Los suelos son mayoritariamente Andisoles, derivados de materiales volcánicos piroclásticos, cuya alteración dio origen a arcillas estructuralmente desordenadas, principalmente Alofan e Imogolita. Los horizontes superficiales se caracterizan por ser porosos (60%-70% base volumen), permeables, friables, con una baja densidad aparente (< 0,9 g cm^-³), y por presentar pH moderadamente ácido a ácido (5,2-6,0), altos contenidos de materia orgánica (8-20%), y alta capacidad de retención de fosfatos. Se trata de suelos de carga variable, con una alta capacidad de intercambio catiónico y aniónico, y una alta proporción de alúmina (óxido de aluminio -Al₂O_³^–). Las propiedades físicas de estos suelos son sobresalientes, aunque su fertilidad se ve limitada debido principalmente a su alta retención de fósforo y tendencia a la acidificación.

ACIDEZ DEL SUELO Y EFECTOS SOBRE LOS FRUTALES

La acidificación de los suelos ocurre naturalmente donde la pluviometría excede a la evapotranspiración, produciéndose un continuo lavado de bases (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na²⁺). En Chile, los suelos ácidos aparecen en la región del Maule y aumentan en frecuencia y extensión hacia el sur del país en la medida que la pluviometría se incrementa, alcanzando su máxima expresión en las regiones de Los Ríos y de Los Lagos. Sin embargo, el proceso de acidificación de los suelos puede acelerarse por fuentes adicionales de acidez: mineralización de la materia orgánica, respiración y exudación de las raíces, oxidación de azufre (S) y amonio (NH4⁺), entre otras. En este contexto, el uso continuo de fertilizantes amoniacales y urea, prácticas comunes en los sistemas de producción frutal en el sur de Chile, pueden acelerar la acidificación de los suelos, si no cuentan con una estrategia de manejo adecuada.

Bajo condiciones de pH ácido, el aluminio (Al) presente en el suelo en forma de silicatos y óxidos se solubiliza formando iones Al3⁺, los cuales son tóxicos para las plantas, dependiendo de la especie e incluso variedad. Esto constituye una limitante importante al crecimiento y productividad de los cultivos en los suelos del sur de Chile. En estos suelos, existe una relación entre el pH-H₂O y la disponibilidad de Al+3, en la cual el Al⁺³ aumenta en forma acelerada con valores de pH-H₂O menores a 5,5, superando ampliamente el nivel crítico de 0,1 cmol+ kg^-1 definido para especies sensibles como cerezo o avellano europeo.

En los cultivos frutales, los efectos tóxicos del Al, tales como inhibición del crecimiento de raíces y parte aérea, deterioro de la absorción de nutrientes y agua, reducción del número de flores, rendimiento y calidad de la fruta, y alteraciones de los procesos fisiológicos y bioquímicos básicos, se han reportado en muchas especies alrededor del mundo. Entre ellas, cerezo, avellano europeo, cítricos, manzano, arándano, frambuesa, uva, duraznero. Específicamente en suelos volcánicos ácidos del sur de Chile, Bonomelli y Artacho (2021) demostraron el efecto perjudicial del Al sobre la absorción de macronutrientes (particularmente Ca) y el crecimiento en cerezos. Los efectos negativos sobre el crecimiento de las raíces finas fueron evidentes desde la primera temporada posplantación y con niveles relativamente bajos de Al en el suelo (0,12 cmol kg^-1).

Asimismo, un estudio prospectivo en un huerto de avellano europeo sobre un andisol joven en la región de La Araucanía, estableció una relación entre alta acidez (alta disponibilidad de Al en el suelo) y una reducción significativa del rendimiento. Más aún, se determinó que el Al alcanzó los tejidos de los frutos, disminuyendo su calidad comercial (Bonomelli et al., 2021). Por lo tanto, la acidez del suelo debe ser corregida para asegurar un establecimiento exitoso y una alta productividad en el tiempo de huertos de cerezo, avellano europeo y otros frutales en suelos volcánicos ácidos del sur de Chile.

DIAGNÓSTICO Y MANEJO DE LA ACIDEZ DEL SUELO

El encalado del suelo es la práctica más eficaz para reducir la acidez del suelo, aumentar la disponibilidad de cationes básicos (Ca²⁺, Mg²⁺), reducir la disponibilidad de Al tóxico y, en consecuencia, aumentar el rendimiento de los cultivos. Los materiales encalantes corresponden principalmente a hidróxidos, óxidos, carbonatos y silicatos de Ca y Mg. Su disolución produce OH^– y Ca²⁺ que reaccionan con iones H⁺ en la solución del suelo y adsorbidos en coloides del suelo, aumentando el pH del suelo y reduciendo la toxicidad por Al a través de la precipitación de Al³⁺ en formas inertes.

