% de la a ianza y
a él se asocian, con coe icien es de ca ga posi i os, las o mas
ex aíbles de Al y Fe, además de las concen aciones o ales de Al y
Fe. Los alo es más al os co esponden al Al ex aído en CuCl2 y las
o mas de Al-humus de mode ada es abilidad, el Al y el Fe o ales y
ex aídos NaOH, di ioni o-ci a o-Na, oxala o amónico y pi o os a o-Na (0.81-0.92). La única a iable con ca ga nega i a
signi ica i a en es e componen e es el Si (-0.92).
Al segundo compone e (F2; 22,8% de la a ianza) se asocian, con ca gas posi i as (0.78-0.69) el Al y Fe de compues os
ino gánicos no c is alinos (Alia, Feia), el Si ex aíble en NaOH y en oxala o amónico (Sin y Sio) y, en meno medida, el pH y
la p opo ción de Al en complejos de es abilidad mode ada (0.42 y 0.46). Con alo es nega i os, con ibuyen la can idad de
complejos Al-humus ex aído en LaCl3 y de baja es abilidad (AlLa, Alol), el Al de in e cambio (AlK) y el Fe en compues os
o gánicos (Fep) (0.71-0.58). También ienen ca gas nega i as, aunque meno es, la can idad de Al ex aído en pi o os a o-
Na, la can idad y p opo ción de Al en complejos de al a es abilidad y el con enido de C (-0.41 y -0.49).
Al e ce componen e (F3; 6,7% de la a ianza) con ibuyen, con coe icien es de ca ga nega i os, la can idad y p opo ción
de Al en complejos o ganoalumínicos de al a es abilidad y el pH (-0.42, -0.53, -0.43) y, con alo es posi i os, la p opo ción
de Al en compues os de baja y mode ada es abilidad (048, 0.43) y el con enido de C (0.40). Po su pa e, el cua o
componen e (F4; 4,9% de la a ianza) es á dominado po el pH (0.55) y el con enido de C (-0.41). Tan o en el ac o 3 como
el 4 se obse a que odas las a iables elacionadas con el Al en compues os de baja es abilidad, así como odas las
ex acciones y acciones de Fe y el Fe o al ienen ca gas posi i as, mien as que las a iables que exp esan el Al en
complejos o ganome álicos de es abilidad mode ada y al a ienen ca gas nega i as.
F1: ACUMULACIÓN DE Fe y Al
Las pun uaciones más posi i as en es e ac o co esponden a las mues as que ienen acumulación de Fe y Al, es deci ,
las de los ho izon es spódicos, y las más nega i as a las mues as de los ho izon es elu iales y los ho izon es B/C y C, que
son las que con ienen mayo es concen aciones de Si o al y meno es can idades de Al y Fe ex aíbles y de ma e ia
o gánica ( igu a 1.23). Po lo an o, F1 ep esen a la acumulación de ases secunda ias de Fe y Al, o, dicho de o o modo, la
in ensidad de me eo ización y podzolización.
El ho izon e spódico de SVT-I es el que iene pun uaciones más al as, dadas sus ele adas can idades de ases secunda ias
de Fe y Al, seguido po los de y ACB-I y II. Los suelos opicales son los que ienen las pun uaciones más bajas, alcanzando
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
47
Figu a 1.22. Dis ibución de la a ianza explicada po los
cua o componen es p incipales ex aídos en el análisis
mu i a ian e.
alo es posi i os apenas en los ho izon es spódicos, a pesa de se los suelos más an iguos de los sie e pe iles es udiados.
SVT-II iene alo es in e medios en e ambos ex emos ( igu a 1.23), meno es que los de SVT-I, aunque ambos suelos
ienen el mismo iempo de desa ollo y condiciones de o mación, a excepción del g ado de d enaje.
En la igu a 1.24 se mues a la elación de las o mas de Al y las de Fe con las pun uaciones de F1 pa a cada mues a.
Todas las acciones de Fe y Al conside adas como agen es del p oceso de podzolización mues an una p opo cionalidad
di ec a con es e ac o , aunque no con la misma pendien e en odos los suelos. Al ep esen a las dis in as ex acciones y
acciones de Al es udiadas en e a las pun uaciones de F1 ( igu a 1.24) se pone de elie e la exis encia de dos poblaciones
mues ales dis in as: una o mada po las mues as de los suelos de la zona emplada y opical (ACB-I, ACB-II, BG6, BG11,
IC21), con mayo es can idades de las acciones asociadas a ma e ia o gánica, y o a po las mues as de SVT-I, que ienen
un en iquecimien o ela i o mayo de Aln, Alo y meno de Alp. Las mues as del suelo SVT-II o bien apa ecen en la misma
población que las de los ACB o bien como una ansición en e SVT-I y los ACB. En el caso del AlLa, la dis ibución de las
mues as con espec o a F1 es á condicionada po el ipo de ho izon e, y no po la zona de ubicación de los suelos. Se
pueden iden i ica es poblaciones: una o mada po las mues as de los ho izon es O, A, E de odos los suelos, las
mues as de ansición E/Bh y las de los Bh, Bhg y Bhm en los suelos de las zonas emplada y opical; o a o mada po los
ho izon es Bs de ACB, BG6 y de SVT-II, y los BwC y BC de los ACB; y una úl ima o mada po el ho izon e Bs de SVT-I y los
C de SVT-I y SVT-II. El descenso p og esi o de la pendien e de la elación en e el p ime y el e ce g upo mues a una
disminución de la can idad de complejos Al-humus de baja es abilidad desde los ho izon es supe iciales hacia el ho izon e
spódico. El AlCu, sin emba go, mani ies a una elación lineal pa a odos los suelos y ho izon es con F1 ( 2=0.86, n=160)
( igu a 1.24). Lo mismo ocu e con la acción de Al asociado a ma e ia o gánica en complejos de es abilidad mode ada, que
Resul ados y Discusión
48
Figu a 1.23. Pun uaciones de las 170 mues as de los sie e suelos en los cua o componen es p incipales ex aídos en el análisis mu i a ian e.

se es ima a pa i del AlCu (Alm=AlCu-AlLa)). De hecho AlCu y la acción Alom son las a iables mejo explicadas po F1,
con más del 86% de su a iabilidad asociada a es e ac o , lo que sugie e que la in ensidad del p oceso eda ogené ico
de e mina á casi comple amen e la can idad de o mas o ganoalumínicas de mode ada es abilidad con independencia de
las condiciones de o mación del suelo. Es e esul ado concue da con las p opues as de di e sos au o es, que conside an al
Al ex aído en CuCl2 una es imación más adecuada del Al ligado a ma e ia o gánica en podzoles que el Al ex aído con
pi o os a o-Na (Juo y Kamp a h, 1979; Kaise y Zech, 1996a; U u ia e al., 1995). El Fe ex aído en pi o os a o mues a de
nue o una di isión en dos poblaciones, po un lado las mues as de los suelos de la zona emplada e IC21 de la opical y,
po o o, las del es o de los suelos opicales y el SVT-I. El SVT-II iene una posición in e media en e ambas endencias. En
el Fe ex aído con di ioni o-ci a o-Na y oxala o amónico (Fed y Feo) se ap ecia ambién cie a di isión en subpoblaciones,
aunque de o ma gene al ienen una elación lineal con F1 ( 2=0,81 y 0,77, espec i amen e). La acción de Fe en
compues os ino gánicos amo os iene elación con F1 en SVT, excep uando las mues as del ho izon e Bh de SVT-II
( 2=0.89, n=58), que son las de mayo con enido o gánico.
La concen ación de Si o al en los ho izon es mine ales disminuye al aumen a el alo de F1 ( igu a 1.25, 2= 0.85,
excluyendo a las mues as de los ho izon es O, n=161), lo que cons i uye una e idencia de cie a pé dida de Si con el
a ance del p oceso eda ogené ico. En los suelos bo eales la can idad de Si o al es á elacionada, además, con la
p opo ción de Al en o ma de compues os no c is alinos, o gánicos e ino gánicos, ep esen ada po la elación Alo/AlT que
habi ualmen e se u iliza como un índice del g ado de me eo ización, con concen aciones dec ecien es de Si a medida que
és a elación aumen a ( 2=0.84). En los suelos de la zona emplada ambién hay cie a elación en e es as dos a iables,
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
49
Figu a 1.24. Rep esen ación de las dis in as acciones de Al y Fe en e a las pun uaciones en el F1 de las mues as de los sie e suelos: Al en complejos
o ganome álicos de baja, mode ada y al a es abilidad (Alol, Alom, Aloh), asociado a ma e ia o gánica (AlMO), en compues os ino gánicos de bajo g ado de
o den (Alia) y en compues os ino gánicos c is alinos; Fe asociado a ma e ia o gánica (FeMO), en compues os ino gánicos de bajo g ado de o den y en
compues os ino gánicos c is alinos).
Figu a 1.24. Rep esen ación de las dis in as acciones de Al y Fe en e a las pun uaciones en el F1 de las mues as de los sie e suelos: Al en complejos
o ganome álicos de baja, mode ada y al a es abilidad (Alol, Alom, Aloh), asociado a ma e ia o gánica (AlMO), en compues os ino gánicos de bajo g ado de
o den (Alia) y en compues os ino gánicos c is alinos; Fe asociado a ma e ia o gánica (FeMO), en compues os ino gánicos de bajo g ado de o den y en
compues os ino gánicos c is alinos).
Figu a 1.24. Rep esen ación de las dis in as acciones de Al y Fe en e a las pun uaciones en el F1 de las mues as de los sie e suelos: Al en complejos
o ganome álicos de baja, mode ada y al a es abilidad (Alol, Alom, Aloh), asociado a ma e ia o gánica (AlMO), en compues os ino gánicos de bajo g ado de
o den (Alia) y en compues os ino gánicos c is alinos; Fe asociado a ma e ia o gánica (FeMO), en compues os ino gánicos de bajo g ado de o den y en
compues os ino gánicos c is alinos).
pe o la dispe sión de los da os es mayo ( 2=0.62) y en los
suelos opicales ambas a iables pa ecen se
independien es. La elación Alo/AlT, po su pa e, mues a una
co elación signi ica i a con F1 ( 2=0.73, n=161, igu a 1.25),
de o ma más e iden e pa a el suelo SVT-I ( 2=0.98) que pa a
los emplados y opicales. Las mues as del ho izon e
spódico de SVT-II suponen, de nue o, una si uación
in e media.
F2: PODZOLIZACIÓN ORGÁNICA s INORGÁNICA
Pa a los suelos es udiados, F2 pa ece esponde a una
di e enciación en e dos ipos de podzolización: po una pa e
un mecanismo mediado p incipalmen e po compues os
o gánicos y po o a un p oceso dominado po compues os
ino gánicos. La ep esen ación de las a iables en una
p oyección F1/F2 ( igu a 1.26a) nos pe mi e obse a cómo
se compo an con espec o a es a di e enciación o gánica e
ino gánica (F2) según la in ensidad del p oceso eda ogené ico
(F1). Las p opiedades elacionadas con los compues os
o gánicos ienen alo es posi i os en el Fac o 2 y las
elacionadas con ases ino gánicas, alo es nega i os. Las
concen aciones o ales de Al, Fe y Si ienen alo es muy
ce canos a ce o en es e ac o , así como el Al en compues os
de es abilidad mode ada y el Al ex aído en CuCl2, cuya
p esencia pa ece no depende de los mecanismos conc e os
de la podzolización en los dis in os ambien es ( igu a 1.26a).
Las pun uaciones de las mues as en F2 son posi i as en el ho izon e spódico de SVT-I, mien as que en ACB-I y II, BG6,
BG11 e IC21 son nega i as. En SVT-II se da una si uación in e media en e las dos endencias, con alo es nega i os en el
spódico, y p óximos a ce o o posi i os en el es o ( igu a 1.26b). La ep esen ación de las pun uaciones de las mues as en
la p oyección F1/F2 hace pa en e es as di e encias: po un lado un p edominio de los compues os ino gánicos y po o a el
p edominado casi exclusi o de o mas o gánicas como esponsables del p oceso eda ogené ico ( igu a 1.26b), en la que las
mues as de los ho izon es A y E se ag upan a la izquie da del espacio F1/F2, con alo es ce canos a ce o, mien as que las
de los ho izon es subsupe iciales de SVT-I di e gen hacia alo es posi i os de F2 y las de los demás suelos hacia alo es
Resul ados y Discusión
50
Figu a 1.26. Rep esen ación de la p oyección F1-F2, que conjun amen e explican el 68,1% de la a ianza. (a) p oyección de los ac o es de ca ga las
a iables analizadas según los componen es F1 y F2. (b) ep esen ación de la dispe sión de las pun uaciones de las 170 mues as de los sie e suelos
en el espacio F1/F2.
Figu a 1.26. Rep esen ación de la p oyección F1-F2, que conjun amen e explican el 68,1% de la a ianza. (a) p oyección de los ac o es de ca ga las
a iables analizadas según los componen es F1 y F2. (b) ep esen ación de la dispe sión de las pun uaciones de las 170 mues as de los sie e suelos
en el espacio F1/F2.
AB
Figu a 1.25. Relación del las concen aciones de Si o al y de la
elación Alo/AlT con las pun uaciones en el F1.
nega i os.
En la igu a 1.27 se mues a la p opo ción de Fe y Al eac i os asociados a o mas o gánicas e ino gánicas, del o al
acumulado po unidad de olumen. Se e idencia el p edominio de los compues os ino gánicos en SVT-I, en e al con ol
casi exclusi o de los compues os o gánicos en los suelos ACB. En los suelos opicales el Al eac i o se encuen a
mayo i a iamen e asociado a ma e ia o gánica, mien as que el Fe pa ece es a p edominan emen e en o mas ino gánicas
en BG6 y BG11. Sin emba go, en es os suelos Al y Fe ex aídos es án muy p óximos al lími e de de ección (sob e odo en
las mues as del ho izon e E), po lo que las elaciones en e los esul ados de ambas ex acciones ca ece de
ep esen a i idad.
La acumulación de Al ligado a ma e ia o gánica no iene una elación signi ica i a con F2 en los suelos ACB. Pe o si
conside amos la suma de la acumulación de Fep y Alp, el coe icien e de co elación con F2 aumen a has a 2=0.75, lo que
indica que ambos me ales con ibuyen de o ma signi ica i a a la inmo ilización de la ma e ia o gánica. En los suelos
opicales la co elación en e el Alp acumulado y F2 es al a ( 2=0.80), poniendo en e idencia el dominio de las o mas
o ganoalumínicas en la acumulación. La acumulación de Fe, an o en o mas o gánicas como ino gánicas, es inde ec able
en BG6 y BG11 y muy pequeña, y sin co elación signi ica i a con F2, en IC21. Las pun uaciones de SVT-I en F2 es án
ue emen e co elacionadas con las o mas ino gánicas de Al (Alia 2=0.96) y ambién con las de Fe (Feia 2=0.65; 2=0,95
conside ando sólo el spódico) lo que indica que, a pesa de cie a exis encia de compues os o gánicos, la acumulación es
undamen almen e ino gánica. En el SVT-II, aunque una pa e de los me ales ex aíbles en oxala o se encuen an en
compues os o gánicos, o a es á en compues os ino gánicos amo os. El Fe es á mayo i a iamen e o mando pa e de
compues os o gánicos en los ho izon es elu iales, mien as que las o mas o gánicas de Al son más abundan es en las
mues as del ho izon e spódico. Debido a es a dis ibución, ninguna de las acciones acumuladas iene co elación
signi ica i a con F2 en es e suelo.
La dis ibución de las o mas ino gánicas pa ece ene elación con el pH. En las mues as de los ho izon es B de los suelos
bo eales el pH iene alo es más ele ados cuan o más mayo es la pun uación de F2 ( 2=0.82, n=22). Los alo es más
nega i os en es e ac o co esponden a las mues as de ACB, y en ellas el pH ≤ 4.8 y p edominan los compues os
o gánicos, mien as que los más posi i os co esponden a SVT-I, con alo es de pH ≥4.9, que es el alo umb al es ablecido
po Shoji y Fujiwa a (1984) po debajo del cual se da un p edominio de los compues os o ganoalumínicos que p o oca una
baja disponibilidad de Al pa a o ma compues os ino gánicos. Tan o la na u aleza del ma e ial de pa ida como la can idad
de ma e ia o gánica condicionan la acidez del suelo, que in luye en la solubilidad de los elemen os y en la na u aleza de los
Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales empladas y opicales
51
Figu a 1.27. Rep esen ación de las p opo ciones de Al y Fe asociados a ma e ia o gánica ( ) y Al y Fe en compues os ino gánicos amo os ( )
sob e la can idad de Al y Fe eac i os acumulados en cada mues a ( , en g/dm3).
Al (%)Fe (%)
Alacum (g/dm3)Feacum (g/dm3)
ma e iales que p ecipi an p e e en emen e (Bloom e al., 1979b, Ga cía-Rodeja y Macías, 1984; Macías e al., 1986; Manley
e al., 1987; Takaheshi e al., 1995, an Hees e al., 2000). Di e sos es udios han señalado que en podzoles ue emen e
ácidos se encuen a limi ada la o mación de aluminosilica os de bajo g ado de o den de ipo alo ánico e imogoli as
(Cheswo h y Macías, 1985; Pa i , 1989), ya que las concen aciones de Al necesa ias pa a o ma es os compues os son
ele adas a pH bajo. Además, en condiciones ácidas la química del Al se encuen a egulada po compues os o gánicos
(Buu man y an Reeuwiik, 1984; Mulde y Sein, 1994; Be gg en y Mulde , 1995; Allan y Roule 2005). Van Hees e al. (2000)
mues an, en podzoles bo eales, que cuan o más pob e en mine ales al e ables es un suelo es más ácido y ico en ma e ia
o gánica, con lo que la impo ancia de la inmo ilización de elemen os debida a la acción de las imogoli as se e es ingida
en bene icio de la inmo ilización debida a la sa u ación de los complejos o ganome álicos. Según Buu man y Jongmans
(2005), es a sa u ación conduce a una baja asa de eciclado de la ma e ia o gánica, lo que inc emen a su acumulación.
Gus a sson (1995) encon ó e idencias en suelos escandina os de que los ma e iales ipo imogoli a son pa icula men e
ines ables en p esencia de sus ancias o gánicas. En SVT-II, se da una si uación in e media en e el suelo SVT-I y los ACB,
p obablemen e debido al e ec o de las condiciones de sa u ación híd ica, que conducen a la acumulación de compues os
o gánicos. La génesis de los podzoles opicales es al amen e dependien e de la hid omo ía, que p o oca la acumulación
de compues os o gánicos independien emen e del pH. Po es e mo i o, aunque las condiciones de acidez pe mi i ían
po encialmen e la o mación de compues os ino gánicos, és os no se de ec an, y la acumulación de Al en los ho izon es B
es esencialmen e de ca ác e o gánico ( igu a 1.27). En el caso del Fe la acumulación es muy baja, con alo es incluso po
debajo del lími e de de ección en los suelos BG6 y BG11, dado su ca ác e hid omó ico. En el suelo IC21 las can idades de
Fe eac i o son mayo es y has a el 90% de és e se encuen a en o mas o gánicas ( igu a 1.27).
Adicionalmen e, en los suelos de las zonas emplada y opical la can idad de Si ex aíble en oxala o amónico (Sio) es
inde ec able con la écnica analí ica u ilizada, lo que implica ausencia de aluminosilica os de bajo g ado de o den. Sin
emba go, en las mues as de los ho izon es Bs y B de SVT-I sí se de ec a Sio, y su co elación con F2 es ele ada ( 2=0,91),
e o zando la hipó esis de que en es as mues as exis e la posibilidad de o mación de compues os ino gánicos amo os.
Además, la elación Alo-Alp/Sio, p opues a po Fa me (1983) como un indicado de la p esencia de ma e iales ipo
alo ánico en los suelos, es p óxima a 2 en es as mues as, e indica una ele ada p obabilidad de o mación de es os
ma e iales ino gánicos de bajo g ado de o den.
F3 y F4: ESTABILIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGANOALUMÍNICOS
Los ac o es 3 y 4 es án elacionados con la a iación de los compues os o ganoalumínicos. En F3, las p opo ciones de
complejos o ganome álicos de baja es abilidad, el con enido de C y, en meno medida, las p opo ciones de compues os Al-
humus de mode ada es abilidad, con ibuyen de o ma signi ica i a con coe icien es de ca ga posi i os, mien as que la
can idad y p opo ción de compues os Al-humus de al a es abilidad y el pH ienen ac o es de ca ga nega i os. Las
pun uaciones en es e ac o son ue emen e posi i as en los ho izon es E de SVT-I y II, en los que más del 65% de los
complejos Al-humus son de baja y mode ada es abilidad, y en los A y Bh de los suelos ACB, donde hay un po cen aje
impo an e de o mas lábiles (19±2%) p obablemen e p oceden es de apo es de ma e ia o gánica esca desde la
supe icie. En el spodico de SVT-I las pun uaciones son ambién posi i as, aunque con alo es más bajos, p obablemen e
debido a la g an abundancia de complejos de es abilidad mode ada (83±17%), mucho mayo que en los spódicos de los
demás suelos (31±15%). Los compues os de es abilidad al a p edominan en las mues as de los ho izon es Bhs de SVT-II y
ACB (57±17% del o al de compues os Al-humus), en las que se dan pun uaciones nega i as. Los suelos BG6 y BG11
ienen po cen ajes ele an es de complejos de baja es abilidad en los ho izon es A y el IC21 en los ho izon es A, Bhs, Bs y
B/C, sin emba go, no ienen pun uaciones posi i as. Es o se debe a que en es os suelos los alo es de pH son
ela i amen e al os y a que ienen can idades impo an es de compues os de al a es abilidad.
Po o a pa e, el pH y la can idad y p opo ción de Al en compues os de baja es abilidad con ibuyen a F4 con coe icien es
de ca ga posi i os, mien as que el con enido de C y el Al en compues os de al a es abilidad lo hacen con alo es nega i os.
Además, odas las ex acciones y acciones de Fe y el Fe o al ienen coe icien es de ca ga posi i os en es e ac o , aunque
con alo es más bajos. Las pun uaciones más al as coinciden con po cen ajes ele an es de compues os de baja
es abilidad y can idades ap eciables de Fe, y en los ho izon es Bhs, Bs y B/C de IC21, que además ienen alo es de pH
al os. Tan o SVT-II como BG6 y BG11 ienen pun uaciones nega i as o muy p óximas a ce o en sus spódicos, e lejando el
e ec o de la hid omo ía sob e la acumulación de C, la es abilización de los enlaces Al-humus y la pé dida de Fe po
educción y lixi iación. En los ho izon es A de los pe iles ACB se dan ambién pun uaciones nega i as, que co esponden a
Resul ados y Discusión
52
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Capí ulo 1: Mo ilización e inmo ilización de Al y Fe en la podzolización bajo condiciones
bo eales, empladas y opicales
67
El Pb es á p esen e en el ambien e en o ma de cua o isó opos es ables: 208Pb (52.4%), 206Pb (24.1%), 207Pb (22.1%) y
204Pb (1.4 %) y 27 isó opos adioac i os cuyos pe íodos de semidesin eg ación ( 1/2) ocilan en e los 45 milisegundos
(181Pb) y los 1,53x107 años (205Pb) (Fau e, 1986). Los isó opos adiac i os 210Pb ( 1/2=22 años), 212Pb ( 1/2=10 h) y 214Pb
( 1/2 =26.8 min) son ecuen emen e u ilizados como azado es (e.g., Na bu y Bilewicz, 1998; Sanchez-Cabeza e al.,
2007). Además, 210Pb ha sido ampliamen e usado pa a la da ación p ecisa de los úl imos 150 años en sedimen os y
depósi os u bosos (Appleby y Old ield, 1978, Vile e al., 2000; Sho yk e al., 1996). El 206Pb, 207Pb y 208Pb son isó opos
adiogénicos es ables, p oduc o del decaimien o del 238U, 235U y 232Th, espec i amen e, mien as que 204Pb es no
adiogénico y el único isó opo es able p imo dial con una abundancia cons an e en la co eza e es e a lo la go del iempo
(Long, 1999; Fau e, 1986). La abundancia de cada isó opo en una mues a, po lo an o, depende es ic amen e de la
concen ación p e ia de Pb, U y Th y de los iempos de decaimien o, es deci , la ida media de los isó opos de pa ida. La
composición iso ópica del Pb se exp esa ecuen emen e en unción de las elaciones en e sus isó opos es ables: 206Pb/
204Pb, 208Pb/206Pb, 206Pb/207Pb. La no malización a 204Pb es la que p o ee una mayo di e enciación en e la composición
iso ópica de dis in os ese o ios. Sin emba go la elación 206Pb/207Pb es la más u ilizada debido a que se puede de e mina
analí icamen e con p ecisión y las abundancias de es os isó opos son ela i amen e al as. Debido a que el 235U iene un
iempo medio de ida conside ablemen e meno que el 238U (7.0 x 108 y 4.5 x 109 años, espec i amen e), con el iempo se
ha p oducido el decaimien o de una mayo acción del p ime o que del segundo (E el e al., 2001), dando luga a una
elación 235U/238U de 1/138 en la ac ualidad. Así, du an e los úl imos 1000 millones de años, la can idad de 207Pb ha
cambiado muy poco compa ada con la de 206Pb, po que la mayo ía del 235U ya ha decaído, mien as que el 238U p esen a
oda ía una g an abundancia. Como esul ado de es o, la elación iso ópica 206Pb/207Pb puede se u ilizada en luga de
206Pb/204Pb en mues as que ienen baja can idad de 204Pb en las que la elación 206Pb/204Pb es di ícil de medi .
A di e encia de la mayo ía de los me ales pesados, el Pb de los suelos puede se o iginado an o po p ocesos na u ales
como an ópicos. La de ección de Pb de con aminación (es deci , alóc ono) en un sis ema edá ico se basa en la exis encia
de di e encias signi ica i as en la composición iso ópica en e el que p ocede de la al e ación del ma e ial de pa ida y el de
los con aminan es. En gene al, la composición iso ópica del Pb en suelos no con aminados es más adiogénica (206Pb/204Pb
~18.5-19.5; Hansmann y Koppel, 2000) que la de suelos con aminados, debido a que el Pb que con ienen es de i ado de la
me eo ización del ma e ial de pa ida y la composición iso ópica es á p incipalmen e in luenciada po el decaimien o del 238U
a 206Pb. La composición iso ópica de las menas de Pb (con mayo es elaciones Pb/U) e leja una composición menos
adiogénica (206Pb/204Pb ~16.0-18.5; Hansmann y Koppel, 2000). Los mine ales de Pb de o mación más emp ana es án
gene almen e ca ac e izados po una baja elación 206Pb/207Pb (1.06-1.10), mien as que los más ecien es con ienen más
plomo o iginado po el decaimien o del U y del Th, y e lejan mayo es elaciones 206Pb/207Pb (>1.18) (Fa me e al., 2000;
Bacon, 2002). Como consecuencia de es as di e encias, una adición de Pb alóc ono a un sis ema na u al modi ica á las
elaciones iso ópicas dependiendo de la p opo ción que ep esen a el Pb de deposición y de la señal iso ópica ca ac e ís ica
de la uen e. Los diag amas de es isó opos (po ejemplo 206Pb/207Pb s. 208Pb/207Pb) y las g á icas de elaciones iso ópicas
en e a concen ación cons i uyen he amien as ecuen emen e u ilizadas pa a la iden i icación de las dis in as uen es de
Pb. Es as he amien as pe mi en econoce con mayo p ecisión las uen es en cada mues a (Bacon y Dine , 2005; Monna
e al., 2000; E le e al., 2004). La con ibución de cada uen e (na u al y/o an ópica) al o al del Pb de una mues a puede
se calculada en los casos en que odas las uen es po enciales es én bien ca ac e izadas y engan elaciones iso ópicas
especí icas. Se han p opues o dis in os modelos pa a es ima la con ibución ela i a de cada una de las uen es (e.g.,
Monna e al., 1997; 2000a; Semlali e al., 2004). El más comúnmen e u ilizado es el modelo de mezcla simple, que pe mi e
calcula la con ibución ap oximada de dos miemb os inales (p. ej. Pb na u al s. Pb de con aminación) (Monna e al., 1997;
Emmanuel y E el, 2002; E le e al., 2004; Hou e al., 2006).
Las elaciones cuan i a i as en e los isó opos es ables han sido empleadas en g an can idad de es udios pa a iden i ica
con aminación (Keinonen,1992; Puchel e al., 1993; Bacon e al., 1996; Fa me e al., 1996; Monna e al., 1997; Ve on y
Chu ch, 1997; Cama e o e al., 1998; Ma ínez Co izas e al., 1997, 2002; Sho yk e al., 1998; Bindle e al., 1999; Renbe g
e al., 2001; B änn all e al., 2001; S einnes e al., 2005; Klaminde e al., 2006; Kylande e al., 2006). También han sido
ampliamen e u ilizadas pa a aza la mig ación en p o undidad del Pb de con aminación a a és del suelo. (Puchel e al.,
1993; E el e al., 1990; E le e al., 2004, 2005b; Kylande e al., 2008). E el e al., (1998) es ima on que la mig acion de Pb
de i ado de las gasolinas es de al ededo de 0.5 cm po año. Renbe g e al., (2000), Bindle e al., (1999) y Klaminde e al.,
(2006) calcula on que el Pb deposi ado du an e los úl imos 4000 años ha pene ado has a 60 cm en podzoles de Suecia.
O os es udios ele an es sob e la dis ibución del Pb de con aminación u ilizando la composición iso ópica han sido
di igidos hacia la de e minación de la echa de inicio de la con aminación po Pb, y la econs ucción de la his o ia de la
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
75

deposición a mos é ica (Ma ínez-Co izas e al., 2002; Kylande e al., 2005). Según es as in es igaciones, en Eu opa la
elación 206Pb/207Pb del Pb de con aminación p eindus ial, que incluye el Pb de las explo aciones mine as G eco-Romanas
y Medie ales en Eu opa, y el ca bón, es de 1.16-1.19 (Ma ínez Co izas e al., 2002; Kylande e al., 2005). El Pb de la
con aminación ac ual, p oceden e de p ocesos indus iales y gasolinas iene una elación 206Pb/207Pb de 1.15 (Hoppe e al.,
1991; Rosman e al., 1998).
En el Hemis e io Su los es udios sob e composición iso ópica del Pb son menos abundan es, quizás debido a que
ap oximadamen e el 85% de las emisiones indus iales globales han sido in oducidas a la a mós e a en el Hemis e io No e
(Schaule y Pa e son, 1981; Pacyna y G aedel, 1995). El iempo medio de in e cambio in e -hemis e ios es
ap oximadamen e un año (Junge, 1974; Le in y Hessheime ,1996), y dado que el iempo medio de esidencia en la
a mós e a es de unas dos semanas (Se le y Pa e son, 1991), se conside a que las emisiones del Hemis e io No e no
ienen in luencia en la composición iso ópica del Hemis e io Su . Se han lle ado a cabo in es igaciones en hielos An á icos,
aba cando el pe íodo 1840-1990, que mues an e idencias de con aminación po Pb desde 1880 (Rosman e al., 1994). A
pa i de 1890 la elación 206Pb/207Pb disminuyó de o ma signi ica i a, p obablemen e debido a la con ibución de la mine ía,
me alu gia y combus ión de ca bón en Aus alia, o al á ico ma í imo. Los alo es de la elación 206Pb/207Pb du an e los años
cua en a y cincuen a del pasado siglo (1.145-1.200) sugie en una disminución de las emisiones en es a zona,
p obablemen e ligada a un descenso en el á ico ma í imo debido a la ape u a del canal de Panamá. En los años ochen a,
el Pb de ec ado es menos adiogénico, como consecuencia del uso de gasolinas con Pb en el Hemis e io Su , combinado
con el inc emen o de la mine ía. En B asil, los es udios de isó opos de Pb son escasos y han enido como obje o la
con aminación a escala local en zonas u banas o p óximas a ocos de emisión impo an es (Aily, 2001). No obs an e, exis en
algunos es udios eseñables que emplean la señal iso ópica de los ae osoles en B asil, A gen ina y Chile (Bollho e y
Rosman 2000), y compa an la a ia iación iso ópica de la a mós e a en los dos hemis e ios (Bollho e y Rosman, 2000;
2002). Más ecien emen e, se han lle ado a cabo in es igaciones usando isó opos en depósi os sedimen a ios holocenos
(Rio de Janei o-B asil, Ge aldes e al., 2006).
La composición iso ópica ambién se ha enido u ilizando en es udios sob e accionamien o y especiación de Pb. Po
ejemplo, Teu sch e al., (2001) encon a on que la mayo pa e del Pb de con aminación en suelos de los má genes de
ca e e as en Is ael se asocia p incipalmen e a ca bona os y óxidos de Fe. Emmanuel y E el (2002) u iliza on dis in as
ex acciones secuenciales pa a el análisis de la composición iso ópica de dis in as acciones de suelo, y obse a on que el
Pb de con aminación se encuen a unido p incipalmen e a ma e ia o gánica, mien as que el Pb p opio del suelo (geogénico)
se halla sob e odo en silica os. O as ap oximaciones son las que u ilizan elaciones iso ópicas pa a ca ac e iza las
acciones químicas más ácilmen e ex aíbles, po ejemplo median e EDTA (Komá ek e al., 2006), HNO3 (Hansmann y
Köppel, 2000; Teu sch e al., 2001; Kylande e al., 2008), HCl (Hou e al., 2006), e c.
2.1.3 Obje i os
El obje i o de es e capí ulo es ca ac e iza la dinámica del Pb en podzoles de es localizaciones con di e en es condiciones
eda ogené icas: bo eales en el N de Eu opa (Umeå, Suecia), empladas en el S de Eu opa (Galicia, España) y opicales en
Sudamé ica (Sao Paulo, B asil), usando los sie e podzoles mues eados con al a esolución desc i os en el Capí ulo 1.
Median e el análisis de las co elaciones en e la concen ación e in en a ios de Pb en es os suelos, las dis in as acciones
de Fe y Al ca ac e izadas en el Capí ulo 1, a a emos de econoce los compues os a los que se asocia el Pb ( an o
geogénico como de con aminación) y cuáles son los mecanismos de anspo e y acumulación du an e el p oceso de
podzolización. Un segundo obje i o es a e igua la in ensidad de la con aminación en cada una de las es á eas y has a
dónde ha pene ado el Pb de con aminación, en elación a los iesgos ecológicos po enciales. Pa a es o se analiza án la
composición iso ópica del Pb en los sie e suelos, a ando de es ablece has a qué p o undidad ha sido anspo ado el Pb
p oceden e de la deposición a mos é ica y median e qué mecanismos y en qué ho izon es es e enido, aliéndonos de la
di e en e señal iso ópica del Pb geogénico (p esen e en los mine ales del suelo) y el de con aminación. Po úl imo se a a á
de u iliza el Pb p oceden e de deposición a mos é ica pa a de e mina la ap i ud de es e me al como azado del p oceso
de anspo e de me ales y ma e ia o gánica, es deci , de la podzolización, en es os es ambien es.
In oducción
76
2.2 MATERIAL Y MÉTODOS
2.2.1 Ca ac e ís icas gene ales de los suelos es udiados
La localización y concidiones gené icas de los sie e suelos es udiados, así como sus p incipales asgos mo ológicos y
p opiedades químicas se desc iben con de alle en el capí ulo 1.
2.2.2 Análisis químico
P e io a su análisis, las mues as de suelo ue on secadas al ai e y amizadas po una malla de 2 mm. Los p ocedimien os
analí icos u ilizados en la ca ac e ización química gene al, en el accionamien o de Al, Fe y Si y en el análisis de la
composición molecula de la ma e ia o gánica se de allan en el Capí ulo 1 del p esen e documen o.
El con enido de Pb o al de las mues as (PbXRF), así como el de Fe y Z , se de e minó en submues as molidas en un
mo e o de ága a (<0.05 mm) y homogeneizadas, median e espec ome ía de luo escencia de dispe sión de ayos X
(EDXRF). El Si y Al o ales ue on de e minados median e espec ome ía de luo escencia de dispe sión de ayos X
(EDXRF) bajo condiciones de acío. Los lími es de de ección de es a écnica pa a los elemen os que se analizan son 1 mg
kg-1 pa a el Pb, 0.5 mg kg-1 pa a el Z , 0.01 mg kg-1 pa a el Fe, 0.1% pa a el Al y el Si. Las medidas se ealiza on en la
RIAIDT- Uni e sidad de San iago de Compos ela. Es a me odología se desc ibe más de alladamen e en el Capí ulo 1, y su
aplicación en el análisis de elemen os es á desc i a y discu ida en Chebu kin y Sho yk (1996) y Weiss e al., (1998).
La composición elemen al de la mues a calcinada (Pbcenizas, Fecenizas, Z cenizas, Sicenizas y Alcenizas) se de e minó median e
EDXRF as seca las mues as has a peso cons an e (16 ho as a 105ºC) y quema las en un ho no mu la a 550º du an e 6
ho as, con el p opósi o de elimina la ma e ia o gánica de las mues as.
2.2.3 Composición iso ópica
Se lle ó a cabo la de e minación de la concen ación y composición iso ópica del Pb en 115 mues as de las 170 desc i as
en el Capí ulo 1, median e ICP-MS (Pe kin-Elme ELAN 6100), en el Depa men o Ecology and En i onmen al Science de
la Uni e sidad de Umea (Suecia), as diges ión ácida (HNO3 + HClO4, 10:1 du an e 2-5 ho as a T >130ºC en ecipien es de
e lón) de 0,1-1 g secos a 90ºC has a peso cons an e. Las concen aciones de Pb se e i ica on u ilizando los es ánda es
mul ielemen ales ce i icados SPEX ICPMS-2 (SPEX Ce iP ep Ce i ied Re e ence ma e ials) con una calib ación de 10
pun os en un ango de 0.5-75 µg Kg–1 . El Pb de ec ado median e es e p ocedimien o se deno a como PbICP.
Los alo es ob enidos son meno es que las concen aciones ob enidas median e XRF (excep uando los ho izon es O). La
medida de la concen ación de Pb median e ICP-MS se ealiza as una diges ión ácida que no libe a Pb de las acciones
mine ales más esis en es. Po lo an o, el Pb que medimos median e es e p ocedimien o es el ac ualmen e disponible pa a
los p ocesos biogeoquímicos, y el que se encuen a oda ía en los mine ales pe o, debido a la al e abilidad de és os, puede
se libe ado con ela i a acilidad median e la acción de la me eo ización, y ene impo ancia desde una pe spec i a
ecológica y oxicológica. En cambio, median e XRF se mide la can idad de Pb o al de la mues a, incluyendo el Pb
con enido en los mine ales del ma e ial de pa ida que no han sido me eo izados. Po es e mo i o, en la discusión de
esul ados ace ca de la mo ilidad del Pb en la podzolización y sob e el Pb de con aminación, u iliza emos los da os
ob enidos median e ICP-MS. En los cálculos de ac o es de en iquecimien o u ilizamos los esul ados de las medidas en
XRF, de al o ma que se iene en cuen a la o alidad del Pb del suelo, incluido el de los mine ales p ima ios. La co elación
en e ambas écnicas es muy ele ada ( 2=0.80), siendo el Pb de e minado po XRF al ededo de un 22% mayo que el
de e minado po ICPMS.
La espec ome ía de masas, con plasma de acoplamien o induc i o como uen e de ionización (ICP-MS), se u iliza en los
es udios de isó opos de Pb, y pe mi e una p epa ación y manejo sencillo de las mues as, y una in oducción ápida y simple
de la sus ancia a analiza en el espec óme o, lo que esul a en una ápida ob ención de esul ados (Mon ase , 1998). Cada
una de las masas que llega al de ec o es analizada pa a de e mina su abundancia en la mues a. La exac i ud y p ecisión
de los análisis con ICP-MS son 0.1-0.5% (Becke y Die ze, 2000) meno es que con o as écnicas analí icas (TIMS) (Qué el
e al., 1997; Mon ase , 1998). Es a limi ación de ICP-MS es debida a la na u aleza ines able de la uen e de ionización y los
pa áme os de análisis. O o incon enien e es que las masas no se de ec an de o ma simul ánea; lo que p o oca una baja
p ecisión. Po lo an o, es necesa ia la in oducción de mé odos de co ección de la p ecisión de las medidas. Los mé odos
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
77
pa a co egi el compo amien o de las masas indi iduales en un haz de iones pa a ICP-MS han sido desc i os po di e sos
au o es (Woodhead e al., 1995; Thi lwall, 2000; 2001; Xie y Ke ich, 2002; Reue e al., 2003; Bake e al., 2004; Weiss e
al., 2004). No exis e un mé odo de ini i o, pe o la co ección median e el uso del ma e ial de e e encia NIST 981 (Common
Lead Iso opic S anda d) pod ía se di ec amen e aplicable a cualquie mé odo de análisis de isó opos (Monna e al., 1998).
Pa a aplicaciones especí icas pod ían u iliza se o os es ánda es de isó opos de Pb (NIST 982 Equal-A om Lead Iso opic
S anda d; NIST 983 - Radiogenic Lead Iso opic S anda d). O a o ma de co ección comúnmen e usada pa a las medidas
de isó opos median e ICP-MS se basa en la de e minación de la elación 203Tl/205Tl (NIST 997 - Iso opic S anda d o
Thallium) y el pos e io cálculo del ac o de disc iminación de masas (Woodhead e al., 1995; Thi lwall, 2000; Xie y Ke ich,
2002; Reue e al., 2003). Monna e al., (1998) ecomiendan una co ección basada en la medida de un pa ón de
composición iso ópica conocida (po ejemplo NIST 981) cada 4 o 5 mues as y la co ección de la elación iso ópica po
ex apolación.
En es e es udio, los con enidos de los isó opos 204Pb, 206Pb y 207Pb ue on de e minados u ilizando iempos de pe manencia
de 50 ms y co egidos empí icamen e median e se ies de análisis del ma e ial de e e encia NIST SRM 981
( accionamien o cons an e 0.1-0.4% po unidad de masa a ómica). Los análisis de Pb ue on e i icados median e la
inclusión de dos ma e iales de e e encia ce i icados (NIST 1571 e IAEA SL-1) y un ma e ial de e e encia in e no. El e o
analí ico es meno del 10% en la concen ación de Pb y meno del 0.5% pa a las elación iso ópica 206Pb/207Pb.
2.2.4 Cálculo de la can idad de Pb de con aminación
La can idad de Pb de con aminación se calculó aplicando el modelo de mezcla simple, que pe mi e es ima la con ibución
ap oximada de dos miemb os inales (Pb na u al s. Pb de con aminación) (Monna e al., 1997; Emmanuel y E el, 2002;
E le e al., 2004; Hou e al., 2006):
206Pb/207Pbmues a- 206Pb/207Pbna u al
[Pbcon ]= x [Pbmues a] (Ec. 1)
206Pb/207Pbcon - 206Pb/207Pbna u al
donde Pbcon es la concen ación de Pb p oceden e de con aminación; (206Pb/207Pb)mues a es la composición iso ópica del Pb
en la mues a; (206Pb/207Pb)con es la composición iso ópica del Pb de con aminación; (206Pb/207Pb)na u al es la composición
iso ópica del Pb de los mine ales del suelo, media de las mues as del ho izon e C de cada suelo, en las que la composición
iso ópica es lo su icien emen e homogénea. Pa a el cálculo u ilizamos la composición iso ópica del Pb de con aminación
es imada po B änn all e al., (2001) (206Pb/207Pb=1.155) en base a que: (i) al ededo del 50% del in en a io o al de Pb de
con aminación ue in oducida en el suelo an es de 1800 AD (Renbe g e al., 1994), (ii) el Pb de con aminación p eindus ial
( omano y medie al) iene una elación 206Pb/207Pb de 1.17 (B änn all e al., 2001), y (iii) la con aminación del s.XX iene
una elación media de 1.15 según es udios en u be as omb o ó icas (Bindle e al., 1999) y ae osoles a mos é icos
mues eados en 1980 (Hoppe e al., 1991). El alo ob enido (1.155) es una ap oximación, debido a que la elación
iso ópica del Pb ue a iable a lo la go del iempo, po lo que es posible que sea una es imación algo sesgada hacia una
elación más baja de la eal, a causa de la in luencia ecien e del los alquilos de Pb, que en Eu opa ienen una elación
<1.10 (Hoppe e al., 1991; Keinonen, 1992; Sugden e al., 1993; Monna e al., 1997). Sin emba go, dado que el alo del
ma e ial de pa ida es an ele ado, alo es medios en e 1.14 y 1.17 ienen una in luencia pequeña en el cálculo y no
modi ican signi ica i amen e los esul ados.
Adicionalmen e se a ó de es ima la elación iso ópica media del Pb de las uen es mayo i a ias, eniendo en cuen a las
a iaciones de pendien e de las cu as de composición iso ópica, median e la ó mula in oducida po Monna e al., (2000):
PbAPbB[(206Pb/207Pb)B-(206Pb/207Pb)A] PbA(206Pb/207Pb) A-Pb(206Pb/207Pb) B
(206Pb/207Pb)m= + (Ec. 2)
Pbm(PbA-PbB) PbA-PbB
donde (206Pb/207Pb)A, (206Pb/207Pb)B son las composiciones iso ópicas de los dos miemb os inales (A, B); (206Pb/207Pb)m es
el esul ado del alo as la mezcla; PbA, PbB son las concen aciones de Pb en los dos miemb os inales (A, B) y Pbm la
concen ación en la mezcla. Es os alo es es imados de las uen es p incipales, ue on u ilizados pa a ealiza una
es imación de las apo aciones de cada uen e, aplicando el modelo de mezcla simple desc i o a los amos de p o undidad
Ma e ial y Mé odos
78
en los que se de ec a on di e encias signi ica i as de la pendien e de la cu a de a iación e ical.