La cal agrícola tradicional (compuesta principalmente de carbonato de calcio), la cal dolomítica (también contiene carbonato de magnesio. Además, existen hidróxidos de calcio (cal hidratada) y óxidos de calcio (cal viva) que tienen un tiempo de reacción más rápido que los carbonatos, pero son más caros y difíciles de manipular y aplicar debido a su naturaleza cáustica.

La eficacia de un material encalante para neutralizar la acidez del suelo depende de su composición química, especialmente la pureza, y de sus propiedades físicas, especialmente la finura de la molienda. Cuanto más fino sea el tamaño de las partículas, más rápido reaccionará el producto y neutralizará la acidez del suelo.

Tanto la cal agrícola como la dolomita poseen muy baja solubilidad en agua, por lo que se mueven lentamente a través del perfil del suelo, influenciando solo la vecindad inmediata de la aplicación. Por tanto, la cal aplicada en la superficie sin incorporación en el suelo es ineficaz para corregir la acidez del subsuelo. Los óxidos e hidróxidos de calcio son más solubles en agua, por lo que debieran reaccionar más rápidamente y moverse más rápido en el perfil de suelo, aunque en la literatura se han reportado resultados variables al respecto.

Independientemente del material utilizado, la dosis de encalado debe calcularse cuidadosamente, considerando los requerimientos del cultivo según su tolerancia a la toxicidad por Al, el estado actual de acidez del suelo, la capacidad tampón de pH según el tipo de suelo y la profundidad de labranza.

La aplicación de dosis de encalado excesivas (sobreencalado) pueden reducir significativamente la biodisponibilidad de micronutrientes y causar deficiencias en las plantas, así como también, pueden conducir a desequilibrios de nutrientes y antagonismo entre cationes durante la absorción por las plantas. Por lo tanto, un aspecto determinante es el diagnóstico de la acidez del suelo, lo que se realiza a través de un análisis de suelo ejecutado en un laboratorio especializado y acreditado, a través de indicadores de acidez, tales como el pH del suelo, Al intercambiable, saturación de bases y saturación de Al. El Al intercambiable es una medida de la disponibilidad de Al⁺³ y varía con el pH del suelo en una relación conocida. Por tanto, el pH refleja el contenido de Al intercambiable, además de medir la acidez activa del suelo. Como referencia, se ha definido 0,1 cmol Al kg^-1 en el suelo como nivel crítico para especies vegetales sensibles, por lo cual el pH en suelos volcánicos del sur de Chile debiera mantenerse cercano a 5,8. Por su parte, la saturación de Al representa la proporción de los sitios de intercambio catiónico del suelo que están ocupados por Al⁺³ en reemplazo de los cationes Ca⁺² y Mg⁺². En este contexto, el Miagri ha fijado un límite de 5% de saturación de Al para las regiones con predominio de suelos volcánicos, límite sobre el cual hay una alta probabilidad de toxicidad por Al en los cultivos.

HUERTO DE CEREZO EN UN SUELO VOLCÁNICO ÁCIDO

Una vez establecidos, los huertos frutales funcionan como sistemas de cultivo sin labranza, compartiendo el desafío de manejar la acidez del subsuelo una vez que los árboles se han plantado.

En el sur de Chile, es común aplicar enmiendas calcáreas en forma incorporada previo a la plantación, con los efectos del encalado restringidos a la profundidad de labranza. Posteriormente, la aplicación de cal superficial o en cobertera de cal se convierte en la única opción para corregir o mantener el pH del suelo dentro de rangos óptimos. Por lo tanto, se planteó la hipótesis de que aplicaciones superficiales continuas de cal, como una práctica de manejo común en huertos frutales en suelos ácidos en el sur de Chile, podría conducir a un sobreencalado y a desequilibrios de bases en los primeros centímetros del suelo.