2.2.5 Acumulación y ac o es de en iquecimien o
La acumulación (es deci , la can idad acumulada po unidad de olumen, g dm-3) y los in en a ios de Pb (la can idad
acumulada po unidad de supe icie, g m-2) se calcula on a pa i de las concen aciones o ales de Pb, usando las
densidades medidas pa a cada suelo. Pa a a e igua en qué mues as se es á p oduciendo un apo e ne o de Pb en
elación a la composición del ma e ial de pa ida se calculan ac o es de en iquecimien o. Es o nos pe mi e iden i ica los
p ocesos que a ec an al mo imien o y acumulación del Pb, dado que la ( i ualmen e) única en ada de Pb al suelo es desde
la supe icie. Los ac o es de en iquecimien o (EF) ue on calculados no malizando la elación Pb/Z de cada mues a a la
elación Pb/Z media de mues as seleccionadas pa a cada localización, u ilizando la siguien e ecuación:
EF= (Pb)/Z mues a )/(Pb/Z ondo) (Ec. 3)
Pa a asigna los alo es de ondo de cada si io, se u iliza on las mues as del ho izon e C de SVT-I (n=8) y las mues as de
los ho izon es B/C y C (n=5) de ambos pe iles ACB pa a los suelos de las zonoas bo eal y emplada. Se selecciona on
es as mues as pa a de ini el alo de ondo po que p esen an una elación ela i amen e cons an e, co esponden a una
pa e del suelo no a ec ada po el p oceso de podzolización, po lo que el Pb de con aminación no debe habe llegado has a
es a p o undidad, y es azonable asumi que no exis en apo es po o as ías que no sea la deposición a mos é ica. En el
caso de los suelos opicles, se u ilizó la media de los alo es ob enidos pa a las mues as del ho izon e C del suelo IC21,
debido a que, a pesa de que el o igen hid omó ico de los es suelos nos impide asegu a que no exis e apo e en
p o undidad, ampoco disponemos de da os sob e concen aciones de Pb pa a los sedimen os sob e los que se desa ollan.
Se u ilizó el Z pa a la no malización ya que se conside a un elemen o li ogénico conse a i o en es e ipo de ambien es: es
muy poco soluble, inmó il y hospedado en mine ales esis en es a la al e ación, además, no iene u ilidad biológica conocida
y no iene uen es an ópicas signi ica i as..
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
79

2.3 RESULTADOS y DISCUSIÓN
2.3.1 Dis ibución del Pb en los suelos es udiados
PODZOLES DE ZONA BOREAL
Las concen aciones de Pb lábil (PbICP) son un 51.1%±12.2 de las de plomo o al (PbXRF) en los ho izon es mine ales, po lo
an o, ap oximadamen e la mi ad del plomo o al se encon a ía en o mas no disponibles. No obs an e, la a iación con la
p o undidad del Pb medido con ambas écnicas es á co elacionada ( 2=0.64).
Las concen aciones de PbICP del ho izon e O son las más al as obse adas, con alo es de 5.6-51 mg kg-1 (mayo es a las
de ec adas median e XRF, lo que puede se debido a la he e ogeneidad de las mues as, o a la meno sensibilidad de es a
écnica con espec o a ICP). Los alo es máximos se dan, en los dos suelos, a 6 cm de p o undidad, que en el suelo SVT-I
co esponde a la mues a más p o unda del ho izon e supe icial, mien as que en SVT-II co esponde a la pa e in e media.
A pa i de es a p o undidad, las concen aciones disminuyen has a concen aciones de 6.9-9.8 mg kg-1 en los ho izon es E y
epun an le emen e en las mues as supe io es del ho izon e spódico de SVT-I (11.3 mg kg-1 a 18 cm de p o undidad) y la
pa e in e io del E en SVT-II (9.8 mg kg-1 a 28 cm de p o undidad). Las concen aciones más bajas se dan en la base de
ambos suelos (3.4-4.7 mg kg-1). Es os alo es son simila es a los ob enidos po o os au o es pa a suelos del no e de
Suecia (B änn all e al., 2001; Klaminde e al., 2006). Los alo es de concen ación de PbXRF mues an ambién una
endencia a disminui con la p o undidad, pe o en és os no se ap ecia inc emen o en el ho izon e spódico.
En la igu a 2.1 se ep esen a la a iación e ical de las concen aciones de PbICP y PbXRF y las acumulaciones de PbICP en
es os suelos. La meno acumulación po unidad de olumen se da en los ho izon es O (0.2-7.6 g dm-3) a pesa de ene las
mayo es concen aciones, debido a su muy baja densidad. Los alo es más al os de acumulación se dan en el ho izon e
spódico de SVT-I (8.4-11.9 g dm-3) y en la pa e más p o unda del E en SVT-II, con alo es de 8.9-12.7 g dm-3, disminuyendo
lige amen e con la p o undidad has a los alo es mínimos en los ho izon es B/C y C (4.7-7.6 g dm-3).
El in en a io de Pb po ho izon es es, en gene al, meno en SVT-I que en SVT-II. Los alo es más bajos se dan en los
ho izon es O (1.0 g m-2 en SVT-I y 2.1 g m-2 en SVT-II) y aumen an en los E (13.9 y 30.8 g m-2 en SVT-I y II
espec i amen e) y en los spódicos, (38.7 g m-2 en SVT-I y 45.9 g m-2 en SVT-II). En el ho izon e C, el in en a io es mayo
en SVT-I (63.9 g m-2) que en SVT-II
(41.7 g m-2), pe o hay que ene en
cuen a que en el p ime o se es á
conside ando un mayo espeso (50
cm, en e a 30 cm de SVT-II).
Los ac o es de en iquecimien o de
plomo (EF) con espec o al Z se
mues an en la igu a 2.2. Las
concen aciones de ondo son
[PbXRF]=12.6±1.7. mg kg-1 y
[Z ]=198.2±12.4 mg kg-1 (n=5), lo que
supone una elación de e e encia Pb/
Z =0.064. Es os alo es son
compa ables a los calculados pa a la
co eza con inen al po Wedephol
(1995). Los EF a ían en un ango
en e 0.56-1.65, con alo es po
debajo de la unidad, es deci ,
empob ecimien os en las mues as
co espondien es a los ho izon es E y
en iquecimien os en los ho izon es
spódicos, aunque la a iación en
p o undidad es bas an e e á ica. En
los ho izon es O los alo es de EF son
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
81
SVT-I
SVT-II
Figu a 2.1. Va iación con la p o undidad de la concen ación Pb o al (PbXRF en mg kg-1), Pb
ex aíble en ácido (PbICP en mg kg-1), y Pb acumulado (Pbacum en g dm-3) de los suelos
SVT-I y SVT-II.
muy al os, pe o no se conside an signi ica i os debido a su
na u aleza o gánica, que p o oca que apenas con engan Z
con espec o al alo de e e encia. Resul ados simila es
ue on encon ados po o os au o es en podzoles bo eales
(Tyle , 2004a; B änn all, 2001; Klaminde , 2006). Es os da os
de concen ación, acumulación y en iquecimien o son
cohe en es con el anspo e de me ales median e la
podzolización. Las bajas empe a u as de la zona bo eal
alen izan la descomposición de la hoja asca (Kas e e al.,
2006; Sch o h e al., 2008) con lo que se p olonga el iempo
de e ención del Pb en es a pa e supe icial del suelo, lo que
jus i ica las concen aciones ele adas. La concen ación
máxima de Pb en los ho izon es O de ambos suelos se da a
la misma p o undidad (6 cm), en espues a, p obablemen e,
a un pe ídodo de mayo apo e de Pb po deposición
a mos é ica, seguido de una disminución en el mismo, como
se discu i á más adelan e. El anspo e e ical del Pb
deposi ado en es e pe íodo hab ía alcanzado la misma
p o undidad en los dos suelos, lo que indica que la capacidad
de e ención de Pb po la ma e ia o gánica de los ho izon es
O de ambos suelos es simila . Sin emba go, el espeso del
ho izon e O de SVT-I es meno que el de SVT-II, con lo que
el Pb de es e e en o de apo e máximo ya hab ía llegado a la pa e más p o unda del ho izon e O en SVT-I, mien as que en
SVT-II se encon a ía en las mues as in e medias. Po lo an o, la libe ación de Pb hacia el ho izon e mine al subyacen e
pod ía se más ápida en SVT-I que en SVT-II (Kas e e al., 2006).
Los complejos o ganome álicos mó iles con Pb complejado, p oducidos en el ho izon e O, alcanzan, po an o, los
ho izon es mine ales. Según los mecanismos de anspo e y acumulación en la podzolización de es os suelos discu idos en
el capí ulo 1, los compues os o ganome álicos son ácilmen e mine alizados du an e su mig ación e ical y el Fe y Al
libe ados p ecipi an en o ma de oxihid óxidos. Po lo an o, la hipó esis de pa ida es que la e ención de compues os en el
ho izon e E es á elacionada con la adso ción a es as supe icies mine ales secunda ias. En el suelo SVT-I las
concen aciones de PbICP es án ue emen e co elacionadas con la can idad de compues os ino gánicos de bajo g ado de
o den de Fe (Fea, calculados median e la di e encia del Fe ex aído con oxala o amónico y el Fe ex aído en pi o os a o-Na;
2=0.92), lo que sugie e que la inmo ilización del Pb anspo ado se p oduce median e adso ción a los (hid )óxidos no
c is alinos de Fe. La capacidad de adso ción de Pb de los compues os mine ales amo os de Fe ha sido comp obada en
di e sas in es igaciones (Mille y F iedland, 1994; Sau e e al., 2000; F iedland e al., 1992; T i edi e al., 2003; Jackson e
al., 2005; Kas e e al., 2006). Kas e e al. (2003) encon a on e idencias de que una pa e signi ica i a del Pb puede es a en
la acción mine al educible, y que es e p oceso puede es a asociado a la descomposición de la ma e ia o gánica. En el
suelo SVT-II no se encuen a co elación en e el PbICP y los compues os de Fe, p obablemen e debido a que en él la
dinámica del Fe es á modi icada po la sa u ación de agua que se da es acionalmen e.
La concen ación de PbICP es á, po o a pa e, co elacionada con la can idad de Al que o ma compues os amo os en los
ho izon es Bs, Bw y B/C (Ala, 2=0.70), lo que indica que es e ipo de compues os ambién deben ene un e ec o en el
secues o de Pb en los ho izon es ilu iales. Wada (1989) y Alloway (1990) obse a on que los si ios de adso ción en
alo anas e imogoli as y oxihid óxidos amo os de Al ienen al a a inidad po los me ales pesados. Denaix e al., (1999),
es udia on la a inidad del Pb po los aluminosilica os amo os y sus p ecu so es y encon a on que es os ma e iales son
adso ben es de Pb2+, incluso cuando la ca ga global del aluminosilica o es posi i a. Po lo an o, en los suelos SVT, los
aluminosilica os amo os o pa ac is alinos pueden ene in luencia en el mo imien o de los ca iones de Pb, en compe encia
con la ma e ia o gánica y los compues os de Fe.
Las concen aciones y en iquecimien o en PbXRF en la mues a calcinada (Pbcenizas, EFcenizas), mos adas en la igu a 2.2,
ambién apoyan es a unión p e e en e del Pb a los compues os ino gánicos. En ambos suelos las concen aciones son más
al as que las de mues a o al (11.5±2.3 mg kg-1 de aumen o p omedio), p obablemen e debido al e ec o de concen ación
que p o oca la pé dida de ma e ia o gánica de la mues a, y p esen an una a iación con la p o undidad simila a la de la
Resul ados y discusión
82
Figu a 2.2. Va iación con la p o undidad de los ac o es de
en iquecimien o de Pb o al con espec o al con enido de Z en las
mues as de SVT-I y SVT-II (EF) y as calcinación a 550ºC (EFa).
SVT-I
SVT-II
mues a o al, con una disminución p og esi a en el con enido de Pb po debajo del ho izon e O has a los ho izon es
spódicos, aunque no ienen elación es adís ica signi ica i a. Además, las mues as calcinadas es án más en iquecidas en
Pb que las mues as sin calcina , con ac o es de en iquecimien o con elación al Z mayo es (inc emen o medio de
0.39±0.21). Po lo an o, la pé dida de ma e ia o gánica p o ocó un aumen o en el con enido de Pb con espec o al Z , lo
que indica, o bien que el Pb en es os suelos no se encuen a asociado a ma e ia o gánica, o que, aunque pa e del Pb en
es os suelos es á asociado a ma e ia o gánica, és e pe manece en las cenizas as la combus ión. En es e úl imo caso, al
menos una pa e del Pb de los compues os o gánicos debe ía habe sido ola ilizado du an e la combus ión, dado que a
pa i de una empe a u a de 350ºC se p oduce ola ilización de Pb de compues os o gánicos (Ve huls y Buekens, 1996).
El secues o de Pb po las ases ino gánicas inmó iles de Fe y Al en los ho izon es E, p oduce, p e isiblemen e, una
disminución de la asa de anspo e y de la acumulación en los spódicos (Emmanuel y E el, 2002). Las concen aciones
máximas de PbICP de los ho izon es mine ales se encuen an en el ho izon e spódico en SVT-I y en la pa e más p o unda
del ho izon e E en SVT-II, aunque la p o undidad es mayo en es e úl imo. Es o puede debe se a que el ho izon e E de SVT-
II iene mayo espeso , con lo que los apo es de Pb desde la supe icie no han alcanzado oda ía el ho izon e spódico, en
el que la e ención de Pb se p olonga en el iempo. Puede se ambién a consecuencia del mayo con enido en ma e ia
o gánica del spódico de SVT-II, que p oduce un e ec o de dilución en la concen ación del Pb, dado que és e se encuen a
p incipalmen e e enido en los compues os ino gánicos.
Los esul ados ob enidos, son, po lo an o, cohe en es con los mecanismos de podzolización p opues os pa a es os suelos
en el Capí ulo 1, que implican un mo imien o de me ales unidos a compues os o gánicos en los ho izon es supe iciales,
seguido de una p ecipi ación de compues os ino gánicos en los spódicos as la descomposición de los complejos
o ganome álicos. El Pb mig a ía asociado a la ma e ia o gánica y, as su descomposición, se ia adso bido a las supe icies
mine ales (oxihid óxidos de Fe y A, y ma e iales alo ánicos) en los ho izon es spódicos y en meno p opo ción en los E.
PODZOLES DE ZONA TEMPLADA
Las concen aciones de plomo lábil (PbICP) son, de media, un 30.5%±18.2 de las de plomo o al (PbXRF) en ambos suelos, y
es án al amen e co elacionadas ( 2=0.87). Es o quie e deci que la mayo pa e del plomo se encuen a oda ía en los
mine ales p ima ios. Las concen aciones de PbICP son bajas (2.3-22.5 mg kg-1) ( igu a 2.3) con los alo es más al os en los
ho izon es spódicos (22.5 mg kg-1 y 19.7 mg
kg-1 en ACB-I y II, espec i amen e) y en los
ho izon es A (9.4-15.0 mg kg-1 en ACB-I y
5.2-7.2 mg kg-1 en ACB-II) y los alo es
mínimos en los ho izon es E (2.8-3.8 mg
kg-1). Las di e encias en el con enido de
PbICP
en los ho izon es A en e ACB-I y
ACB-II coinciden con un mayo con enido
en C en el ho izon e supe icial de ACB-I
que en el de ACB-II. Además, el ho izon e
A de ACB-I iene mayo espeso , lo que
según Kas e e al., (2006) es á elacionado
con la elocidad de libe ación de Pb hacia
el ho izon e mine al subyacen e. El
con enido de PbICP del ho izon e C se
conside a el alo de ondo del ma e ial de
pa ida (10.2 mg kg-1). En ACB-II es e alo
de ondo es mayo que en ACB-I, con un
ango de 13.3-18.3 mg kg-1.
La acumulación de PbICP po unidad de
olumen es baja en la pa e supe io de
ambos suelos: 7.2±3.7 g dm-3 en las
mues as de los ho izon es A y 4.2±1.0 g
dm-3 en las de los E. Los alo es máximos
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
83
Figu a 2.3. Va iación con la p o undidad de la concen ación Pb o al (PbXRF en mg kg-1),
Pb ex aíble en ácido (PbICP en mg kg-1), y Pb acumulado (Pbacum en g/dm3) de los
suelos ACB-I y ACB-II.
ACB-I
ACB-II
se dan en los ho izon es spódicos con medias de 17.2±3.2 g dm-3, sob e unos alo es en la base del suelo de 12.0±4.4 g
kg-1. La mayo pa e del Pb acumulado se encuen a en los ho izon es subsupe iciales, pa icula men e en los spódicos
(89.1 g m-2 en ACB-I y 83 g m-2 en ACB-II) y can idades ela i amen e ele adas en el BC y C de ACB-II (53.3 g m-2).
Los ac o es de en iquecimien o calculados con espec o al Z se mues an en la igu a 2.4. Las concen aciones de ondo
son [PbXRF]= 14.2±2.4 mg kg-1 y [Z ]= 324±20 mg kg-1 (n=5), lo que supone una elación de e e encia Pb/Z = 0.044. Es os
alo es son meno es que los calculados pa a la co eza con inen al po Wedephol (1995). Los alo es de EF es án en e
0.22-3.60, con alo es po debajo de la unidad, indicando empob ecimien o, en las mues as co espondien es a los
ho izon es E de ambos suelos y A de ACB-II, y supe io es a la unidad, indicando en iquecimien o, de has a 3 eces y media
el alo de e e encia en el ho izon e spódico de ACB-I y 2.8 eces en ACB-II.
Hay una ele ada co elación en e el C ex aído con pi o os a o-Na y la concen ación de PbICP en los ho izon es A, E, Bh y
Bhs ( 2=0.73, n=34). Es a elación sugie e que an o la mig ación como la e ención de Pb se encuen an acopladas al
anspo e y acumulación de ma e ia o gánica. Los compues os de Fe pa ecen ene un papel impo an e en la dinámica del
Pb, pues las concen aciones de Pb es án al amen e co elacionadas con el Fe asociado a compues os o gánicos (Fep)
( 2=0.86, unción exponencial, n=49). También es án co elacionadas con el Al ex aído en LaCl3 y CuCl2 pa a las mues as
de los ho izon es A, E, Bh y Bhs ( 2=0.70 y 2=0.74, espec i amen e; n=34). Además, los EF es án co elacionados con el
Fep y los compues os o ganoalumínicos de baja es abilidad (Fep; 2=0.63 y AlLa-Alk; 2=0.69).
Las concen aciones de Pb (Pbcenizas) en las mues as calcinadas es án co elaciondas con la concen ación de Pb en la
mues a o al ( 2=0.81). Los ac o es de en iquecimien o (EFcenizas) ienen una a iación simila al de los EF de la mues a
o al, con en iquecimien os en los ho izon es spódicos (EFcenizas= 1.5-2.1) y empob ecimien os en los ho izon es E (EFcenizas<
0.53). La igu a 2.4 ep esen a la a iación con la p o undidad de los EF de la mues a o al y la mues a calcinada. El
coe icien e de co elación en e ambos es 2=0.65 y la pendien e de la ec a de eg esión de 0,67, lo que indica que la
eliminación de la ma e ia o gánica de las mues as conlle a una disminución media del en iquecimien o de Pb en un 33%.
Es o demos a ía que una pa e del Pb es á ligado a la ma e ia o gánica y se pie de du an e la combus ión. Pa a cuan i ica
la disminución del en iquecimien o median e
la calcinación en cada mues a, eliminamos
al en iquecimien o o al la endencia
p oducida po el en iquecimien o en las
cenizas, median e la o mula:
EFcal=EFbulk-(0.6728*EFcenizas)
donde EFcal es la pé dida de en iquecimien o
po calcinación, EFbulk es el en iquecimien o
de la mues a o al y EFash es el
en iquecimien o de la mues a calcinada y
0.6728 es la pendien e de la ec a de
eg esión en e ellos. Los alo es que
ob enemos es án co elacionados con la
can idad de Al que se encuen a o mando
complejos o ganome álicos de baja
es abilidad (AlLa-AlK ; 2=0.60). Es o sugie e
que el Pb que se pie de en la combus ión es,
p obablemen e, el que se encuen a
asociado a los compues os o ganome álicos
más lábiles. Po o a pa e, el que as la
combus ión siga de ec ándose un
en iquecimien o de Pb, nos indica hay una
pa e del Pb acumulado que no se pie de
con la combus ión, ya sea po que no se
ola iliza al oxida se la ma e ia o gánica o
Resul ados y discusión
84
Figu a 2.4. Va iación con la p o undidad de los ac o es de en iquecimien o de Pb o al
con espec o al con enido de Z en las mues as de ACB-I y ACB-II (EF) y as
calcinación a 550ºC (EFa).
ACB-I
ACB-II
al as del pe il, y a su ez las concen aciones más bajas de Pb, pa ecen indica que la a iabilidad de su composición
iso ópica debe esponde a la ex ema al e ación del ma e ial de pa ida, median e una di e enciación de ese o ios
mine ales como se discu e más adelan e.
2.3.3 Dis ibución del Pb de con aminación en los suelos.
La es imación de la p opo ción de Pb p oceden e de con aminación po deposición a mos é ica se ealizó median e un
modelo de mezcla simple (Ecuación 1), como se desc ibe en el apa ado de me odología. Es e cálculo p esupone que odo
el Pb alóc ono que llegó a la supe icie del suelo enía la misma composición iso ópica. Sin emba go, di e sas
in es igaciones demues an que du an e los úl imos es milenios la composición iso ópica del Pb de deposición a mos é ica
ha a iado sus ancialmen e (B ann al e al., 2001;
Kylande e al., 2009; 2010). Po lo an o, los
esul ados ob enidos median e es e modelo deben
conside a se como una es imación, y su alidez
debe se discu ida conside ando las ca ac e ís icas
pa icula es de cada uno de los casos de es udio.
En los suelos SVT la composición iso ópica del Pb
geogénico u ilizada co esponde a la media de las
mues as del ho izon e C de SVT-I (n=5), y se
conside a como la composición iso ópica del
ma e ial de pa ida (206Pb/207Pb= 1.876). Como alo
de la composición inal u ilizamos la media de las
mues as supe iciales de los dos suelos (206Pb/
207Pb=1.158; n=4). El alo de la elación iso ópica
del Pb de con aminación que u ilizamos es la
ap oximación p opues a po B änn all e al., (2001)
(206Pb/207Pb=1.155). En los ho izon es supe iciales
p obablemen e la elación sea meno , debido al
apo e de las gasolinas con Pb que en Eu opa ienen
una elación 206Pb/206Pb media <1.10 (Hoppe e al.,
1991; Keinonen, 1992; Sugden e al., 1993; Monna
e al., 1997).
El po cen aje del PbICP que co esponde a Pb de con aminación es dec ecien e con la p o undidad ( igu a 2.14). En los
ho izon es supe iciales supone el 91-100%, mien as que en los E es un 77-81% en SVT-I y un 39-66% en SVT-II y en los
spódicos un 35-40% y un 42-52% en SVT-I y II espec i amen e. En los ho izon es C odo el Pb que se de ec a es
p oceden e del ma e ial de pa ida.
Los ho izon es O con ienen, en o al, un 17.2% y un 16.2% de odo el Pb de con aminación, en SVT-I y SVT-II
espec i amen e. Es os esul ados son lige amen e in e io es a los ob enidos po Bindle e al., (1999), que pa a podzoles de
Suecia encon a on que ap oximadamen e el 15-30% del Pb an opogénico se encon aba en los 6 cm supe iciales. Las
elaciones iso ópicas 206Pb/207Pb en SVT indican que de odo el Pb de con aminación que se encuen a en los ho izon es
mine ales del suelo, un 31-37% es á en los ho izon es Bs y Bh.
El cambio de pendien e en a iación en p o undidad de la elación 206Pb/207Pb, ap oximadamen e a 25 cm de la supe icie,
sugie e que p obablemen e es á implicada más de una uen e de Pb de con aminación. La g á ica de es isó opos mos ada
en la igu a 2.9 e idencia la exis encia de dos poblaciones de mues as, una comp ende las co espondien es a 0-30 cm y
o a las de 30-60 cm de p o undidad, con un mismo é mino inal, pe o con pendien e dis in a. Po lo an o, el Pb pa ece
p ocede de, al menos, dos uen es di e en es. Po lo an o, el modelo de mezcla simple aplicado en el pá a o an e io
pod ía no se adecuado pa a el cálculo de la can idad de Pb de con aminación. Pa a consegui una es imación más exac a,
calculamos la elación iso ópica pa a cada una de las subpoblaciones que se di e encian en el diag ama de es isó opos
median e la Ecuación 2 y aplicamos el modelo de mezcla simple (Ecuación 1) po amos, conside ando es as nue as
elaciones iso ópicas medias. Los esul ados no di ie en signi ica i amen e de los ob enidos median e el modelo simple de
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
91
SVT-I SVT-II
Figu a 2.14. P opo ción del Pb ex aíble en ácido (PbICP) que co esponde a
Pb de con aminación en los suelos SVT-I y II, calculado según el modelo de
mezcla simple desc i o po la ecuación 2. P ác icamen e odo el Pb de los
ho izon es O co esponde a Pb an opogénico. Según es e modelo, has a un
20-30% del Pb de las mues as de los ho izon es B co esponde a Pb de
con aminación.

mezcla, debido a la g an di e encia en e la composición iso ópica del Pb na u al del de con aminación. Según B änn all e
al., (2001), alo es medios de elaciones iso ópicas del Pb de con aminación en e 1.14 y 1.17 no cambian
signi ica i amen e los esul ados, po lo que en es os suelos la es imacion median e el modelo simple de mezcla se
conside a álida pa a el cálculo del Pb de con aminación.
Pa a es ima la can idad de Pb an opogénico
p esen e en el los suelos ACB, u ilizamos como
é mino inicial la elación 206Pb/207Pb del ma e ial de
pa ida, que se ob u o como el p omedio de las
mues as más p o undas de los ho izon es B/C y C de
ambos pe iles (1.223, n=8). El é mino inal es la
media de la elación 206Pb/207Pb de la mues a
supe icial de ambos pe iles (1.185). El alo
escasamen e adiogénico de la elación 206Pb/207Pb
del ma e ial de pa ida, di icul a la disc iminación del
Pb de con aminación del geogénico debido a que la
esolución del cálculos y po an o la exac i ud, se á
meno que si u ie a una composición más
adiogénica. La elación iso ópica del Pb de
con aminación se conside a 1.155, alo es imado
po B änn all e al., (2001) como ep esen a i o de la
composición iso ópica del Pb de con aminación
desde hace 3000 años. Es e alo coincide con el de
la elación iso ópica de la mues a de hoja asca de
es os suelos, que, po lo an o, es equi alen e a la
composición de la deposición ac ual.
Con es as p emisas, conside amos que odo el Pb
con enido en la hoja asca es de o igen an ópico. En los ho izon es A, el Pb de con aminación es el 62% del Pb o al en
ACB-I y el 51% en ACB-II ( igu a 2.15), po lo an o, es á mezclado p ác icamen e a pa es iguales con el plomo geogénico.
Los ho izon es supe iciales con ienen un 85% del o al del Pb de deposición a mos é ica en el suelo en ACB-I pe o an sólo
un 45% en ACB-II. El es o del Pb se encuen a en los ho izon es subsupe iciales. La p opo ción de Pb de con aminación
que con iene cada mues a disminuye p og esi amen e has a alcanza los 30-35 cm de p o undidad, cons a ando la mezcla
de Pb an opogénico y geogénico debido al p oceso de anspo e, has a despa ece comple amen e en las mues as más
p o undas de los ho izon es E. En p ime a ins ancia pa ece que la ausencia de Pb de con aminación en el ho izon e E se ía
consecuencia del anspo e p opio del p oceso de podzolización, que p oduci ía una “limpieza” de es os ho izon es al y
como sugie en di e sos au o es pa a ho izon es supe iciales, an e can idades dec ecien es de deposición a mos é ica
(Bindle e al., 1999; B an all e al., 2001; Klaminde e al., 2006, Rengbe g e al., 2001). En es e caso, el escaso Pb que se
de ec a (2-4 mg kg-1) se ía del ma e ia de pa ida. Sin emba go, la u ilización del modelo de mezcla simple implica
conside a que odo el apo e de Pb que se p odujo desde el inicio de la con aminación es p oceden e de la misma uen e
de Pb, y que las p opo ciones en las que se dis ibuye el Pb de esa uen e con espec o al Pb geogénico siguen una
p og esión lineal, es deci , que no hay mecanismos que puedan modi ica la mezcla de ambas uen es. Además, algunas de
las mues as de los ho izon es E de los dos pe iles ienen elaciones iso ópicas incluso mayo es que las de las mues as de
e e encia.
Aunque la a iación de las elaciones iso ópicas con la p o undidad no e idencia indicios de con aminación po Pb de
uen es di e en es, se sabe que la composición iso ópica del Pb que se deposi ó en los suelos no ue cos an e a lo la go de
la his o ia de la con aminación a mos é ica en el NW de España (Ma ínez Co izas e al., 1997, 2002; Kylande e al., 2005,
2009). Un e en o de apo e de Pb con una elación iso ópica 206Pb/207Pb al a pod ía es a p o ocando que no uese posible
disc imina el Pb de con aminación del Pb geogénico, con lo que se subes ima ía la can idad de Pb de con aminación.
Incluso, si la composición de la deposición uese lo su icien emen e adiogénica, pod ía p oduci un aumen o de la elación
iso ópica po encima de los alo es del ma e ial de pa ida. Es a posibilidad se desca a ecu iendo a los da os de
Resul ados y discusión
92
ACB-I ACB-II
Figu a 2.15. P opo ción del Pb ex aíble en ácido (PbICP) que co esponde a
Pb de con aminación en los suelos ACB-I y II, calculado median e el modelo
de mezcla simple desc i o po la ecuación 2. El 100% del Pb de las mues as
de hoja asca (deno adas como L en el g á ico) co esponde a Pb
an opogénico. El po cen aje disminuye ápidamen e con la p o undidad. En
los ho izon es spódicos se de ec ó p esencia de Pb de con aminación,
alcanzando po cen ajes de has a el 14-22%.
composición iso ópica de las uen es de con aminación a lo la go de la his o ia apo ados po di e sos au o es en egis os
u bosos, en sedimen os lacus es y en hielos pola es (Hong e al., 1994, Sho yk e al., 1998; Ma ínez Co izas e al., 1997;
2002; B änn all e al., 2001), en los que no se encuen a ningún da o de composición iso ópica de la deposición supe io al
alo del ma e ial de pa ida de los suelos ACB. O a posibilidad es que du an e cie o pe íodo de iempo la can idad de Pb
que ha llegado al suelo haya disminuido, lo que p oduci ía una mayo señal del Pb geogénico en la mezcla. De hecho, los
alo es de las elaciones iso ópicas del Pb ob enidos en u be as en el á ea de es udio de los ACB (Ma ínez Co izas e al.,
2002; Kylande e al., 2005), mues an que la composición iso ópica de Pb de la u ba con una edad adioca bónica
co espondien e a la época omana enía una elación 206Pb/207Pb de 1.1821. En las co espondien es al pe íodo pos e io a
la caída del Impe io Romano la elación aumen ó (206Pb/207Pb =1.2236), en espues a a una disminución en el apo e
a mos é ico. Sin emba go, es a si uación conlle a una co elación en e la elación iso ópica 206Pb/207Pb y la concen ación
de Pb, que no se obse a en es as mues as del ho izon e E. Po lo an o, debe habe un mecanismo adicional que
modi ique su composición iso ópica. Nues a hipó esis es que las elaciones iso ópicas del Pb de los ho izon es E e lejan la
composición iso ópica del Pb con enido en los mine ales más esis en es del ma e ial de pa ida, debido al lixi iado del Pb
p ocedende de los mine ales al e ables. Los mine ales esis en es end ían una composición iso ópica más adiogénica que
la del ma e ial de pa ida en conjun o. En los ho izon es spódicos, el modelo de mezcla simple indica p esencia de Pb con
una elación iso ópica de nue o más baja que la del ma e ial de pa ida, que supone has a un 14% del o al en ACB-I y
has a un 22% en ACB-II (que son, espec i amen e un 13% y un 49% del Pb de con aminación de odo el suelo). Sin
emba go, según la hipó esis expues a en el pá a o an e io , al menos una pa e de es e Pb pod ía se de o igen geogénico,
o iginado median e la me eo ización más ápida de mine ales más al e ables con composición iso ópica menos adiogénica.
Es e posible mecanismo de di e enciación de ese o ios se discu i á en de alle en el siguien e apa ado. Po lo an o, el
modelo de mezcla simple no pa ece se una he amien a del odo adecuada. No obs an e, es la mejo ap oximación que
podemos ob ene con los da os de que disponemos.
Las elaciones iso ópicas 206Pb/207Pb en los dos suelos mues an una co elación in e sa con la can idad de Fe ex aído con
pi o os a o en las mues as de los ho izon es A y E ( 2=0.75). Es o quie e deci que la elación iso ópica de la mues as
disminuye en elación al aumen o de la can idad de complejos Fe-humus, lo que sugie e que el Pb de con aminación se
anspo a undamen almen e asociado a compues os o ganome álicos de Fe. Tal y como se explica en el Capí ulo 1, la
a iación con la p o undidad de los compues os Fe-humus es á elacionada con los complejos o ganoalumínicos de baja
es abilidad, al igual que las concen aciones de Pb, lo que e o za ía la hipó esis de que el Pb mig a p incipalmen e
asociado a es e ipo de compues os lábiles, como se indicó en el apa ado an e io . En los ho izon es Bs y Bw de es os
suelos se da una co elación al a ( 2=0.78; n=16) en e el con enido de Fe en las mues as calcinadas y la elación 206Pb/
207Pb, lo que pa ece suge i que se p oduce e ención de Pb de con aminación ligada a compues os mine ales de Fe. Sau e
e al., (2000) y Kas e e al., (2003, 2006) demos a on la impo ancia de las ases ino gánicas de Fe en la e ención de Pb de
con aminación en suelos emplados.
La dis ibución con la
p o undidad del Pb de
con aminación en los
suelos de B asil se
mues a en la igu a 2.16.
Pa a el cálculo
conside amos como
composición iso ópica de
ondo el alo de la elación
206Pb/207P b d e l a s
mues as de la base del
pe il IC21 (1.178±0.003,
n=5) y como alo medio
de la elación del Pb de
con aminación la media de
la elación iso ópica del Pb
ac ual (206Pb/207Pb=1.142),
medido en la ciudad de
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
93
Figu a 2.16. P opo ción del Pb ex aíble en ácido (PbICP) que co esponde a Pb de con aminación en los suelos
BG6, BG11 y IC21, calculado median e el modelo de mezcla simple desc i o po la ecuación 2. La g an mayo ía
del Pb de los ho izon es A co esponde a Pb an opogénico. En los es suelos se de ec a Pb de con aminación
en los ho izon es spódicos, con po cen ajes de has a el 42% en BG6, 70% en BG11 y 21% en IC21.
BG6 BG1 IC21
Sao Paulo po Aily (2001). Los esul ados que ob enemos indican que p ác icamen e odo el Pb que se de ec a en supe icie
p ocede de deposición a mos é ica en los suelos BG, con po cen ajes sob e el PbICP ápidamen e dec ecien es con la
p o undidad has a se inde ec ables en los ho izon es E. En las mues as de los ho izon es A y E de IC21 no se de ec a Pb
an opogénico. En los ho izon es spódicos de los es suelos, la composición iso ópica del Pb iene una elación 206Pb/207Pb
más baja, que sugie e la p esencia de Pb de con aminación, con po cen ajes de has a un 41% en BG6, un 60% en BG11 y
un 21% en IC21, sob e el Pb o al. Los alo es mas al os de las elaciones iso ópicas se dan, po lo an o, en los ho izon es
E en los es suelos, que p esen an, a su ez, las concen aciones más bajas de Pb. Es o pod ía debe se a un apo e de Pb
de deposición a mos é ica con una elación 206Pb/207Pb más al a que, debido al anspo e, ac ualmen e se de ec a en los
ho izon es E. Sin emba go, los alo es de las elaciones iso ópicas del Pb de es as mues as no es án co elacionados con
la concen ación de Pb, lo que se ía espe able en el caso de se Pb de con aminación. Po lo an o, es os alo es de la
elación 206Pb/207Pb en el ho izon e E no pa ecen debe se a deposición a mos é ica. Nues a hipó esis es, al igual que en los
suelos ACB, que exis e una limpieza del Pb de con aminación y del de los mine ales al e ables del ho izon e E, debido a que
el anspo e en és e es más ápido que la libe ación en el ho izon e A, y la señal iso ópica que se de ec a es la de los
mine ales más esis en es del ma e ial de pa ida, que end ían una señal iso ópica 206Pb/207Pb más al a que la del conjun o
del ma e ial o iginal. Es a in e p e ación explica ía ambién la composición iso ópica de los ho izon es B, en los que se
es a ía p oduciendo la acumulación de es e Pb, como se discu e a con inuación.
2.3.4 Di e enciación de ese o ios debida a la me eo ización
Las elaciones iso ópicas de a ias de las mues as de los ho izon es E de los suelos de las zonas emplada y opical son
más al as que las calculadas pa a el ma e ial o iginal. El a aque ácido con HCl-HNO3 que se u iliza pa a la medida po ICP-
MS de la composición iso ópica, cons i uye una simulación acele ada del p oceso de me eo ización na u al de las ocas.
Median e es e a amien o se disuel e la mayo pa e de los mine ales al e ables (i.e., sul u os, ca bona os, óxidos, sul a os;
Tessie e al., 1979). Po lo an o, la disolución ob enida con es e a aque ácido con iene el Pb unido a mine ales ácilmen e
solubles, an o p ima ios como secunda ios (además de pequeñas can idades de Pb de los bo des de los silica os más
esis en es). Si los mine ales al e ables del suelo ienen una elación iso ópica di e en e a la de los esis en es, la
composición iso ópica de es a disolución depende á de las p opo ciones y composición iso ópica de ambos, que cons i uyen
uen es dis in as de Pb. La pa e del ma e ial de pa ida que esis e a la me eo ización e á modi icada su composición
iso ópica en la misma medida. Los da os de los que disponemos indican que las elaciones iso ópicas ob enidas en las
mues as de los ho izon es E de ACB y de los suelos de B asil pueden debe se a la al e ación di e encial de los mine ales
del ma e ial de pa ida de los suelos, en cuya composición mine alógica hab ía más de un mine al suscep ible de apo a
Pb, con elaciones iso ópicas dis in as (E el e al., 1994; Chia adia y Fon bo é, 2003) y dis in a esis encia a la
me eo ización. Teu sch e al. (2001) ambién obse a on la exis encia de ese o ios di e enciados de Pb lábil y no lábil en
suelos medi e áneos, cuyas di e encias iso ópicas pueden ene o igen en la p esencia en el ma e ial de pa ida de
mine ales al amen e esis en es a la al e ación que con ienen Pb con una composición iso ópica dis in a a la del ma e ial de
pa ida o al (E el e al., 1994; Ha la an e al., 1998). Según Ha la an e al., (1998) es e p oceso esul a, con iempo
su icien e, en pe iles iso ópicamen e homogéneos.
Según Chia adia y Fon bo é (2003), la composición iso ópica de la acción soluble en HCl-HNO3 de una oca en un
momen o dado di ie e de la acción soluble en el momen o de su o mación, en unción de la edad absolu a de la mues a,
del g ado de me eo ización que p esen a y de la di e encia de edad en e la oca y las mine alizaciones que con enga. Es os
au o es ponen de elie e una di e encia sis emá ica de las composiciones iso ópicas del Pb de los mine ales al e ables y las
acciones esiduales, que esencialmen e depende de la composición mine alógica de la oca. Tan o en los suelos ACB
como en los BG los p ocesos de al e ación es án muy a o ecidos en elación a los suelos de la zona bo eal, debido a las
empe a u as mas ele adas, sob e odo en los suelos opicales. Además, en las dos á eas ( emplada y opical) la
composición mine alógica del ma e ial de pa ida es muy pob e en mine ales al e ables, debido a su na u aleza. Es as
condiciones p o ocan una ápida desapa ición de las especies al e ables del suelo, que se me eo izan en p ime a ins ancia,
libe ando el Pb que con ienen. Los ac o es de en iquecimien o en los ho izon es E son <0.5, en las dos localizaciones. Es o
signi ica que han pe dido al menos la mi ad del Pb que con enían o iginalmen e. En el caso de los suelos ACB, el ma e ial
de pa ida es me amó ico (cua ci as cua e na ias). Según Chia adia y Fon bo é (2003) las ocas de bajo g ado de
me amo ismo ienen mine ales al e ables menos adiogénicos que sus acciones esiduales, lo que p oduci ía la ele ada
elación 206Pb/207Pb en el ho izon e E, i ualmen e lib e de especies al e ables y dominado casi comple amen e po o mas
Resul ados y discusión
94
esis en es debido a la in ensa me eo ización que su e. En los suelos de B asil el ma e ial de pa ida es de o igen
sedimen a io, lo que implica que ya ha su ido un p oceso de al e ación p e io a su deposición y su con enido en mine ales
al e ables es muy bajo. És os úl imos se ían los mine ales con la elación iso ópica más baja, mien as que los más
esis en es a la al e ación en medios podzólicos se ían los que gene a ían la señal iso ópica del ho izon e E, más
adiogénica que la del ma e ial o iginal (E el e al., 1994; Chia adia y Fon bo é, 2003). Los da os de composición elemen al
de es as mues as e ue zan es as in e p e aciones, con po cen ajes de Si muy ele ados (>40% en BTG y >45% en ACB) y
capacidad de in e cambio ca iónico meno de 1 cmolckg-1 en los cinco suelos. La libe ación de Pb po me eo ización de
es os ma e iales esis en es se ía muy escasa, lo que jus i ica ía las concen aciones de Pb an bajas encon adas en es os
ho izon es. Según es a hipó esis, pa e del Pb que con enía inicialmen e el ma e ial de pa ida en los ho izon es E ha sido
solubilizado y anspo ado hacia el ho izon e spódico, p oduciendo un descenso de su elación iso ópica. Po lo an o, al
menos pa e del Pb de es os ho izon es no se ía de con aminación, sino geogénico.
2.3.5 Re ención en el ho izon e supe icial, elocidad de anspo e y limpieza de los ho izon es supe iciales.
El Pb deposi ado en la supe icie de los suelos es e enido en el ho izon e supe icial du an e la gos pe íodos de iempo.
Algunos au o es sos ienen que el iempo de esidencia del Pb en es a capa supe icial es de 220 años (Tu ne e al., 1985) o
de más de 500 (F iedland y Johnson 1985). Si es as es imaciones son co ec as, las concen aciones de Pb en los
ho izon es supe iciales de suelos de cie as á eas con inua ían en aumen o has a ni eles po encialmen e óxicos, a pesa
de educciones sus anciales en la deposición a mos é ica. Sin emba go, di e sos es udios ace ca de las asas de eciclado
del Pb en los ho izon es supe iciales de suelos o es ales bo eales mues an iempos de esidencia más co os. Bindle e
al., (1999) es ablecie on un ango de 36-111 años, en suelos o es ales de Suecia, mien as que o os au o es lo educen
has a 25-75 años (Johnson e al., 1995; Johnsson e al., 1995; Wang y Benoi , 1997).
Conside ando es as es imaciones, odo el Pb de los ho izon es O de los suelos SVT hab ía sido deposi ado en la segunda
mi ad del s.XX, es deci , p ocede ía p incipalmen e de gasolinas y combus ibles ósiles. La concen ación y composición
iso ópica de las mues as de los ho izon es O de los pe iles SVT son cohe en es con es a hipó esis: concen aciones de Pb
de has a 50 mg kg-1 y elaciones 206Pb/207Pb bajas (1.14-1.16). Es os alo es son simila es a los encon ados po Bindle e
al., (1999) en suelos de la misma á ea. Las concen aciones de los ho izon es O de ambos suelos ienen sus alo es
máximos a 6 cm de p o undidad, mien as que las mues as más supe iciales ienen una concen ación más baja, po
debajo de los alo es del ma e ial de pa ida. Dado que el eciclado de Pb po las plan as y animales es muy limi ado en
podzoles (Be helsen e al., 1995; Al iksson, 1998), el mecanismo de anspo e e ical de compues os o gánicos y me ales
du an e la podzolización p oduce una limpieza del ho izon e supe icial an e apo es dec ecien es de Pb po deposición
a mos é ica (Bindle e al., 1999), como se ha enido p oduciendo en las úl imas décadas. Es e mecanismo de au olimpieza
ue documen ado po di e sos au o es. Según Bindle e al., (1999), la concen ación de Pb na u al en la capa o gánica de
es os suelos, an e io a cualquie apo e an opogénico e a has a 1000 eces más baja que la ac ual. Es os au o es
p edicen que con la asa de deposición a mos é ica ac ual (0.1 µg cm-2 año-1), la concen ación en la capa mo del suelo
(ho izon e O) se es abiliza á en e 10 y 45 mg kg-1. Pa a alcanza concen aciones equi alen es a las que exis ían hace un
milenio, la deposición a mos é ica debe ía educi se en un 50% y el p oceso de limpieza du a ía en e 100 y 250 años.