Para probar esta hipótesis, se diseñó un ensayo de campo en un huerto de cerezos en el sur de Chile, evaluándose además la efectividad para neutralizar la acidez del suelo, en términos de velocidad de reacción y movilidad dentro del perfil del suelo, de distintos materiales encalantes: cal agrícola, hidróxido de calcio (cal espuma) y una suspensión comercial de cal (cal líquida); con el objetivo de identificar alternativas que puedan reducir efectivamente la acidez del subsuelo en sistemas sin labranza.

El ensayo se realizó entre agosto de 2022 y mayo de 2023 en un huerto de cerezos de 8 años, ubicado en la Región de Los Lagos, de variedades Regina y Kordia (ambas sobre Gisela^®6), que contaba con riego por goteo. El manejo de la fertilización y el encalado del huerto se hizo de acuerdo con prácticas comerciales desde su plantación, incluyendo la aplicación anual de cal agrícola sobre los camellones en dosis entre 1.000 y 2.000 kg ha^-1.

El experimento se realizó en un suelo volcánico clasificado como ‘Aquic Hapludands’, y su diseño fue en bloques completamente al azar con tres repeticiones, incluyendo tres tratamientos con diferentes enmiendas calcáreas aplicadas en dosis comerciales sobre el suelo no disturbado y un tratamiento control sin aplicación de cal (Figura 1; Cuadro 1). Previo a la aplicación de los tratamientos y también durante todo el periodo de estudio, hubo abundantes lluvias.

Muestreo de suelo y foliar: Previo al establecimiento del experimento, se recolectaron muestras de suelo a una profundidad de 0-30 cm para analizar sus propiedades químicas. Luego, las muestras se recolectaron en diferentes fechas hasta completar 225 días después de la aplicación de los tratamientos. En cada fecha, las muestras de suelo fueron tomadas desde la sobre hilera de cada unidad experimental, y a distintas profundidades: 0-5 cm, 5-10 cm y 10-20 cm (Figura 1). El estado nutricional de los árboles se evaluó mediante análisis foliar de muestras de hojas obtenidas desde el tercio medio de los brotes, y recolectadas a mediados de verano. Todos los análisis se realizaron en el Laboratorio Agroanálisis de la PUC.

Resultados: La cal calcítica al ser aplicada en cobertera incrementó gradualmente el pH del suelo durante el período experimental en los primeros 5 cm de profundidad. A partir de 30 días desde su aplicación, el pH del suelo fue significativamente mayor que previo al encalado, con una diferencia de +0,34 unidades de pH. Al final del experimento, esta diferencia fue de +0,58 unidades de pH (Figura 3a). Los efectos a mayor profundidad no fueron significativos, por lo que la aplicación de cal calcítica en cobertera resultó ser ineficaz para mejorar la acidez del subsuelo en el corto plazo (< 1 año), incluso en áreas de alta pluviosidad favorables para el movimiento descendente de los aniones HCO₃⁻ y OH⁻ originados de la disolución de la cal.

La cal hidratada tuvo una reacción más rápida, pero de corta duración en comparación con la cal calcítica, con un pico de pH a 15 desde su aplicación en los primeros 10 cm de profundidad. Posteriormente, los valores de pH disminuyeron con el tiempo, aunque se mantuvo un efecto residual de +0,30 unidades de pH aunque solo en los primeros 5 cm de suelo. Por lo tanto, a pesar de la mayor solubilidad en agua de la cal hidratada, no se observó una mayor movilidad de la alcalinidad en el perfil de suelo en comparación con la cal calcitica (Figura 2a).

Respecto de la cal líquida, la dosis aplicada no generó variaciones de pH en el suelo a ninguna profundidad durante todo el período experimental. La dosis aplicada (50 L ha⁻¹), recomendada por el fabricante para huertos frutales en suelos ácidos fue insuficiente, ya que es equivalente a una dosis 170 kg de CaCO₃ puro/ha. Y tampoco penetró en el perfil del suelo con agua posiblemente debido a su naturaleza de suspensión en lugar de solución (Figura 2a).

A diferencia del pH del suelo, la respuesta del Al intercambiable a los tratamientos de encalado fue prácticamente nula (Figura 2b). Esta falta de respuesta era esperable considerando el alto pH superficial del suelo, ya que pH mayores a 6,0 generan variaciones mínimas en el Al intercambiable, dado que la mayor parte ya se encuentra precipitado.

El Ca intercambiable del suelo tuvo una respuesta similar al pH, con aumentos en los primeros 5 cm de suelo luego de la aplicación de cal calcítica y cal hidratada, lo que refleja la baja movilidad de Ca en el perfil del suelo, potenciada por el alto pH superficial que pudo generar un aumento de cargas negativas en los coloides de suelos de carga variable como el de este estudio.