El pe íodo de iempo necesa io pa a es a limpieza es a iable en unción de las ca ac e ís icas indi iduales de cada suelo.
El espeso del ho izon e O, así como su can idad de ma e ia o gánica, ienen in luencia en la elocidad de libe ación de
compues os hacia el suelo mine al, en an o és e es á elacionado con el iempo medio de esidencia de la ma e ia o gánica.
Un mayo espeso conduci á a un iempo de esidencia del Pb en el ho izon e O más ele ado (Kas e e al., 2006), y
consecuen emen e a una limpieza más len a. Po lo an o, se conside a que la limpieza se á más len a en SVT-II que en
SVT-I. En los suelos de las zonas emplada y opical, la descomposición de la ma e ia o gánica es á más a o ecida debido
a las al as empe a u as, y no se p oducen g andes acumulaciones o gánicas en supe icie. La libe ación de Pb en es os
ho izon es A es más ápida que en los O bo eales, en unción de la asa de descomposición.
Una mayo asa de libe ación de Pb implica que ambién el anspo e ha de se más ápido. La mig ación de Pb depende
de pa áme os como el pH, el con enido de ma e ia o gánica y su composición, la ex u a del suelo, empe a u a y
p ecipi ación. Los mecanismos de adso ción y p ecipi ación, in e cambio iónico y complejación o gánica alen izan o incluso
impiden la mig ación de Pb en los suelos, siendo es e úl imo mecanismo el más impo an e (Mille y F iedland 1994; E el e
al., 2002; Kas e e al., 2003, 2006). En los suelos SVT, la can idad de complejos o ganome álicos en los ho izon es
mine ales es baja, lo que implica que la complejación de me ales po los compues os o gánicos no es muy ele ada. En
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
95
es os suelos el p incipal mecanismo de e ención lo cons i uyen las supe icies mine ales secunda ias, que p ecipi an debido
a la mine alización de los compues os o gánicos. Es as ases ino gánicas son inmó iles, e eniendo Pb a p o undidades
ela i amen e bajas. En los suelos ACB y BG, la complejación de me ales y su p ecipi ación po sa u ación de los g upos
uncionales o po adso ción a supe icies mine ales es el p incipal mecanismo de inmo ilización de ma e ia o gánica y, po
an o, de Pb. Es a inmo ilización se p oduce en el ho izon e spódico, mien as que en los ho izon es E los compues os
o gánicos se man ienen solubles debido a elaciones me al/C bajas, que a o ecen la mo ilidad de los compues os
o gánicos, y a la escasez de supe icies de adso ción ( e Capí ulo 1). Po lo an o, se concluye que el mecanismo de
limpieza se á más e ec i o en los suelos emplados y opicales que en los podzoles bo eales. Las can idades de Pb de
con aminación que se ob u ie on median e el modelo de mezcla simple e ue zan es a hipó esis, aún eniendo en cuen a
que sólo ienen un alo o ien a i o debido a la imp ecisión del cálculo, como se explicó an e io men e. Pe o los esul ados
ambién sugie en que un aumen o de las asas de descomposición y mine alización de la ma e ia o gánica en las á eas
bo eales, debida un hipo é ico aumen o de las empe a u as, edunda ía en una acele ación del p oceso de au olimpieza.
2.3.6 Re ención de Pb en los spódicos y iesgo de con aminación de las aguas sub e áneas
La libe ación ápida de Pb en los ho izon es supe iciales p oduce bene icios ecológicos inmedia os en es as capas del
suelo, en las que se desa olla la mayo pa e de la ac i idad biológica. Sin emba go, el anspo e en p o undidad del Pb
libe ado puede e en ualmen e alcanza los acuí e os sub e áneos y consecuen emen e gene a iesgos ecológicos y de
salud pública. Ac ualmen e hay con o e sia ace ca de la inmedia ez y magni ud de es e iesgo. Algunos au o es sugie en
que el Pb emi ido du an e la segunda mi ad del s.XX puede llega a los sis emas acuá icos a p incipios del sXXI (Mille y
F iedland, 1994). O os es udios, sin emba go, sugie en que el iesgo es bajo, debido a que se p oduce una e ención casi
comple a de Pb en los suelos a la go plazo (Wa mough e al., 2004; Wang y Benoi , 1996, 1997; Semlali e al., 2004).
En los ho izon es mine ales de podzoles los iempos de esidencia calculados pa a el Pb son muy ele ados. En los
ho izon es spódicos de suelos suecos, según las es imaciones de Klaminde e al. (2006), el Pb iene un iempo medio de
esidencia de 2500 años, de acue do con lo encon ado po o os au o es pa a el eciclado de la ma e ia o gánica
(T umbo e, 2000). Du an e la podzolización en los suelos bo eales se p oduce la deg adación de los compues os o gánicos
lábiles que mig an desde los ho izon es supe iciales hacia los spódicos (Capí ulo 1). Los me ales libe ados en es a
descomposición p ecipi an en o ma de compues os mine ales de bajo g ado de o den, que cons i uyen supe icies de
adso ción con al a a inidad po el Pb. Po lo an o, el Pb es e enido po es os compues os mine ales inmó iles. En el suelo
SVT-I la capa eá ica se encuen a a una p o undidad >100 cm y el Pb de con aminación se de ec a has a 60 cm de
p o undidad. Las condiciones oxidan es acili an que los compues os ino gánicos de Fe y Al de bajo g ado de o den sean
es ables du an e iempos muy p olongados. Po lo an o, la libe ación de Pb de con aminación a las aguas sub e éneas no
pa ece cons i ui un iesgo impo an e en es e suelo. En SVT-II, debido a su posición opog á ica, la capa eá ica puede
llega a unos 50 cm de la supe icie, en con ac o con el Pb de con aminación que llegó al ho izon e spódico. La hid omo ía
p oduce, po encialmen e, la educción del Fe, con la consiguien e disolución de los oxihid óxidos y la libe ación del Pb
adso bido. Es e Pb puede pasa a las aguas en disolución, o se eadso bido po los compues os o gánicos. Es e úl imo
pe manece á e enido en el suelo en an o las condiciones hid omo as impidan la mine alización de la ma e ia o gánica,
aumen ando su iempo de esidencia. Po lo an o, la libe ación de Pb a las aguas se p oduci ia de o ma len a y no
p o oca ía inc emen os d ás icos en las concen aciones de Pb en las aguas, de acue do con las obse aciones de Wang
and Benoi (1996). Un d enaje más a o ecido pe mi i ía la descomposición de la ma e ia o gánica, libe ando el Pb que
con iene y p oduciendo una e en ual con aminación.
En los suelos ACB, la acumulación en los spódicos se p oduce median e la p ecipi ación de compues os o gánicos, que
ienen el p incipal papel de e ención de Pb, si bien los compues os mine ales pueden con ibui ambién en cie a medida.
Son pe iles bien d enados, en los que la descomposición de la ma e ia o gánica es á limi ada po la ca encia de nu ien es.
Po lo an o, el Pb se encuen a e enido e icien emen e, con iempos de pe manencia muy ele ados. Según Kylande e al.,
(2008) el iempo de esidencia de la ma e ia o gánica en ho izon es mine ales de suelos de la misma zona es de has a
20000 años. Un iempo de esidencia semejan e en los ho izon es spódicos de los suelos ACB implica ía una e ec i a
e ención del Pb y elimina ía el iesgo ambien al. Si, en cambio, se p oduje an condiciones más a o ables a los p ocesos
de descomposición de la ma e ia o gánica, an o po e en uales cambios de uso, po incendios o po cambio de las
condiciones eda ogené icas (po ejemplo, aumen o de empe a u a, cambio del égimen híd ico, e c.) pod ía p oduci se una
Resul ados y discusión
96

disminución del iempo de e ención y un aumen o de la libe ación de Pb.
En los suelos opicales, hay una ca encia p ác icamen e o al de supe icies de adso ción de Pb en los ho izon es E, debido
al in enso la ado que su en, lo que p opicia, p obablemen e, que el anspo e sea muy ápido. Los compues os o gánicos
que anspo an el Pb se acumulan en los ho izon es spódicos, con iempos de esidencia al os debido a la hid omo ía,
pa icula men e en los ho izon es cemen ados, en los que son conside ablemen e mayo es que en los spódicos (de
Coninck, 1980; Pagé y Guille , 1991). Coelho (2008) encon ó iempos de esidencia de has a 9000 años en ho izon es
cemen ados de suelos de la misma zona de es udio. Una desecación del pe il que mejo e las condiciones pa a la
mine alización, pod ía p o oca la libe ación ela i amen e ápida del Pb e enido a las aguas eá icas. És e es el p oceso
que es á ocu iendo ac ualmen e en el suelo IC21, que es á siendo desman elado debido al d enaje o zado, que de u o los
mecanismos que p oducen la acumulación de compues os o gánicos, es deci , la podzolización. Sin emba go, incluso en la
si uación más a o able a la libe ación de Pb a los sis emas acuá icos, las concen aciones de ec adas de Pb en es os
suelos son muy bajas, con lo que el iesgo ambien al es pác icamen e inexis en e.
2.3.7 Plomo de con aminación como ma cado de podzolizacion.
La asa de anspo e del plomo en los suelos es e lejo de algunos de los p ocesos eda ogené icos que se es án
p oduciendo en ellos. Exis en muchos da os sob e elocidades de anspo e en suelos mine ales. Do y Munnich (1991)
encon a on asas de anspo e en e 0.39 y 0.83 mm po año en suelos o es ales en Eu opa, mien as que E el e al.,
(1997, 1998) encuen an en suelos medi e áneos una asa de 5 mm po año, y Mille y F iedland (1994) de 8.2 a 19.7 mm
po año en suelos o es ales de No eamé ica.
En podzoles, la asa de anspo e es dependien e de la can idad y composición de la ma e ia o gánica, la de pa ículas
mine ales adso ben es (oxihid óxidos de Fe, p incipalmen e) y o as condiciones, como el pH, que son las a iables que
con olan la podzolización. Se sugie e que en los suelos que es udiamos, median e la ca ac e ización del anspo e de Pb
en podzoles, y conociendo la c onología de la con aminación po deposición a mos é ica a escalas la gas de iempo, se
puede es ima la elocidad de anspo e del Pb de con aminación. Es a es imación nos in o ma ace ca de la in ensidad de
la podzolización, es deci , del a ance del p oceso eda ogené ico po unidad de iempo. Es a ap oximación supond ía un
mé odo indi ec o de es imación de la eda ogénesis en dis in os ambien es.
Es udios de los lujos, asas de acumulación, ac o es de en iquecimien o y elaciones iso ópicas del Pb ealizados en
Suecia sob e u be as localizadas en pun os alejados de ocos de con aminación (Renbe g e al., 1994, 2000, 2001, 2002;
B än all e al., 1997, 1999, 2001a; Rosman e al., 1998; Bindle e al., 1999, Klaminde e al., 2003) demues an la
exis encia de con aminación de la go eco ido, y es ablecen el inicio de és a en Suecia hace 2600 años. En España
Ma ínez Co izas e al., (1997) publica on el p ime egis o de la deposición a mos é ica de Pb, co espondien e a la
u be a omb o ó ica de Penido Vello, que se encuen a a pocos kilóme os de los pe iles que es udiamos en es e abajo.
Es e egis o mos ó el inicio de la con aminación po Pb en es a zona hace al menos 2800 años y ue co obo ado po
es udios pos e io es (Ma ínez Co izas e al., 2002) incluyendo la ca ac e ización de la composición iso ópica del Pb
(Kylande e al., 2005). En Sudamé ica se asume que la con aminación de la ga dis ancia e a pequeña an es del uso
gene alizado de las gasolinas con Pb (a pa i de 1945) (Chow y Johns one 1965; Eisen eich e al., 1986), si bien los
es udios de con aminación en hielos an á icos (Rosman e al., 1994) mues an indicios de apo e de Pb de con aminación
desde 1880.
Como no ma gene al, los suelos en el Hemis e io No e, especialmen e en Eu opa, p esen an Pb de con aminación a
mayo es p o undidades que en el Hemis e io Su debido, según S einnes y F iedland (2005), a que la con aminación en és e
úl imo es más ecien e. Sin emba go, en los suelos podzólicos el iempo es sólo una de las a iables que condicionan la
p o undidad que alcanza el Pb de con aminación, y los mecanismos del p oceso de podzolización in luyen de o ma
de e minan e. La exis encia de una capa o gánica supe icial y su espeso es un ac o impo an e, ya que un ho izon e O de
mucho espeso iene más capacidad acumula i a de Pb que uno más delgado, po lo an o en los suelos SVT la libe ación
de Pb hacia el suelo mine al se á más len a que en los ACB y BG. El mecanismo conc e o median e el que a anza la
podzolización y los mecanismos de acumulación (compues os o gánicos o ino gánicos, condiciones hid omo as), son
ambién impo an es. Y lo es ambién la can idad de nu ien es y acilidad con la que se p oduce la descomposición
mic obiana de la ma e ia o gánica, que libe a á el Pb e enido, pe mi iendo que con inúe su mig ación.
En los podzoles SVT, el Pb de con aminación llega has a 60-65 cm, lo que supone que el anspo e en los suelos bo eales
se ía de 2.3-2.5 cm po siglo. En los suelos ACB, según el modelo simple de mezcla, el Pb de con aminación hab ía
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
97
alcanzado 55-65 cm en ACB-I y 40-45 cm en ACB-II en los úl imos 3000 años, lo que supond ía una elocidad de anspo e
de 1.9-2.3 cm po cada 100 años en ACB-I y de 1.4-1.6 en ACB-II. En los suelos BG se de ec a Pb de con aminación a
g andes p o undidades (de has a 180 cm en BG6 y de 150 en BG11), y la his o ia de la con aminación es mucho más
ecien e. La elocidad de anspo e se ía, po lo an o, muy al a, de unos 75-90 cm cada 100 años. Po lo an o, el
anspo e se p oduci ía a una elocidad simila en los podzoles de las zonas bo eal y emplada, mien as que la elocidad
de mig ación en los podzoles opicales se ía mucho mayo . Según es as es imaciones, en los suelos de las zonas bo eal y
emplada el Pb p oceden e de las ac i idades humanas en los dos úl imos siglos, es o es, desde la e olución indus ial, se
encon a ía aún e enido en los ho izon es supe iciales; lo que coincide con los con enidos de Pb de es os ho izon es, con
la cu a de elaciones iso ópicas y con los iempos de esidencia es imados pa a el Pb en los ho izon es supe iciales en
podzoles desc i os po di e sos au o es (Mille e al., 1994; Johnson e al., 1995; Johnsson e al., 1995; Wang y Benoi ,
1997; Klaminde e al., 2005). En los suelos opicales, sin emba go, el Pb de con aminacion deposi ado de los úl imos 200
años ya hab ía alcanzado los ho izon es spódicos.
Si ex apolamos es os esul ados al p oceso de podzolización, el a ance de la misma se ía muy ápido en zonas opicales,
con una asa de elu iación de me ales ele ada, mien as que en los podzoles emplados y bo eales la o mación de un
podzol se ía más len a. Las ca ac e ís icas mo ológicas de los pe iles (po encia del suelo, desa ollo de los ho izon es) que
es udiamos, así como las echas es imadas de inicio de la eda ogénesis pa a cada uno de ellos, concue dan con es a
hipó esis.
Sin emba go, exis en cie as di icul ades en la aplicación de es a ap oximación. El desconocimien o de la composición
iso ópica exac a de las dis in as uen es de Pb de con aminación y el iempo de igencia de cada una de ellas, aumen an la
ince idumb e de la es imación de la can idad del Pb deposi ado y la p o undidad que alcanza. Po o a pa e, los e ec os de
la me eo ización, como se discu e más a iba, modi ican la composición iso ópica de las mues as median e una al e ación
p e e en e de cie os mine ales. Es el caso de los suelos ACB y BG, en los que los mine ales más al e ables son los que
con ienen Pb menos adiogénico, cuya mig ación puede p oduci una sob ees imación an o de la can idad de Pb
deposi ado como de la p o undidad que alcanza debido al anspo e du an e la podzolización. El alcance de es as
ince idumb es se magni ica en los suelos BG, debido a sus bajas concen aciones de Pb. O o incon enien e es que una
ez que el Pb de con aminación alcanza el ho izon e spódico es e enido du an e pe íodos de iempo de a ios miles de
años (Bindle e al., 1999; Klaminde e al., 2006), con lo que la p o undidad a la que se encuen a deja de se unción del
iempo. Además, a al a de da os di ec os ace ca de la elocidad de anspo e del Pb con espec o a la del Al y el Fe, la
ex apolación del mé odo como es imación de la elocidad de la podzolización esul a especula i a.
No obs an e, en con ex os adecuados, es e cálculo puede ene un alo o ien a i o ace ca de la in ensidad de la
podzolización, en la medida en que se demues a que el anspo e de Pb depende de los mismos mecanismos que
gene an an o la di e enciación de los ho izon es como las p opiedades diagnós ico en es e ipo de suelos.
Resul ados y discusión
98
2.4 CONCLUSIONES
Pa ece demos ado que la dis ibución del Pb es consecuencia del p oceso de podzolización, con los mecanismos
pa icula es de anspo e y acumulación desc i os en el Capí ulo 1 pa a cada una de las á eas. Se encon ó elación en e
el Pb ( an o en las concen aciones como en la acumulación, ac o es de en iquecimien o y elaciones iso ópicas) con los
mecanismos pa icula es de la podzolización en los es ambien es, lo que indica que el mo imien o y acumulación del Pb
en podzoles es pa ejo al de los me ales adicionalmen e es udiados en la podzolización (Fe y Al).
En los suelos bo eales las concen aciones de Pb en los ho izon es supe iciales son más al as que en los suelos de las
zonas emplada y opical, debido a la magni ud de los apo es de Pb po deposición a mos é ica, que ha sido mayo en es a
zona que en o as á eas de Eu opa (Amundsen e al., 1992, S einnes e al., 1994) y que en el Hemis e io Su (S einnes y
F iedland, 2005). Además, las condiciones ambien ales son menos a o ables pa a la mine alización de la ma e ia o gánica,
con lo que el Pb es más e icien emen e e enido en el ho izon e supe icial. La ma e ia o gánica es el agen e anspo ado
en los es ambien es, mien as que la e ención de Pb se p oduce p incipalmen e median e adso ción a compues os
ino gánicos en los suelos bo eales y median e p ecipi ación de compues os o gánicos en los emplados y opicales (aunque
no se desca a cie a in luencia de los compues os ino gánicos, an o median e la inmo ilización de ma e ia o gánica como
en la e ención po adso ción di ec a de Pb en los suelos de la zona emplada).
A consecuencia de es os mecanismos de e ención, en los ho izon es E de los suelos bo eales los con enidos de Pb son
más al os que en los de las zonas emplada y opical, debido a que alen izan el anspo e hacia el spódico. En los
spódicos los con enidos más al os se dan en los suelos ACB, cuya eda ogénesis es á dominada casi absolu amen e po la
mig ación y p ecipi ación de compues os o gánicos. Los podzoles opicales son los que p esen an meno can idad de Pb en
odos sus ho izon es, po la me eo ización y mine alización ex emas condicionadas po las condiciones ambien ales, y el
Pb que se de ec a se encuen a asociado a compues os o gánicos.
Se sugie e un p oceso de di e enciación de ese o ios de Pb con dis in as composiciones iso ópicas, median e el que en
suelos some idos a una ue e me eo ización, o muy an iguos, en los que los mine ales más al e ables del suelo ya han sido
eliminados po comple o, la elación iso ópica que se exp esa es la de los mine ales esis en es, que se á di e en e a la del
ma e ial incial en unción de la composición iso ópica de los mine ales p ima ios. El plomo libe ado en es e p oceso puede
se acumulado en ho izon es más p o undos, con la consiguien e modi icación de la composición iso ópica ambién en
és os.
La podzolización p oduce una limpieza de los ho izon es supe iciales en odos los suelos, más e ec i a en las zonas
emplada y opical que en la bo eal, ya que la libe ación y el anspo e son más ápidos. El plomo anspo ado, con iempo
su icien e, se acumula en el ho izon e spódico con iempos de esidencia muy ele ados, lo que e i a á que se p oduzca la
con aminación de los sis emas acuá icos, al menos mien as el p oceso de podzolización siga ac i o. Un cambio en las
condiciones ambien ales, o en el uso del suelo, que p o oque una mayo mine alización de la ma e ia o gánica, puede
p o oca la libe ación de can idades de Pb po encialmen e óxicas.
El es udio de la p o undidad de mig ación del plomo de con aminación con espec o al iempo nos puede in o ma ace ca de
la in ensidad del p oceso de podzolización, si bien en casos de ex ema me eo ización y cuando el Pb de con aminación ha
alcanzado ya los ho izon es spódicos los esul ados deben se in e p e ados con p ecaución.
Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
99
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Capí ulo 2. Mo ilización e inmo ilización de Pb en podzoles
107

Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I
y su elación con la podzolización.
ÍNDICE
3.1. INTRODUCCIÓN 113
3.1.1. Ma e ia o gánica del suelo 113
3.1.2. Ma e ia o gánica en podzoles 113
3.1.3 Obje i os 115
3.2. MATERIAL Y MÉTODOS 117
3.2.1. Ca ac e ís icas gene ales de los suelos es udiados. 117
3.2.2. Composición de la ma e ia o gánica. 117
3.2.3 Es udio es adis ico 118
3.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 119
3.3.1. Composición química de la ma e ia o gánica de ACB-I 119
3.3.1.1. FRACCIÓN LIPÍDICA 119
N-ALCANOS Y N-ALQUENOS 119
N-ALCANOS/N-ALQUENOS de cadena ami icada 120
N-ALQUILBENCENOS 120
ÁCIDOS GRASOS 122
N-METILCETONAS 122
FITADIENOS 122
3.3.1.2. FRACCIÓN AROMÁTICA 122
FENOLES 122
BENCENOS 123
COMPUESTOS POLIAROMÁTICOS 123
3.3.1.3. POLISACÁRIDOS 124
LEVOAZÚCARES 124
FURANOS 124
3.3.1.4. LIGNINAS 125
3.3.1.5. COMPUESTOS NITROGENADOS 125
3.3.1.6. ESTEROIDES Y TRITERPENOIDES 126
3.3.1.7. OTROS COMPUESTOS 126
3.3.1.8. COMPUESTOS NO CUANTIFICADOS 126
3.3.2. Análisis es adís ico po componen es p incipales. 127
3.3.3. Análisis po componen es p incipales de la ma iz anspues a. 130
3.3.4. Relación de las sus ancias o gánicas con la mo ilización e inmo ilización de me ales. 131
3.3.5. Hipó esis eda ogené ica 134
3.3.6. In luencia de la composición de la ma e ia o gánica sob e su acumulación en el ho izon e spódico 135
3.3.7. Relación en e la composición de la ma e ia o gánica y la dinámica del plomo 136
3.4. CONCLUSIONES 139
Re e encias bibliog á icas u ilizadas. 141
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización

3.1. INTRODUCCIÓN
3.1.1. Ma e ia o gánica del suelo
La ma e ia o gánica del suelo (MOS) se compone de g an a iedad de ma e iales de o igen ege al, animal y mic obiano
(Schni ze y Khan, 1972; S e enson, 1994). Su deg adación y ans o mación, jun o con los apo es de ma e ia o gánica
esca, p oducen un sis ema de g an complejidad. La comp ensión de los p ocesos de ans o mación de la MOS
(mine alización y humi icación) ecuen emen e se complica aún más, debido a la ince idumb e ace ca de los an eceden es
gené icos del suelo y la complejidad o desconocimien o de la his o ia de la ege ación y o os apo es (Buu man y Nie op,
1999; Nie op, 1999). Los llamados compues os húmicos son los p oduc os esin e izados mic obiana y químicamen e a
pa i de los esíduos o gánicos escos. Según Piccolo (2002) es as sus ancias húmicas son asociaciones
sup amolecula es compues as de moléculas he e ogéneas y ela i amen e pequeñas que p oceden de la deg adación y
descomposición de ma e ial biológico mue o.
Has a hace poco, la mayo ía de los es udios de ca ac e ización química de la ma e ia o gánica se cen a on en las
acciones ex aíbles del humus, sin la posibilidad de p o undiza a ni el molecula debido a la ca encia de écnicas
analí icas adecuadas. Los accionamien os basados en sepa aciones ísicas y/o ex acciones químicas secuenciales, jun o
con mé odos espec oscópicos como FTIR o NMR, que pe mi en es udia los p incipales g upos uncionales de la ma e ia
o gánica, o las écnicas pi olí icas combinadas con mé odos de sepa ación y de ección de compues os, han apo ado
nue os pun os de is a y un mayo conocimien o de la composición y o mación de la ma e ia o gánica del suelo. En
conc e o, las écnicas pi olí icas (deg adación é mica anae óbica) han se ido en los úl imos años pa a ca ac e iza la
composición química de ligninas, polisacá idos, sus ancias húmicas, e c. (Genui e al., 1987; an de Kaaden e al., 1983;
Sáiz-Jiménez y De Leeuw, 1986; Sáiz-Jiménez, 1994). Median e la pi ólisis de las mues as, las mac omoléculas que
componen la ma e ia o gánica se di iden en agmen os más pequeños, aumen ando así su capacidad pa a a a esa una
columna c oma og á ica. La mo ilidad de cada compues o depende de su pun o de ebullición, de la p esión de apo y las
in e acciones con la columna. Al inal de la misma se acopla un espec óme o de masas, que de e mina la elación masa/
ca ga (m/z) de los p oduc os, median e el cual los compues os pueden se iden i icados. Es a combinación GC/MS pe mi e,
de es a mane a, la iden i icación de los agmen os pi olizados y su pos e io aducción en sus p ecu so es
mac omolecula es.
En es udios sob e la MOS u ilizando es as écnicas, se de ec a on la mayo ía de las p incipales clases de compues os y de
biomac omoléculas que se encuen an en las sus ancias húmicas (como p oduc os p incipales o secunda ios), lo que indica
que es a écnica es capaz de p opo ciona in o mación gene al sob e mezclas complejas de compues os o ma e iales (Sáiz-
Jiménez y De Leeuw, 1987; Tegelaa e al., 1989). En gene al los p oduc os de la pi ólisis de biocomponen es como
polisacá idos, p o eínas, ligninas, lípidos y o os, son muy di e en es de las unidades de pa ida. En la in e p e ación de
esul ados es necesa io ene en cuen a que la pi ólisis no sólo p oduce agmen ación, sino ambién cambios en los g upos
uncionales de la MOS (desca boxilización, pé dida de g upos uncionales con ni ógeno, e c.), ciclización, condensación,
e c. (p.ej. Sáiz-Jiménez, 1994, 1995). Po ejemplo, la pi ólisis de celulosas da como esul ado u anos, pi anonas,
anhid oazúca es y enoles. Los ácidos g asos pueden se desca boxilados du an e la pi ólisis, especialmen e en p esencia
de ases mine ales, y o ma alcanos y alquenos. Así, en los p oduc os de pi ólisis de la MOS se iden i ican p incipalmen e
alcanos y alquenos mien as que los ácidos g asos apa ecen sólo en pequeñas p opo ciones (Sáiz-Jiménez, 1994a). Sáiz-
Jiménez (1994) sugi ie on que los alquilbencenos de i an de eacciones du an e la pi ólisis de iglicé idos de ácidos g asos
insa u ados en p esencia de azu e. Los ni ilos pueden p ocede de la eacción de ácidos g asos de cadena la ga con
compues os ni ogenados p esen es en la MOS ( an Be gen e al., 1998).
Adicionalmen e, exis en o as di icul ades en la de ección de compues os, que impiden que la Py-GC/MS pueda
conside a se una écnica cuan i a i a, como la e apo ación de los compues os no polimé icos olá iles a empe a u as
ele adas, la o mación de alqui án y ca bón a a és de econdensaciones y ecombinaciones de p oduc os de pi ólisis que
no llegan se de ec ados, la esis encia de cie os compues os o gánicos a la pi ólisis a las empe a u as habi ualmen e
empleadas (Sáiz-Jiménez y De Leeuw, 1986), o las di icul ades de sepa ación de los compues os más pola es en las
columnas c oma og á icas no pola es, que son las de uso más ecuen e. Po lo an o, la in e p e ación de la na u aleza
química de biomac omoléculas complejas, en pa icula de la MOS, a pa i de la in o mación p opo cionada po la
iden i icación y cuan i icacion de p oduc os de pi ólisis es di ícil y es á some ida a cie a subje i idad.
3.1.2. Ma e ia o gánica en podzoles
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
113
Los podzoles son el único ipo de suelos que p esen an cla as e idencias de ilu iación de ma e ia o gánica (IUSS- Wo ld
Re e ence Base o Soil Resou ces). Se ca ac e izan po una secuencia ípica de ho izon es: un ho izon e supe icial H u O
y/o un ho izon e mine al A, un E elu ial blanquecino y un B de colo oscu o de o igen ilu ial (Bh, Bhs o Bs), con acumulación
de Al y/o Fe con can idades a iables de ma e ia o gánica (Wilcken e al., 1997; Soil Su ey S a , 1999; an B eemen y
Buu man, 2002). Muchos au o es conside an que el anspo e de Al y Fe como complejos o gánicos es el mecanismo
dominan e en la elu iación en podzoles (Lunds öm e al., 2000a; an B eemen y Buu man, 2002), aunque aún exis e
con o e sia ace ca de los mecanismos conc e os. Las eo ías ac uales pa a explica el p oceso de podzolización se pueden
esumi en dos endencias, como se explica con más de alle en el Capí ulo 1. La p ime a de ellas asume la o mación y
anspo e de complejos de ácidos o gánicos con Al y/o Fe. La inmo ilización en el ho izon e ilu ial se p oduci ía, bien po
p ecipi ación/adso ción de complejos o ganome álicos (debida a la disminución de ca ga nega i a causada po el
inc emen o de la sa u ación de la capacidad de complejación de los ácidos du an e su mig ación), o bien po deg adación
mic obiana de los complejos o gánicos du an e la mig ación, seguida de la p ecipi ación de ases ino gánicas de Al y Fe
(Lunds öm e al., 2000b) y pos e io adso ción de ma e ia o gánica a es as supe icies ino gánicas. La o a endencia
p escinde del papel de los compues os o gánicos como agen es en el mecanismo de elu iación, y asume que el anspo e
de Al se p oduce median e la o mación y mig ación de soles ino gánicos de (p o o-)imogoli a, que p ecipi a en el ho izon e
B spódico. La acumulación de ma e ia o gánica se p oduci ía pos e io men e, debido a la adso ción de sus ancias o gánicas
a es as supe icies ino gánicas p e iamen e p ecipi adas (Ande son e al., 1982; Fa me y Lumsdon, 2001). Recien emen e,
Buu man y Jongmans (2002, 2005) pun ualiza on que la ma e ia o gánica p oceden e de la deg adación de aíces in si u
puede se ele an e en la acumulación o gánica en los ho izon es B de podzoles bien d enados. Los es udios
mic omo ológicos lle ados a cabo po es os au o es pusie on en e idencia la p esencia de ma e ia o gánica an o
monomó ica ( ecub imien os) como polimó ica (pelle s o ag egados) en es os ho izon es ilu iales. La ma e ia o gánica
monomó ica consis e en ecub imien os amo os sob e a enas, ag egados y po os, ilu iada desde los ho izon es
supe iciales, en an o que la ma e ia o gánica polimó ica es á di ec amen e elacionada con la descomposición de aíces
(Buu man y Jongmans, 2002).
Las ca ac e ís icas químicas de la ma e ia o gánica de podzoles han sido ampliamen e es udiadas po di e sos mé odos,
an o en mues as sin a a como as ex acciones químicas de ácidos húmicos y úl icos (p.ej. B a a d y Righi. 1991), o
accionamien os po amaño de pa ícula o densidad (p.ej. Schmid e al., 2000). Recien emen e, se han lle ado a cabo
es udios de la composición molecula median e el uso de pi ólisis y espec ome ía de masas (p.ej. Beye , 1996; Buu man e
al., 2005), lo que ha cons i uído un impo an e a ance en el conocimien o de las p opiedades de la MOS de podzoles.
Skjems ad e al., (1992), median e el uso de écnicas pi olí icas, encon a on que los ho izon es Bh con ienen más cadenas
a omá icas que los ho izon es más p o undos, mien as que en los Bhs y Bs p edominan las ali á icas p oceden es de
exudados adicula es. So ge e al. (1994) es udia on la ma e ia o gánica o al y las acciones sepa adas po amaño de
pa ícula del ho izon e Bh de un podzol bo eal. En el suelo o al y las acciones amaño limo y a cilla, la MOS con enía
lípidos, compues os alquila omá icos y ca bohid a os, así como ligninas in ac as y mic obianamen e al e adas. En la acción
a ena, sin emba go, se de ec a on mayo es abundancias ela i as de ca bohid a os, enoles y monóme os de ligninas, que
son p oduc os de pi ólisis ca ac e ís icos de la ma e ia o gánica ela i amen e esca. Pos e io men e, Schul en y So ge
(1995) analiza on ese mismo ho izon e Bh median e écnicas pi olí icas con me ilación p e ia de las mues as (Py-GC/MS-
TM) y ob u ie on in o mación adicional ace ca de ácidos (di)ca boxílicos, enoles sus i uídos, benzenodioles y
benzeno ioles, ácidos enólicos y amidas. Schul en e al. (1996), u ilizando es a misma me odología, iden i ica on un amplio
ango de me il-és e es de ácidos a omá icos y ali á icos en un podzol de Nue a Zelanda. Simpson e al., (1997) compa a on
la química de ho izon es Ah y Bh en podzoles i landeses y encon a on en los Bh bajos con enidos o ales de azúca es,
aunque una al a p opo ción de los mismos p ocedía de mic oo ganismos, con espec o a los Ah. Los con enidos de cadenas
ali á icas encon ados en los ho izon es Bh ue on mayo es que los de los ho izon es Ah. Los au o es concluye on que
exis e una di e encia conside able en e la composición química de los ácidos húmicos de los dos ho izon es, ya sea
gene ada con an e io idad al anspo e o as la deposición. Wilcken e al. (1997) encon a on, en los ho izon es spódicos
de podzoles alemanes, una acumulación de lípidos de cadena la ga, es e oles, ca bohid a os, ligninas y alkil-a omá icos,
que ue a ibuída a apo es de ma e ia o gánica ilu iada.
O os es udios ace ca de la composición química de la ma e ia o gánica de a ios podzoles eu opeos (Nie op, 1998; Nie op
y Buu man 1999a, 1999b; Buu man e al., 2005), en combinación con obse aciones mic omo ológicas (Buu man y
Jongmans, 2005), mos a on que la MOS de los ho izon es B de podzoles con un cie o g ado de sa u ación híd ica e
in azonales, p edomina la ma e ia o gánica ilu iada. En cambio, en podzoles bien d enados y bo eales es á dominada po
In oducción
114
compues os o gánicos de i ados de aíces, aunque la ilu iación de compues os o gánicos no deja de se un p oceso
impo an e en la podzolización. La ma e ia o gánica de i ada de aíces y la p ecipi ada desde la disolución ienen una
composición química di e en e. En podzoles incipien es en Holanda Nie op y Buu man (1999a) encon a on que la acción
o gánica soluble es aba compues a, p incipalmen e, po lignocelulosa y p o eínas. En podzoles bien desa ollados, la
ma e ia o gánica ilu iada pa ece se más ica en enoles, me il enoles, pi idinas y pi oles y p oduc os de i ados de
polisacá idos (como ácido acé ico o me il u anos) que la ma e ia o gánica de i ada de aíces, que ienen una composición
dominan emen e ali á ica (Nie op y Buu man, 1999b; Buu man y Jongmans 2005). Según es os au o es, la composición de
la MOS de ho izon es B de podzoles hid omó icos se asemeja a la de la ma e ia o gánica disuel a, de acue do con los
es udios sob e C o gánico disuel o de Gadel e al., (2000). No obs an e, las obse aciones de Kaise e al., (2002) indican
una ue e es acionalidad en la composición química de la ma e ia o gánica en disolución. Segun Buu man e al. (2008), los
ho izon es E, gene almen e empob ecidos en compues os o gánicos, es án ela i amen e en iquecidos en compues os
ecalci an es ali á icos, lo que indica una deg adación selec i a de aquellos menos es ables.
No obs an e a odas es as in es igaciones, la composición de la MOS y el ol de los di e en es compues os en los
mecanismos de podzolización no es án cla os. La composición química inal de la ma e ia o gánica depende de la
na u aleza y can idad de los apo es combinada con el balance humi icación-mine alización, que a su ez depende de las
condiciones bajo las que se desa ollan los suelos. La empe a u a, el pH, el ipo de cubie a ege al, el ma e ial de pa ida,
las condiciones hid ológicas, las ac i idades humanas, e c., in luyen en los p ocesos de mine alización y humi icación,
median e mecanismos como la p o ección an e la deg adación po complejación de me ales y/o la acumulación de
compues os o gánicos ecalci an es, como ali á icos y a omá icos (Buu man y Jongmans, 2005; Buu man e al., 2005,
2007b). Po lo an o, las di e encias gené icas necesa iamen e deben e leja se en la composición de la ma e ia o gánica,
an o en los ho izon es elu iales como en los de acumulación.
Los ACB son podzoles de la zona emplada, desa ollados sob e ma e iales de pa ida pob es en nu ien es y con pH bajo.
En es os suelos, la acumulación en los ho izon es spódicos pa ece depende de la ilu iación de complejos o ganome álicos
y su p ecipi ación en los spódicos, bien po sa u ación de las posiciones de adso ción con iones me álicos o bien po
adso ción a supe icies ino gánicas, con la consiguien e acumulación de ma e ia o gánica.
3.1.3 Obje i os
En es e capí ulo se abo da el es udio de la composición química de la MOS del suelo ACB-I median e pi ólisis-GC/MS. El
obje i o es p o undiza en el conocimien o de la composición y es uc u a molecula de su ma e ia o gánica y es udia su
papel en el p oceso de podzolización, con as ando los esul ados ob enidos con la hipó esis sob e la mo ilización de
me ales en es e suelo discu ida en el Capí ulo 1 y con los esul ados sob e mo ilización e inmo ilización de Pb del Capí ulo
2. Dado que los esul ados de los análisis median e Py-GC/MS p oducen una eno me can idad de da os que son di íciles de
comp ende y co elaciona , se u ilizó el análisis po componen es p incipales (PCA) como he amien a de análisis
es adís ico median e la que pode maneja el conjun o de da os, iden i ica las simili udes y di e encias en e
subpoblaciones, y acili a la discusión de esul ados.
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
115
p obablemen e e leja la deg adación de ligninas y o as uen es de enoles, como p o eínas, polisacá idos, e c. (Sáiz-
Jimenez y de Leeuw, 1986; an de Hage, 1995; Tegelaa e al., 1995). En la ansición E/B se p oduce un inc emen o de la
abundancia de enoles has a alcanza un 15%, pa a ol e a disminui has a un 10% en las mues as más p o undas del
ho izon e spódico. Es as abundancias al as en p o undidad, no pa ecen es a elacionadas con la deg adación in si u de
ligninas o de o os biocomponen es, dada la escasa abundancia de o as señales que habi ualmen e acompañan a las
ligninas (me oxi enoles), ca bohid a os ( u anos) o p o eínas (p. ej. pi oles/pi idinas) deg adadas. Po es e mo i o, nues a
hipó esis es que en es e suelo los enoles p oceden de la pi ólisis de biomasa enólica o iginada en la supe icie e ilu iada,
como ácidos enólicos de bajo peso molecula . Po su es uc u a molecula , el 4- inil enol se ag upó con los enoles, aunque
se conside a un p oduc o de la pi ólisis de ligninas ela i amen e in ac as (los me oxi enoles, éase 3.3.1.4 LIGNINAS). De
hecho, la a iación con la p o undidad del 4- inil enol y la abundancia de ligninas es á ue emen e co elacionada ( 2=0.92,
n=17). El 4- inil enol iene una escasa con ibución al g upo de los enoles, po lo que la cu a de a iación con la
p o undidad de es e g upo apenas se e modi icada po la inclusión de es e p oduc o.
BENCENOS
Los bencenos consis en en un anillo a omá ico con
de uno a es C sus i uídos y sin o os g upos
uncionales. Es e g upo incluye a benceno,
olueno, e ilbenceno, xilenos, y C3-alquilbencenos,
con una con ibución conjun a a la ATC del 19.2 ±
9.5%. La suma de los bencenos se mues a en la
igu a 3.4. És a iende a aumen a con la
p o undidad desde un 10% en el ho izon e A has a
un 25% en la pa e in e io del E y un 30-37% en el
ho izon e B. El p oduc o más abundan e es el
olueno, que puede p ocede de la pi ólisis de
(poli) enoles o p o eínas, seguido del benceno, que
gene almen e se a ibuye a (poli) enoles. No
obs an e, es os p oduc os a omá icos no son
especí icos de ningún biocomponen e o uen e de
biomasa y pueden es a elacionados con la
pi ólisis de polisacá idos, p o eínas, ligninas, aninos, sube inas, o de ácidos ca boxílicos a omá icos desca boxilados
du an e la pi ólisis (Ma in e al., 1994). Es o da ía luga a la de ección de benceno, na aleno y o os compues os
a omá icos (Buu man e al., 2008). Adicionalmen e, al as abundancias an o de olueno como de benceno han sido
a ibuidas a la p esencia de p oduc os de pi ólisis de ma e ial ca bonizado (black ca bon) (Kaal e al., 2008).
Po o a pa e, pueden da se eacciones pi olí icas ca alizadas po me ales que inc emen an la p oducción de es e ipo de
compues os (Sáiz Jiménez, 1994b), que son más p obables en las mues as con un al o con enido mine al, o de me ales
asociados a compues os o gánicos, como es el caso de las mues as del ho izon e spódico. En las mues as de la pa e
in e io del ho izon e E, en las que aumen a la abundancia de bencenos, los con enidos de Fe y Al o ales y asociados a
ma e ia o gánica (AlT, FeT, Alp, Fep, e Capí ulo 1) son muy bajos, po lo que la posibilidad de es as ciclizaciones
a i iciales es baja. En obse aciones a la lupa (10x y 100x, e imágenes en Apéndice III) de es as mues as, se encon ó
g an abundancia de mic oca bones. Es o sugie e la posibilidad de que la al a p opo ción de bencenos en es as mues as
es é asociada más bien a una con ibución de ma e ial ca bonizado.
En las mues as del ho izon e B la p obabilidad de a oma izaciones ca alizadas po me ales du an e la pi ólisis es al a, dado
su al o con enido de Fe y Al, po lo que no es posible disc imina con ce eza la p ocedencia de los bencenos. Sin emba go,
el hecho de que su abundancia sea al a ambién en las mues as que es án po debajo de las de mayo con enido de
me ales (ACB-I-14 y 15), implica que no exis e una dependencia en e el con enido de me ales y la abundancia de
bencenos, lo que e ue za la hipó esis del o igen na u al de los bencenos.
COMPUESTOS POLIAROMÁTICOS
Los hid oca bu os a omá icos policíclicos: indeno, na aleno, C1-C4-alquilna alenos, bi enil y enan eno/an aceno (co-
elución) apo an un 5.6 ± 4.5% al ATC. El indeno y el na aleno son los p oduc os más abundan es en es e g upo. La
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
123
Figu a 3.4. Va iación con la p o undidad de la abundancia ela i a de (a) enoles
(PH), (b) bencenos (B) y (c) compues os plia omá icos (PAH).
Figu a 3.4. Va iación con la p o undidad de la abundancia ela i a de (a) enoles
(PH), (b) bencenos (B) y (c) compues os plia omá icos (PAH).
Figu a 3.4. Va iación con la p o undidad de la abundancia ela i a de (a) enoles
(PH), (b) bencenos (B) y (c) compues os plia omá icos (PAH).

p opo ción de polia omá icos es pequeña en el ho izon e A (<2.5%) e inc emen a con la p o undidad has a un 10-15% del
ATC en la pa e in e io del ho izon e E. El alo máximo se da en la ansición en e el ho izon e E y el spódico (mues a
ACB-I-13), donde llega a ep esen a un 15.5% del ATC ( igu a 3.4). Es a p opo ción es mucho mayo a la encon ada po
o os au o es en suelos del mismo ipo (p.ej. Buu man e al., 2009), aunque con una dis ibución simila : una mayo
p opo ción de polia omá icos en el ho izon e B que en los A y E. Es os compues os son comúnmen e a ibuidos a la pi ólisis
de ma e ial ca bonizado (Pas o o a e al., 1994; Naa s, 2004; Rumpel e al., 2007, Kaal e al., 2007a y 2008). La de ección
de una g an abundancia de ca bones de amaño milimé ico, en obse aciones a 10 aumen os, e ue zan es a
in e p e ación, aunque la a oma ización de cadenas lineales inducida po me ales du an e la pi ólisis pod ía es a
con ibuyendo a aumen a la abundancia de es os compues os. (Sáiz-Jiménez, 1994b).