CONSIDERACIONES SOBRE APLICACIONES CONTINUADAS DE CAL EN COBERTERA

El análisis de suelo inicial, previo a la instalación del experimento y basado en una muestra obtenida en 0-30 cm profundidad, mostró que el huerto bajo estudio poseía un suelo con un alto contenido de materia orgánica (18%) y niveles adecuados de P (21 ppm P-Olsen) y K (176 ppm). Sin embargo, el pH del suelo era ácido (5,5) con altos niveles de Al intercambiable (0,31 cmol kg^-1) y saturación de Al (8,5%), y baja disponibilidad de Ca (2,46 cmol kg^-1) y Mg (0,41 cmol kg^-1) (Figura 3). En contraste, los resultados del análisis de suelo en base a un muestreo de alta resolución (0-5, 5-10, 10-20 y 20-30 cm), revelaron una marcada estratificación de las variables de acidez en los primeros 30 cm de suelo, con un pH de suelo cercano a la neutralidad en los primeros 5 cm de profundidad, disminuyendo a valores leve a moderadamente ácidos entre 5 y 20 cm, hasta alcanzar un pH fuertemente ácido a 20-30 cm. En forma inversa, la disponibilidad de Al aumentó con la profundidad (Figura 3 a y b), volviéndose limitante para el crecimiento de las raíces en la estrata 20-30 cm. Este patrón espacial en el perfil del suelo no es natural en suelos volcánicos jóvenes, sino que es el resultado de las sucesivas aplicaciones en cobertera de cal agrícola durante los últimos 8 años, y representa una situación generalizada en huertos frutales en suelos volcánicos ácidos del sur de Chile. Una consecuencia adicional de este tipo de manejo del encalado es la acumulación de Ca en las capas superiores del suelo (Figura 3 c). De hecho, la concentración de Ca en los primeros 5 cm de suelo alcanzó 24 cmol kg^-1, el doble que a 5-10 cm, 6 veces más que a 10-20 cm y 12 veces más que a 20-30 cm de profundidad.

De acuerdo con el concepto de relaciones balanceadas de bases (BCSR, por sus siglas en inglés), la acumulación de un catión en el suelo podría causar una competencia antagonista en la absorción de otros cationes básicos por parte de las plantas. Para evitar esto, un suelo ‘ideal’ debiera tener concentraciones de Ca, Mg y K cercanas al 65%, 10%, y 5% de la suma de bases, respectivamente. Esto se traduce en una relación Ca/Mg de 6,5:1, Ca/K de 13: 1, y Mg/K de 2:1. Sin embargo, en este estudio, las desviaciones de los valores óptimos generadas por los tratamientos de encalado no se tradujeron en variaciones en el estado nutricional de los árboles obtenido mediante análisis foliar (Cuadro 2).

Más aún, a pesar de la alta concentración superficial de Ca (Figura 3 c), la concentración foliar de este nutriente se ubicó en rango deficiente y la concentración de K en rango normal, independiente del tratamiento de encalado (Tabla 2). Por lo tanto, el concepto BCSR puede no ser directamente aplicable a los árboles frutales como para cultivos herbáceos, principalmente debido a su mayor profundidad de enraizamiento que les permiten explorar diferentes condiciones de fertilidad a lo largo del perfil del suelo. Específicamente, para cerezos dulces sobre el portainjerto Gisela^®6, la profundidad de enraizamiento puede superar un metro, y dependiendo de las condiciones ambientales del suelo, la producción de raíces puede concentrarse por debajo de los 25 cm de profundidad (Artacho y Bonomelli, 2016).

Finalmente, nuestros resultados también enfatizan la necesidad de afinar los esquemas de muestreo de suelos en huertos frutales.

Esquemas de muestreo en grandes incrementos de profundidad ignoran la estratificación de las propiedades químicas del suelo resultantes del encalado y/o fertilización superficial, lo que lleva a decisiones incorrectas de fertilización o enmienda. Por ejemplo, en el huerto de cerezos de este estudio, los resultados del análisis de la muestra de suelo tomada a 0-30 cm de profundidad indican una necesidad de encalado en este volumen de suelo (Figuras 3 a, b, c).