3.3.1.3. POLISACÁRIDOS
Se de ec a on di e sos p oduc os de la pi ólisis de polisacá idos, de dos ipos: le oazúca es y u anos.
LEVOAZÚCARES
Los compues os de es e g upo son p oduc os de pi ólisis o iginados a pa i de polisacá idos y ca bohid a os in ac os o sólo
lige amen e deg adados. Los compues os de es e g upo inden i icados ue on le oglucosano, le oglucosanona, 2-me il-3-
hid oxi-(4H)-pi an-4-osa, 4-hid oxi-5,6-dihid o-(2H)-pi an-2-osa, dianhid o hamnosa y 1,4:2,6-dianhid o-a-d-glucopi anosa.
Suponen el 7.6 ± 8.1% del ATC, pe o se encuen an sólamen e en la mues a co espondien e a la hoja asca (45%), el
ho izon e A (10-25%) y pa e supe io del E (<10%). En la pa e in e io del ho izon e E y en el B no se de ec a on ( igu a
3.5). Es a a iación ep esen a inequí ocamen e la abundancia de biomasa nada o poco deg adada en la supe icie del
suelo y una mayo deg adación con el aumen o de la p o undidad. En compa ación con la hoja asca, la abundancia de es os
compues os en el ho izon e A es baja. Es o, jun o con la abundancia de u u ales ( e más abajo) en la pa e supe io de
es e ho izon e, sugie e que la ma e ia o gánica en es as mues as es á ya a ec ada po deg adación. No obs an e es a
endencia gene al, en las mues as ACB-I-4 y 7 (que co esponden a la pa e in e io del A y la media del E,
espec i amen e) se obse a un inc emen o de ca bohid a os, que sugie en un apo e pun ual de ma e ia o gánica esca.
FURANOS
En es e g upo se incluyen los u anos p opiamen e dichos (2-me il u ano),
los u u ales (3/2- u aldehido, 5-me il-2- u aldehido) y los benzo u anos
(benzo u ano, me ilbenzo u anos y dibenzo u ano). En conjun o con ibuyen
en un 17.4 ± 6.4% al ATC. El 3/2- u aldehido es el compues o más
abundan e, y la a iación con la p o undidad de la suma de los u anos
o ales es á ue emen e condicionada po és e. La mayo abundancia de
u anos se obse a en los ho izon es A y E (20-30% del ATC) y disminuye
ue emen e en la ansición en e los ho izon es E y B, has a alo es
p óximos al 10%, que se man ienen has a la mues a más p o unda. En el
ho izon e A los u u ales se o iginan p obablemen e a pa i de polisacá idos
más o menos deg adados ( igu a 3.5). El inc emen o en la abundancia de
u u ales que se obse a en la mues a ACB-I-4, coincidiendo con una al a
abundancia de ma cado es de ca bohid a os in ac os o poco deg adados, se
a ibuye a un apo e pun ual de ma e ia o gánica esca. El o igen de los
u u ales en el ho izon e E puede se p incipalmen e debido a ca bohid a os
deg adados, aunque con cie a con ibución de polisacá idos in ac os,
especialmen e en su pa e supe io . No obs an e, una p opo ción
signi ica i a de u anos en los ho izon es A y E puede ambién p ocede de apo es adicula es. En los ho izon es B la mayo
pa e de los u anos son 2-me il u ano y benzo u anos. Es os compues os se dis ibuyen de o ma di e en e al 3/2-
u aldehido, con mayo abundancia en el ho izon e B que en el A y E. El 2-me il u ano p esen a una ue e disminución en la
ansición E/B, coincidiendo con un ue e aumen o de los benzo u anos. És os han sido in e p e ados como p oduc os de la
ca bonización de polisacá idos (Almend os e al., 1988, Schellekens e al., 2008) y su dis ibución con la p o undidad, en
pa icula es e ue e inc emen o que se de ec a en la mues a ACB-I-13 (p obablemen e en de imen o del 2-me il u ano),
indica que la ca bonización es una hipó esis pe inen e. De odos modos, no se puede desca a que los benzo u anos se
Resul ados y discusión
124
Figu a 3.5. Va iación con la p o undidad de la
abundancia ela i a de p oduc os de
polisacá idos: (a) ma cado es de ca bohi a os
in ac os (CH) y (b) u anos (F).
Figu a 3.5. Va iación con la p o undidad de la
abundancia ela i a de p oduc os de
polisacá idos: (a) ma cado es de ca bohi a os
in ac os (CH) y (b) u anos (F).
o men a pa i de ca bohid a os deg adados o secunda ios, o incluso median e eacciones de a oma ización inducidas po
mine ales du an e la pi ólisis. De hecho, Buu man e al. (2007a) de ec a on benzo u anos en hoja asca de suelos olcánicos
sin e idencias de quema.
3.3.1.4. LIGNINAS
Los ma cado es de ligninas (me oxi enoles), apo an un 1.8 ± 2.4% del
ATC. Es os p oduc os de pi ólisis p oceden de ligninas ela i amen e poco
deg adadas, al menos con el g upo uncional me oxílico in ac o. La
can idad de de i ados de ligninas es, de o ma gene al, dec ecien e con el
aumen o de la p o undidad (máxima de 10.9% en la hoja asca, 4.5±2.0 en
el ho izon e A y muy escasa o inde ec able a pa i de las mues as
in e io es del ho izon e E, igu a 3.6). Se conside a que la deg adación es
el mecanismo que de e mina la abundancia de es e biocomponen e.
Las ligninas se conside an una de las uen es p incipales de ma e ia
o gánica disuel a en el suelo (Guggenbe ge e al., 1994). Los p oduc os
de pi ólisis de ec ados p oceden es de ligninas son guaiacol (con un sólo
g upo me oxílico) y si ingol (con dos g upos me oxílicos, ambos
adyacen es al g upo hid oxilo del enol) y sus alquilos de i ados (4-
me ilguaiacol, 4- inilguaiacol, anillina, 4-ace ilguaiacol, p openil-guaiacol,
4-me ilsi ingol y 4- inilsi ingol). Los compues os me oxi enólicos con una
cadena la e al C3 mues an una disminución más ápida que los que no
ienen el g upo p opil, lo que indica la deg adación (oxidación ae óbica) de
las cadenas la e ales (Schellekens e al., 2008) y la posible
despolime ización de la es uc u a de las ligninas. La elación C3G/G
(guaiacoles con un g upo p opil/guaiacol) se puede usa pa a es ima la
deg adación de las cadenas la e ales, con alo es más bajos cuan o
mayo es la deg adación ( abla 3.2). Las mues as con ligninas menos
deg adadas, según es a es imación, son las del ho izon e A. Tan o en el
ho izon e E como en el B la elación iene alo es muy bajos, con
a iaciones que pueden se a ibuídas a apo es pun uales de ma e ia
esca p oceden e de aíces, jun o con la ilu iación de agmen os de lignina oxidados solubles (Nie op y Buu man, 1998,
1999a, 1999b).
La abundancia de compues os como el 4- inilguaiacol apun a a ligninas sólo lige amen e al e adas (Sáiz-Jimenez y de
Leeuw, 1986) y, de hecho, su dominio se limi a a las mues as del ho izon e A. Los si ingoles ienen un máximo secunda io
en la mues a ACB-I-7 (que co esponde al ho izon e E), que se in e p e a como un apo e ela i amen e g ande de ma e ia
o gánica poco o nada deg adada y coincide con un aumen o en la con ibución de los ma cado es de ca bohid a os y de los
u u ales ( e 3.3.1.3 POLISACÁRIDOS). La abundancia ela i amen e al a de si ingoles en la mues a ACB-I-7 indica que
es e apo e p ocede de plan as angiospe mas (la pi ólisis de es os ege ales de gimnospe mas no suele p oduci
si ingoles).
3.3.1.5. COMPUESTOS NITROGENADOS
El pi ol, me ilpi oles, pi idina, indol, benzoni ilo y dice odipi ol con ibuyen en un 11.6 ± 5.4% al ATC. La abundacia de
es os compues os aumen a con la p o undidad, desde un 5% en el ho izon e A, a un 10-15% en el E y un 15-20% en el B
( igu a 3.6). En con a de lo espe ado, es e inc emen o no es á co elacionado con la elación C/N ( e Capí ulo 1),
ampliaman e u ilizada como es imación del g ado de e olución de la ma e ia o gánica, aunque es necesa io ene en cuen a
que la pi ólisis-GC/MS con ecuencia subes ima la con ibución de la biomasa ni ogenada (Chia a i y Galle i, 1992; Kaal e
al., 2007).
La mayo ía de los compues os ni ogenados ienen mayo abundancia en el ho izon e B. Únicamen e el dice odipi ol
mues a una mayo abundancia en el ho izon e E. Una pa e de los compues os de es e g upo son p obablemen e
p oduc os de ma e ia o gánica deg adada o secunda ia. Buu man e al. (2005, 2006, 2007a, 2007b) encon a on que las
pi idinas es án asociadas undamen almen e a ma e ial más deg adado, mien as que los indoles pa ecen indica ma e ial
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
125
Tabla 3.2. Relación en e guaiacoles con una cadena
C3 (C3G) y guaiacol (G), que exp esa la deg adación
de las cadenas la e ales y p opo ciona una es imación
de la deg adación de las ligninas en el suelo
Tabla 3.2. Relación en e guaiacoles con una cadena
C3 (C3G) y guaiacol (G), que exp esa la deg adación
de las cadenas la e ales y p opo ciona una es imación
de la deg adación de las ligninas en el suelo
Tabla 3.2. Relación en e guaiacoles con una cadena
C3 (C3G) y guaiacol (G), que exp esa la deg adación
de las cadenas la e ales y p opo ciona una es imación
de la deg adación de las ligninas en el suelo
Tabla 3.2. Relación en e guaiacoles con una cadena
C3 (C3G) y guaiacol (G), que exp esa la deg adación
de las cadenas la e ales y p opo ciona una es imación
de la deg adación de las ligninas en el suelo
Mues a
G
C3G
C3G/G
ACB-I-0
1.461
1.522
1.042
ACB-I-1
1.314
0.570
0.434
ACB-I-2
0.939
0.292
0.311
ACB-I-3
0.703
0.252
0.358
ACB-I-4
0.737
0.104
0.141
ACB-I-5
0.536
0.132
0.246
ACB-I-6
0.574
0.000
0.000
ACB-I-7
0.400
0.000
0.000
ACB-I-8
0.022
0.000
0.000
ACB-I-9
0.000
0.000
0.000
ACB-I-10
0.000
0.000
0.000
ACB-I-12
0.000
0.000
0.000
ACB-I-13
0.113
0.023
0.199
ACB-I-14
0.073
0.009
0.124
ACB-I-15
0.044
0.000
0.000
ACB-I-17
0.103
0.000
0.000
ACB-I-20
0.000
0.000
0.000
ege al más esco. En el suelo ACB-I la pi idina es el
compues o más abundan e, en an o el indol apa ece en
meno can idad. Las mues as de la pa e más p o unda
del ho izon e E son las que ienen menos indol, lo que es
indica i o de una deg adación gene alizada del ma e ial
ege al, en conco dancia con las abundancias de alcanos
y alquenos. En la pa e supe io del ho izon e B apa ecen,
además, can idades impo an es de benzoni ilo (has a
8.2%), que puede p ocede de la deg adación é mica de
o os compues os ni ogenados (Schul en y Schni ze ,
1998). Un con enido signi ica i o de biomasa ca bonizada
explica ía an o la abundancia de benzoni ilo como el
inc emen o de los compues os ni ogenados con la
p o undidad, de o ma simila a los bencenos y
compues os polia omá icos, ya que los esíduos de la
quema de ma e ial ege al no leñoso pueden es a
ue emen e en iquecidos en N (Knicke e al., 2010). No se obse a on ma cado es de qui inas p oceden es de biomasa
mic obiana o de exoesquele os de a ópodos, pe o la deg adación de ma e ia o gánica p oceden e de es os o ganismos
puede cons i ui una uen e adicional de N. Po o a pa e, en la pi ólisis de los ex ac os en pi o os a o-Na (da os no
mos ados) se de ec a on abundan es pi olidinas, lo que con i ma la p esencia de es os p oduc os p oceden es de hongos,
pe o que esul an inde ec ables en la pi ólisis de las mues as sin p e a a . En e ec o, en las obse aciones de las mues as
con len e de 50x se obse a on abundan es hi as de hongos en las mues as del ho izon e B y, en meno cuan ía, ambién
en el A y E ( e imágenes en Apéndice III).
3.3.1.6. ESTEROIDES Y TRITERPENOIDES
Los es e oides y i e penos ep esen an un 0.5 ± 1.0% de la ATC. Es os compues os son habi ualmen e escasos en
pi og amas de mues as sin p ocedimien os de ex acción p e ios (Buu man e al., 2008). Los es e oides son di íciles de
iden i ica y ecuen emen e no es posible su adsc ipción a una p ocedencia conc e a. Los compues os de es e ipo
encon ados en ACB-I ue on hopanoides (22, 29, 30- isno hop-17(21)-eno y dos compues os no iden i icados;
p obablemen e de pa edes celula es de bac e ias), i oes e oles (compues os de i ados del s igmas ano de los lípidos de
memb ana celula es) y una se ie de oco e oles (de pigmen os ege ales). Tienden a disminui con el aumen o de la
p o undidad, exp esando biodeg adación, ya que son compues os bas an e suscep ibles al a aque biológico. La mues a
ACB-I-7 cons i uye una excepción a es a endencia gene al, al igual que ocu e con la abundancia de ligninas y ma cado es
de ca bohid a os in ac os, con una p opo ción ela i amen e al a de es os compues os (3.9%), lo que e leja la p esencia de
biomasa in ac a en es a mues a ( igu a 3.6).
3.3.1.7. OTROS COMPUESTOS
Es e g upo ep esen a un 6.2±1.7% del ATC e incluye algunos compues os que no ue posible iden i ica con ce eza, pe o
cuya abundancia es >0.5% en alguna mues a. Incluyen dos n-alcanoles (p obablemen e C20- y C22-alcanol), p is enos y
benzaldehidos. Los alcanoles de i an p obablemen e de lípidos de aíces. Mues an una dis ibución con la p o undidad
simila a la de la suma de alcanos y alquenos, aunque con la di e encia de que no se de ec an en el ho izon e B, indicando
una mayo con ibución de aíces en el ho izon e E. El p is -1-eno puede de i a de oco e oles (Goossens e al., 1984). La
suma de las abundancias en es e g upo es mayo en el ho izon e B que en el A y E, a consecuencia del apo e de un
compues o cíclico (C6H8) no iden i icado (posiblemen e 4-me ilenciclopen eno, me il-ciclopen adieno o ciclohexadieno; m/z
79+80+77) (Salbe g, 2009), que puede se un p oduc o secunda io de la pi ólisis po ciclización de una cadena ali á ica
lineal (Sáiz-Jiménez, 1995).
3.3.1.8. COMPUESTOS NO CUANTIFICADOS
Adicionalmen e a los compues os cuya abundancia se desc ibe en los pá a os an e io es, se iden i ica on una se ie de
p oduc os que dada su baja con ibución al ATC se excluye on de la cuan i icación de abundancias ela i as. En e ellos se
de ec a on una se ie de compues os en las mues as de hoja asca y del ho izon e A, que ue on iden i icados como
Resul ados y discusión
126
Figu a 3.6. Va iación con la p o undidad de la abundancia ela i a de (a)
p oduc os de ligninas (LG), (b) compues os ni ogenados (N) y (c)
es e oides y i e penos (STE).
Figu a 3.6. Va iación con la p o undidad de la abundancia ela i a de (a)
p oduc os de ligninas (LG), (b) compues os ni ogenados (N) y (c)
es e oides y i e penos (STE).
Figu a 3.6. Va iación con la p o undidad de la abundancia ela i a de (a)
p oduc os de ligninas (LG), (b) compues os ni ogenados (N) y (c)
es e oides y i e penos (STE).
a omadend enos. Son sesqui e penos p oceden es de las hojas de Eucalyp us (Bake y Smi h, 1920) que es la especie
a bó ea dominan e en la zona de mues eo. Su con ibución al á ea o al de los pi og amas es muy baja, sal o en la mues a
de hoja asca.
O os p oduc os no cuan i icados ue on una se ie de polia omá icos no iden i icados, con aminaciones p oceden es de la
columna c oma og á ica ( ala os, siloxanos), p oduc os con masas di e en es con el mismo iempo de e ención (lo que
impide su disc iminación), algunas ciclopen anonas y o os p oduc os con muy baja con ibución a los pi og amas.
3.3.2. Análisis es adís ico po componen es p incipales.
Se ealizó un análisis incluyendo, como a iables, los 189 compues os cuan i icados y, como casos, las 17 mues as
analizadas. Se ob u ie on 13 ac o es p incipales con au o alo mayo que 1. De és os se selecciona on pa a la discusión
de esul ados los cinco p ime os, que en conjun o explican un 85.9% de la a ianza. Los coe icien es de ca ga pa a los
cinco ac o es se incluyen en la lis a de compues os cuan i icados, en el Apéndice II.
Al p ime ac o (F1), que explica un 41.2% de la a ianza o al, se asocian, con ac o es de ca ga posi i os, la abundancia
de n-alcanos y n-alquenos de cadena la ga (alquenos C16-C31 y alcanos C21-C33), alcanos y alquenos ami icados,
le oglucosano, le oglucosanona y o os azúca es monomé icos, u u ales, los p oduc os de i ados de ligninas (guaiacol, 4-
ace ilguaiacol, 4-me ilguaiacol, 4-e ilguaiacol, 4- inilguaiacol, anillina, si ingol, 4-me ilsi ingol), 4 inil enol, C27-C33
me ilce onas, ácidos g asos C15, C16 y C18, es e iodes y i oles. Todos es os p oduc os p oceden de la pi ólisis de es os
o gánicos escos, o poco deg adados. Con ac o es de ca ga nega i os se asocian al ac o 1 el enol, los bencenos
(benceno, olueno, e ilbencenos, xileno y C3-alquilbenceno), C4-C7 alquilbencenos, los polia omá icos (indeno, na aleno,
C1-C4 alquilna alenos, bi enil y enan eno/an aceno), los compues os ni ogenados (pi oles, pi idinas, benzoni ilo),
benzo u anos y me il u ano.
Las pun uaciones más al as en es e ac o ( igu a 3.7) se dan en las mues as del ho izon e A y las de la pa e supe io del
E. En la pa e in e io del E las pun uaciones son dec ecien es con la p o undidad y, desde la mues a de la ansición E/B
(ACB-I-13), las pun uaciones son nega i as y p ác icamen e cons an es. Es o e leja la p og esi a disminución de los
p oduc os de i ados de ma e ia o gánica esca y el aumen o -has a hace se dominan es- de los compues os ni ogenados,
a omá icos y polia omá icos. Po lo an o el ac o 1 di e encia dos compa imen os uncionales del suelo según la
composicion química de su ma e ia o gánica, con el compa imen o supe io (ho izon es A y pa e supe io del E) compues o
p incipalmen e de ma e ial ela i amen e esco y el in e io (ho izon es B y BC) dominado po compues os a omá icos,
polia omá icos y ni ogenados. La pa e in e io del ho izon e E supone una ansición en e ambos compa imen os.
El ac o 2 (F2) explica un 23.8% de la a ianza o al. A él se asocian, con coe icien es de ca ga posi i os, la abundancia de
n-alcanos y n-alquenos de cadena co a (alcanos C9-C22 y alquenos C9-C19), C5-C21 alquilbencenos y alcanos y alquenos
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
127
Fiigu a 3.7. Pun uaciones de las mues as en los ac o es F1-F5 ex aídos en el analisis po componen es p incipales
Fiigu a 3.7. Pun uaciones de las mues as en los ac o es F1-F5 ex aídos en el analisis po componen es p incipales
Fiigu a 3.7. Pun uaciones de las mues as en los ac o es F1-F5 ex aídos en el analisis po componen es p incipales
Fiigu a 3.7. Pun uaciones de las mues as en los ac o es F1-F5 ex aídos en el analisis po componen es p incipales
Fiigu a 3.7. Pun uaciones de las mues as en los ac o es F1-F5 ex aídos en el analisis po componen es p incipales
ami icados. Los de i ados de ligninas (guaiacol, 4-ace ilguaiacol, 4-me ilguaiacol, 4-e ilguaiacol, 4- inilguaiacol, anillina,
si ingol, 4-me ilsi ingol, C3-guaiacoles) y el 4- inil enol, los ácidos g asos, el le oglucosano y o os azúca es monomé icos y
los i adienos ienen coe icien es de ca ga nega i os. Las pun uaciones más al as en es e ac o ( igu a 3.7) se dan en el
ho izon e E, que es donde más abundan los compues os ali á icos. No se han encon ado indicios de que la abundancia de
es os compues os ali á icos dependa del apo e de aíces, sino más bien son los p oduc os esiduales de la descomposición
p e e en e de compues os no-lipídicos (p incipalmen e lignina y polisacá idos), al igual que p oponen Buu man e al (2009).
El dominio de los n-alcanos de cadena pa sob e los de cadena impa , en es as mues as, sugie e p ocedencia mic obiana
(Buu man e al., 2007b). Po lo an o F2 pa ece exp esa el cambio de la ma e ia o gánica hacia una composición esidual
po mecanismos de p ese ación selec i a.
En la ep esen ación de las pun uaciones de las mues as en la p oyección F1/F2 ( igu a 3.8a), se obse a una ansición
desde las mues as más supe iciales has a las más p o undas, desde pun uaciones posi i as en F1 y nega i as en F2,
has a pun uaciones nega i as en ambos ac o es, en sen ido con a io a las agujas del eloj. La dispe sión de los
coe icien es de ca ga de los 189 compues os en la
p oyección F1/F2 (que explica un 65% de la a ianza)
( igu a 3.8b), ep esen a la di e enciación química que
subyace a la dis ibución de las mues as en es a
p oyección. Los p oduc os de pi ólisis de
polisacá idos, ligninas, i adienos y ácidos g asos
ienen pun uaciones posi i as en el ac o 1 y
nega i as en el ac o 2. Es os son p oduc os de
pi ólisis ca ac e ís icos de ma e ia o gánica esca
(Buu man e al., 2007a). La a iabilidad de los alcanos
y alquenos de cadenas lineales la gas (n >21) es á
condicionada, casi exclusi amen e po F1, en el que
ienen al os coe icien es de ca ga posi i os (0.8-0.9)
Las me ilce onas se ag upan con los alcanos y
alquenos de cadena la ga, lo que sugie e que son
p oduc os na u ales de la oxidación de los
co espondien es alcanos y alquenos. Los p oduc os
ca ac e ís icos de la deg adación (ya sea é mica -
uego-, a i icial -pi ólisis- o mic obiana) de lípidos
(alcanos de cadena co a y ami icados, así como los
alquilbencenos) ienen al os coe icien es de ca ga en
F2 y ela i amen e ce canos a 0 en F1. Los
compues os a omá icos y polia omá icos ienen
ue es alo es nega i os en F1, al igual que los
benzo u anos y compues os ni ogenados (a
excepción de dice odipi ol e indol, que se sepa an de
ese g upo indicando una p ocedencia dis in a al es o
de compues os ni ogenados). El que la mayo pa e
de los compues os ni ogenados se dis ibuyan de
o ma opues a a los ma cado es de ma e ial ege al
esco (ligninas, le oazúca es), sugie e un o igen
deg ada i o o de ma e ial ca bonizado (p.ej. a pa i de
p o eínas). Los es e oides/ i e penoides ienen
pun uaciones posi i as en ambos ac o es y pa ecen
di e encia se en dos subg upos, uno con al os ac o es
de ca ga en F1 simila es a los de alcanos y alquenos
de cadena la ga y o o con alo es más p óximos a
ce o. Es o pod ía suge i dis in as uen es de es os
Resul ados y discusión
128
Figu a 3.8. Rep esen ación, en la p oyección F1/F2 de: (a) de las pun uaciones
de las mues as y (b) los coe icien es de ca ga de los compues os.
B
A

compues os (Buu man e al., 2009). En esumen, la acumulación ela i a de compues os poco o nada deg adados iene
ep esen ada po los coe icien es de ca ga posi i os en F1, mien as que la composición p óxima a un sis ema deg adado y
esidual la ma can los compues os con al os coe icien es de ca ga pos i os en F2, y los alo es nega i os de F1 iene que
e con una composición a omá ica y con abundancia de compues os ni ogenados.
Combinando la in o mación de ambas igu as podemos conclui que las mues as de los ho izon es O y A son las que
con ienen más agmen os de lignina, polisacá idos y compues os ali á icos de cadenas la gas, es deci , mayo can idad de
ma e ia o gánica esca. Es a composición es compa able a la encon ada po Nie op y Buu man (1999) en podzoles
incipien es de la zona emplada. Los alcanos y alquenos de cadena co a, sus análogos ami icados y los alquilbencenos
son más abundan es en el ho izon e E, donde p edomina la exp esión de los p ocesos de acumulación esidual de
compues os ecalci an es (Buu man e al., 2007b). La mues a más p o unda del ho izon e E y odas las del ho izon e B
ienen al as abundancias de compues os ni ogenados (incluyendo benzoni ilo), benzo u anos y compues os a omá icos y
polia omá icos, que pueden se o iginados in si u o ilu iados. Can idades impo an es de benzoni ilo (has a 8.2%), pueden
p ocede de la descomposición é mica de aminas a omá icas (Schul en y Schni ze , 1998). Alcañiz e al. (1994) mos a on
que el calen amien o de ma e ia o gánica p o oca la acumulación de benzoni ilo, y Kaal e al. (2008) encon a on que
g andes can idades de es e compues o en los p oduc os de pi ólisis indican p esencia de C (y N) pi ogénico. El benzo u ano
ambién ha sido in e p e ado como p oduc o de la ca bonización de polisacá idos (Almend os e al. 1988, Schellekens e al.,
2008). Po su pa e, la ans o mación en es uc u as a omá icas po al e ación é mica en suelos ha sido demos ada po
di e sos au o es (Naa s, 2004; Kaal e al., 2008). Recien emen e Kaal e al. (2008) mos a on que el benceno y el olueno
son p oduc os impo an es de la pi ólisis de black ca bon. Igualmen e, al as abundancias de polia omá icos han sido
a ibuidas a la exis encia de ma e ia o gánica quemada (Buu man e al., 2008; Kaal e al; 2007, 2008), y se conside an
indica i as de la p esencia de black ca bon (Naa s, 2004; de la Rosa A anz, 2007, Kaal e al., 2008). Po lo an o, la
exis encia de can idades conside ables de ma e ial ca bonizado en es as mues as, jun o con cie a con ibución de la
deg adación mic obiana de p o eínas y ligninas y ciclizaciones a i iciales, jus i ica ía las al as abundancias ela i as de
es os compues os. La de ección de g an abundancia de mic oca bones en es e ho izon e e ue za es a in e p e ación ( e
imágenes en Apéndice III) y concue da con las señales de combus ión encon adas po Abadín e al. (1998) en un es udio
sob e las o mas de N en un podzol ósil de la misma o mación supe icial que el suelo ACB-I.
La dis ibución de los compues os enólicos no depende de ninguno de los dos p ime os ac o es (sal o el 4- inil enol, que
mues a un compo amien o simila al de los me oxi enoles y iene al os ac o es de ca ga en F1, como el es o de p oduc os
p oceden es de ligninas). Es o indica que su p esencia no esponde a la compa imen ación uncional del suelo, ni a las
consecuencias de p ocesos de deg adación y acumulación esidual.
El ac o 3 (F3) explica un 10.4% de la a ianza y a él se asocian, con coe icien es de ca ga posi i os, los alcanos C11, C14 y
C16, el p is eno, el C3-guaiacol, 4-hid oxi-5,6-dihid o-(2H)-pi an-2-osa, di e sos alcanos y alquenos ami icados y un C4-
alquilbenceno. Con coe icien es de ca ga nega i os se asocian a es e ac o C1 y C2- enoles, C1-benzo u ano y C1-
na aleno, además de compues os ni ogenados (pi ol e indol). Las pun uaciones más al as en es e ac o se encuen an en
la mues a supe icial (ACB-I-0) y en el ho izon e E (ACB-I-9, -10 y -12) ( igu a 3.7). En la igu a 3.9a se mues a la
p oyección F2/F3 de los coe icien es de ca ga de los compues os, que ep esen a un 24.2% de la a ianza. Todos los
compues os ípicos de la pi ólisis de ma e ia o gánica esca: ma cado es de ca bohid a os in ac os, ligninas, i oles y ácidos
g asos de o igen ege al ienen coe icien es de ca ga nega i os en F2 y posi i os en F3, mien as que los compues os
ca ac e ís icos de la ma e ia o gánica más deg adada (n-alcanos/n-alquenos de cadena co a y ami icada y alquilbencenos)
ienen pun uaciones posi i as en ambos ac o es. La mayo pa e de los compues os enólicos ienen coe icien es nega i os
en F3, y no es án in luídos po F2. En la p oyección F2/F3 de las pun uaciones de las mues as ( igu a 3.9b) se obse a que
las del ho izon e E ienen alo es posi i os en F2, aunque no se obse a una dependencia del F3. Las mues as más
p o undas del ho izon e A y las del ho izon e B ienen pun uaciones nega i as en F3, y p óximas a ce o en F2. Las mues as
supe iciales ienen alo es nega i os en F2, especialmen e la co espondien e a hoja asca, que además p esen a una
pun uación ue emen e posi i a en F3. A pa i de la in o mación de es as dos g á icas, es a p oyección F2/F3 se in e p e a
como la ep esen ación de la a iación de la abundancia de C1 y C2- enol en las mues as: en el ho izon e A p oceden es de
la ma e ia o gánica esca y/o lige amen e deg adada, y en el ho izon e B, acumulados po ilu iación desde el ho izon e E.
La mues a de hoja asca iene abundancias bajas de C1 y C2- enol compa a i amen e con el ho izon e A y la pa e supe io
del E, en los que hay una mayo can idad, p obablemen e debido, en g an pa e, a la deg adación de ligninas. También iene
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
129
bajas abundancias de indol y pi ol, que son de o igen deg ada i o, y de C1 na aleno y C1-benzo u ano, cuyo o igen
p obablemen e es é asociado con quemas. La ma e ia o gánica de las mues as de la pa e in e io del ho izon e E (ACB-
I-9, -10 y -12) ienen una composición esidual debido a la ue e deg adación y pé dida de compues os solubles, con
abundancias ele an es sólo de cadenas ali á icas de cadena co a y ami icadas y alquilbencenos. Las mues as del
ho izon e spódico con ienen abundancias al as de odos los compues os con ac o es de ca ga nega i os. Dado que no se
de ec a on indicios de la p esencia de uen es de biomasa que puedan gene a al as abundancias de enoles y compues os
ni ogenados in si u, es o sugie e que es os compues os p oceden de la ilu iación de sus ancias desde el ho izon e E.
Figu a 3.9. Rep esen ación, en la p oyección F2/F3 de: (a) los coe icien es de ca ga de los compues os y (b) de las pun uaciones de las mues as
A B
El ac o 4 (F4) explica un 6.7% de la a ianza y a él se asocian, con coe icien es de ca ga posi i os, los i oes e oles,
oco e oles, hopanoides, la C33-me ilce ona y el C33-alcano. Los i oes e oles, oco e oles y hopanoides son indicio de
apo es de ma e ia o gánica esca, cuyo o igen pod ía se adicula . El g á ico de las pun uaciones de es e ac o se
mues a en la igu a 3.7. La pun uación más al a se da en la mues a 7, que iene, además, al as abundancias ela i as de
p oduc os de si ingoles, que son p oduc os p oceden es de ligninas de angiospe mas. En las mues as con iguas (ACB-I-8 y
-9) y en las del ho izon e spódico las pun uaciones son ambién lige amen e posi i as.
El ac o 5 (F5) explica an sólo un 3.8% de la a ianza y a él se asocian, con ac o es de ca ga posi i os, el bi enil, C1-
benzo u ano, dibenzo u ano, indol, benzoni ilo, C15- y C17-alcano y, con coe icien es de ca ga nega i os, el 2-me il u ano.
Las pun uaciones en es e ac o son bas an e cons an es, como se mues a en la igu a 3.7, excep uando la mues a ACB-
I-4 y las de la pa e in e io del ho izon e spódico que ienen pun uaciones nega i as po su con enido de 2-me il u ano, y la
mues a ACB-I-13, que co esponde a la ansición E/B, que iene pun uación ue emen e posi i a a consecuencia de la al a
abundancia de benzo u anos y benzoni ilios y la escasez de 2-me il u ano. Dado que el benzo u ano y el benzoni ilo han
sido iden i icados como indicado es po enciales de biomasa quemada (Almend os e al., 1988; Schellekens e al., 2008,
Kaal e al., 2008) y eniendo en cuen a la p esencia de can idades ele an es de polia omá icos y la obse ación de
mic oca bones, pa ece p obable la exis encia de ma e ial ca bonizado en es a mues a.
3.3.3. Análisis po componen es p incipales de la ma iz anspues a.
El análisis po componen es p incipales de la ma iz anspues a ca ac e iza las mues as en unción de la composición de
su ma e ia o gánica. En el análisis se ob u ie on sólo dos componen es p incipales con un au o alo mayo que 1, que
explican el 91% de la a ianza o al.
Todas las a iables (en es e caso, las mues as) ienen coe icien es de ca ga posi i os en el ac o 1 (F1), aunque sólo los
de ACB-I-0 a ACB-I-12 son mayo es que 0.5, que es el lími e que es ablecemos pa a conside a que una a iable in luye
signi ica i amen e en un componen e. Es as a iables son las mues as de los ho izon es O, A y E, es deci , el
compa imen o supe io del suelo. En el ac o 2 (F2), sólo ACB-I-0 iene coe icien e de ca ga muy lige amen e nega i o. Las
Resul ados y discusión
130
a iables con coe icien e de ca ga >0.5 son ACB-I-10/20, que co esponden a las mues as de la pa e in e io del ho izon e
E y las del B. En la igu a 3.10 se ep esen a la dis ibución de la a ianza (comunalidad). Todas las mues as se encuen an
explicadas en más de un 85% po la suma de los dos ac o es, excep o ACB-I-0 y ACB-I-13, que son las que ienen un
mayo po cen aje de a ianza esidual (o no explicada). ACB-I-0 es la mues a más supe icial, co espondien e a la
hoja asca y ACB-I-13 co esponde a la mues a de la ansición E/B, cuyas ca ac e ís icas pa icula es ue on señaladas
an e io men e (con enido excepcional en polia omá icos, benzo u ano y benzoni ilo), que p obablemen e sean debidas a la
exis encia de ma e ia o gánica ca bonizada.
En F1 ienen pun uaciones posi i as el 2-me il u ano, 3/2- u aldehido y 5-
me il-2- u aldehido, el le oglucosano, le oglucosanona y 1,4:2,6-dianhid o-
α-d-glucopi anosa. Es deci , u anos y ma cado es de ca bohid a os
in ac os, que son indica i os de la exis encia de ma e ia o gánica esca.
Además, ambién ienen pun uaciones posi i as el olueno, el enol y C1-
enol y la pi idina, que son compues os a omá icos y ni ogenados cuya
a iación con la p o undidad mues a una endencia in e sa a F1. Es o
signi ica que la ausencia (o disminución de la abundancia ela i a) de
es os compues os p oduce pun uaciones posi i as en es e ac o . El
indeno es el único compues o asociado al ac o 1 que iene pun uaciones
nega i as.
En F2 ienen pun uaciones posi i as olueno, enol, C1- enoles, benceno,
C2-bencenos, na aleno, indeno, pi idina, pi ol y n-me ilpi ol, benzoni ilo,
2-me il u ano, benzo u ano y C14-alcano, es deci , el enol, los a omá icos
y polia omá icos y los compues os ni ogenados. Tienen pun uaciones
nega i as el le oglucosano, le oglucosanona, 1,4:2,6-dianhid o-α-d-
glucopi anosa, 4-hid oxi-5,6-dihid opi anosa, que son odos ma cado es
de ca bohid a os in ac os, y el 4- inil enol, que aunque químicamen e
pe enece al g upo de los enoles, su dis ibución se asimila a la de los
p oduc os p oceden es de ligninas.
La coincidencia de compues os que in luyen an o en el p ime ac o como
en el segundo se debe a que an sólo dos ac o es explican p ác icamen e
oda la a ianza de las 17 mues as, y po lo an o ambos ac o es es án
al amen e co elacionados ( 2=0.72; 2=0.89 si incluímos exclusi amen e
las mues as de na u aleza mine al).
Es a asociación en e compues os y mues as e idencia cla amen e una
compa imen ación del suelo, en base a la g an di e encia en la
composición de la ma e ia o gánica en e los ho izon es A y E, en el que
p edominan los ma cado es de ma e ia o gánica esca o poco deg adada y los compues os ali á icos, y el ho izon e B, en el
que la ma e ia o gánica es á dominada po compues os a omá icos y polia omá icos y compues os ni ogenados. La
dis ibución de la a ianza de la ma iz de da os anspues a concue da con los esul ados del análisis de componen es
p incipales de la ma iz de da os o iginal, a i icando las endencias encon adas en el p ime análisis es adís ico a pesa su
educido núme o de casos con espec o al de a iables.
3.3.4. Relación de las sus ancias o gánicas con la mo ilización e inmo ilización de me ales.
La abundancia de p oduc os de i ados de ligninas y de polisacá idos (ma cado es de ca bohid a os in ac os y u anos) no
mues an co elación con ninguna de las p opiedades asociadas a la mo ilización de me ales analizadas en el Capí ulo 1.
La a iación de es as acciones o gánicas con la p o undidad es, p obablemen e, consecuencia de p ocesos de
deg adación mic obiana de sus p ecu so es. Lo mismo ocu e con una pa e de la acción lipídica (los ácidos g asos,
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
131
Figu a 3.10. Dis ibución de la a ianza ob enida
median e el análisis de componen es p incipales de
la ma iz anspues a. se ob ienen dos ac o es, que
explican el 91% de la a ianza o al. Tan sólo las
mues as ACB-I-0 y ACB-I-13 ienen un po cen aje
de la a ianza no explicado ( esidual) mayo el
15%.
me ilce onas y i adienos) y con los es e oides y i e penoides, que ambién son p oduc os de la pi ólisis de ma e ia
o gánica ela i amen e esca, po su suscep ibilidad a la biodeg adación en ambien e ae óbico.
La can idad de C ex aíble con
pi o os a o-Na es di ec amen e
p opo cional a la abundancia
ela i a de enoles ( 2=0.78), lo
que es un indicio de su mo ilidad
( igu a 3.11a). Po o a pa e, los
compues os enólicos son
sus ancias al amen e
complejan es y su abundancia
co a ía con la can idad de Al
ex aído en KCl, en LaCl3 y en
CuCl2 ( 2=0.63, 2=0.74 y
2=0.65, espec i amen e). Como
consecuencia, la acción de Al
ligado a ma e ia o gánica en
compues os de baja es abilidad
(Albe) ambién es á elacionada
( 2=0.73), aumen ando con la
abundancia de enoles ( igu a
3.11 b). Es as asociaciones
sugie en una implicación de las
sus ancias enólicas en la
mo ilización de Al en la podzolización. La can idad de Fe asociado a ma e ia o gánica (Fep) y la can idad de Fe adso bido a
ma e ia o gánica en elación a la de Al (Fep/Alp) ambién es án co elacionadas con la abundancia de enoles ( 2=0.75 y
2=0.81, unciones exponenciales, igu a 3.11 c y d), lo que sugie e que es os compues os pueden in e eni en la
mo ilización de Fe y su inmo ilización en las mues as supe io es del spódico.
Adicionalmen e, la abundancia de enoles iene co elación di ec a ( 2=0.71) con las pun uaciones de las mues as en el
p ime ac o del análisis po componen es p incipales discu ido en el Capí ulo 1, de las 24 a iables u ilizadas pa a
ca ac e iza la podzolización. Es e ac o ue in e p e ado como exp esión de la mo ilización e inmo ilización de me ales, po
lo an o, como e lejo de la in ensidad del p oceso de podzolización. El análisis incluyó a las 170 mues as de los sie e
podzoles es udiados en los dis in os ambien es, lo que pod ía suge i que el papel de los compues os enólicos en la
ilu iación obse ado en el suelo ACB-I, quizás pod ía se gene alizable a o os podzoles. En siguien es ases de es a
in es igación se a a á de p o undiza en es e aspec o.
Den o del g upo de los enoles, el enol p opiamen e dicho es el compues o mas abundan e. Su a iación con la
p o undidad es á elacionada con la
a iación de la can idad de Al
ex aído median e CuCl2 (AlCu,
2=0.66) y con la can idad de Al en
compues os o ganome álicos de
es abilidad media (Alom, 2=0.64)
( igu a 3.12). El Alom supone un
45±17% del Al ligado a ma e ia
o gánica de odo el suelo (y más del
60% en el ho izon e A), po lo que la
elación del enol con es a acción
sugie e que su pa icipación en el
p oceso es cuan i a i amen e
Resul ados y discusión
132
Figu a 3.11. Relación de los enoles con el C ex aído con pi o os a o-Na (Cp), con el Al
asociado a compues os o gánicos en complejos de es ablidad baja (Alob), con el Fe
ex aído con pi o os a o-Na (Fep) y con la elación mola en e el Al y el Fe asociados a ma e ia
o gánica (Fep/Alp).
Ph(%)
Figu a 3.12. Relación de la abundancia de Fenol (en %) con la can idad de Al ex aído con CuCl2
(AlCu) y con la can idad de Al asociado a ma e ia o gánica en compues os de es abilidad
mediaAlom), ambos en cmolc/kg.
3.4. CONCLUSIONES
Las mues as de los ho izon es O y A con ienen abundancias al as de agmen os de lignina, polisacá idos y compues os
ali á icos de cadenas la gas, es deci , p oduc os ca ac e ís icos de la ma e ia o gánica esca y poco deg adada. La
disminución de las abundancias de es os compues os con la p o undidad pa ece se consecuencia de los mecanismos de
deg adación, cuya exp esión es e iden e en el ho izon e E. En és e, los alcanos y alquenos de cadena co a, sus análogos
ami icados y los alquilbencenos son los compues os p edominan es, a consecuencia de los p ocesos de acumulación
esidual median e pé dida selec i a de los compues os más lábiles. Los mecanismos esponsables de es a acumulación
son, p obablemen e la p ese ación selec i a de és os compues os an e la deg adación, la mig ación de sus ancias solubles
y la ela i amen e escasa con ibución de ma e ia o gánica esca de aíces.
En la composición de la ma e ia o gánica del ho izon e B des acan las al as abundancias de enoles, compues os
ni ogenados (incluyendo benzoni ilo), benzo u anos y compues os a omá icos y polia omá icos. Los mecanismos que
p oducen es a composición pa ecen se la ilu iación de sus ancias desde los ho izon es supe io es ( esponsable de la
abundancia de enoles y de pa e de los compues os ni ogenados) jun o con p ocesos de descomposición mic obiana y de
quema de la ma e ia o gánica del suelo (cuya apo ación son las al as abundancias de bencenos y polia omá icos además
de can idades a iables de compues os ni ogenados).
La elu iación-ilu iación de sus ancias o gánicas pa ece se un mecanismo impo an e en la edis ibución de ma e ia
o gánica y me ales en el suelo, de acue do con las eo ías clásicas de la podzolización (McKeague e al, 1978; de Coninck,
1980). Se encon a on indicios de que los compues os enólicos con ibuyen de o ma ele an e en la complejación,
anspo e y p ecipi ación de me ales (Fe, Al y Pb). És os, pa ecen se p incipalmen e un p oduc o de la deg adación de
ligninas en la supe icie y mig a e icalmen e como pa e de la ma e ia o gánica disuel a, adso biendo me ales, has a
alcanza el ho izon e spódico, en cuya pa e supe io se dan las mayo es abundancias de es os compues os.
Los compues os a omá icos y polia omá icos y los ni ogenados, pa ecen elacionados con la adso ción e inmo ilización de
me ales (incluído el Pb) en el ho izon e spódico, pe o no se encon a on indicios de su implicación en el anspo e.
Adicionalmen e a la ilu iación, o os mecanismos pueden es a in luyendo en la acumulación de ma e ia o gánica en el
spódico, ales como la p ese ación de los compues os debido a la ecalci ancia de los p oceden es de ma e ial
ca bonizado y el e ec o p o ec o an e la deg adación de los me ales adso bidos (Kaal e al, 2008). La con e gencia de
es os mecanismos con o os como la inhibición de la ac i idad mic obiana po acidez y escasez de nu ien es, puede se
impo an e pa a la acumulación de ma e ia o gánica en el spódico de es e suelo, dado que se desa olla en condiciones
empladas y de buen d enaje. Median e la écnica u ilizada, no se han de ec ado apo es de ma e ia o gánica de aíces que
con ibuyan a la acumulación de ma e ia o gánica en los ho izon es subsupe iciales, al con a io que en o os podzoles bien
d enados p incipalmen e de zonas bo eales (Buu man y Jongmans, 2005). No obs an e, es con enien e la aplicación de
écnicas complemen a ias (como la he mally assis ed hyd olysis and me hila ion-TM-GC/MS) pa a dilucida es a cues ión.
Capí ulo 3. Composición de la ma e ia o gánica del suelo ACB-I y su elación con la podzolización
139

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