Sin embargo, cuando el muestreo se realizó en pequeños incrementos de profundidad, la necesidad de encalado se localiza bajo 20 cm de profundidad (Figura 3 a y b), por lo que se descarta la aplicación en cobertera de cal, tal como se ha hecho, debiendo buscar o adaptar equipamiento para la colocación de la cal en profundidad sin dañar las raíces. Similar criterio debiera ser aplicado para la fertilización con nutrientes inmóviles (P) y relativamente inmóviles como K y Mg. La acumulación de estos nutrientes en los primeros centímetros de suelo (41 ppm P-Olsen, 322 ppm K, y 3,73 cmol Mg kg-1) (Figuras 3 d, e, f) inhabilitan la posibilidad de aplicación en cobertera de la fertilización de mantención anual.

CONSIDERACIONES FINALES

Las sucesivas aplicaciones de cal en cobertera, como manejo común en huertos frutales en suelos volcánicos del sur de Chile, permiten aumentar el pH del suelo y el contenido de Ca solo en los primeros centímetros del perfil de suelo, sin lograr profundizar y reducir la acidez y toxicidad por Al3+ en las estratas donde se concentran las raíces activas de los frutales.

Por otra parte, la acumulación de Ca en la superficie del suelo podría haber causado una competencia antagónica en la absorción de otros cationes. Sin embargo, los árboles tuvieron tasas de absorción de K suficientes para satisfacer su demanda (análisis foliar). En cambio, la concentración foliar de Ca estuvo en un rango deficiente en todos los casos. Esto sugiere la absorción de Ca desde una zona más profunda del perfil de suelo, donde la exploración de las raíces se encuentra con una condición de suelo sub-óptima respecto del pH y de la disponibilidad de Ca. Los resultados resaltan la importancia de proporcionar niveles suficientes de cationes básicos a lo largo del perfil del suelo (en lugar de buscar proporciones de cationes ‘óptimas’) para garantizar una absorción adecuada, especialmente cuando se considera la mayor profundidad de enraizamiento y la distribución de las raíces de los árboles frutales.

Por último, cabe destacar un aspecto práctico que se desprende de este estudio: una vez establecidos, los huertos frutales funcionan como sistemas de cultivo sin labranza, en los que el muestreo de suelo cobra una relevancia mayor para un diagnóstico nutricional adecuado, dado el manejo superficial de encalado y/o fertilización. En este sentido, se debe preferir un muestreo de suelo con mayor resolución en los primeros 20 cm de suelo, es decir, con incrementos de profundidad de 10 cm, para luego aumentar a incrementos de 20 a 30 cm dependiendo de la estratificación del suelo. De esta forma, se podrá capturar la variación de las propiedades del suelo en profundidad y, en consecuencia, el fruticultor podrá evaluar la efectividad del encalado, decidir su frecuencia de aplicación, conocer el suministro real de nutrientes, y así, tomar decisiones adecuadas sobre la fertilización y el manejo del encalado. Obviamente, complementando también con la información de análisis foliares en la época que corresponda. Queda abierto el desafío de encontrar la metodología, fuente y/o equipamiento para incorporar la cal en profundidad en sistemas de cultivo sin labranza.

Literatura consultada

Artacho, P.; Schwantes, D.; Martabit, P.; Bonomelli, C. Effects of Successive Top-Dressing Application of Lime on a Sweet Cherry Orchard in Southern Chile. Agronomy 2024, 14,2151.

Artacho, P.; Bonomelli, C. Changes in fine-root production, phenology and spatial distribution in response to N application in irrigated sweet cherry trees. Tree Physiol. 2016, 36, 601–617.

Bonomelli, C.; Artacho, P. Aluminum Toxicity in Sweet Cherry Trees Grown in an Acidic Volcanic Soil. Agronomy 2021, 11, 1259.

Bonomelli, C.; Artacho, P.; Maraboli, A; Velasco, D. Avellano europeo en el sur de Chile. Diagnóstico y manejo del suelo y la nutrición, las llaves del éxito productivo. Red Agrícola (Chile) 2021, Especial Frutos secos Junio 2021: 54-57.

Kopittke, P.M.; Menzies, N.W. A review of the use of the basic cation saturation ratio and the “ideal” soil. Soil Sci. Soc. Am. J. 2007, 71, 259–265.

Reuter, D.; Robinson, J.B. Plant Analysis: An Interpretation Manual, 2nd ed.; CSIRO publishing: Collingwood, VIC, Australia, 1997; ISBN 0-643-05938-5.