ÁREA AGRÍCOLA

LA ACIDEZ DEL SUELO LIMITA LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA: UNA REVISIÓN ENFOCADA EN LA AMAZONIA COLOMBIANA

SOIL ACIDITY LIMITS AGRICULTURAL PRODUCTION: A REVIEW FOCUSED ON THE COLOMBIAN AMAZON

Rosas-Patiño, Gelber; Ávila-Pedraza, Edgar Álvaro; Sánchez-Castillo, Verenice

Gelber Rosas-Patiño

g.rosas@udla.edu.co

Universidad de la Amazonia Colombia

Edgar Álvaro Ávila-Pedraza

eaavila@ut.edu.co

Universidad del Tolima Colombia

Verenice Sánchez-Castillo

ve.sanchez@udla.edu.co

Universidad de la Amazonia Colombia

Revista de Investigación Agraria y Ambiental

Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Colombia

ISSN: 2145-6097

ISSN-e: 2145-6453

Periodicidad: Semestral

vol. 16, núm. 1, 2025

riaa@unad.edu.co

Recepción: 27 marzo 2024

Aprobación: 05 septiembre 2024

Publicación: 19 diciembre 2024

URL: https://portal.amelica.org/ameli/journal/130/13052721305272009/

DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.7857

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CÓMO CITAR:Rosas-Patiño, G., Ávila-Pedraza, E. y Sánchez-Castillo, V. (2025). La acidez del suelo limita la producción agrícola: una revisión enfocada en la Amazonia colombiana. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 16(1), 185 - 211. https://doi.org/10.22490/21456453.7857

Modelo de publicación sin fines de lucro para conservar la naturaleza académica y abierta de la comunicación científica

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Resumen: Contextualización: los suelos tropicales ácidos se caracterizan por presentar bajo pH, altas concentraciones de aluminio y baja disponibilidad de nutrientes, lo que limita el desarrollo de la raíz y la producción de los cultivos. Los suelos de la Amazonia colombiana, en donde predominan oxisoles y ultisoles, hacen parte de este grupo de suelos ácidos y de baja fertilidad natural.

Vacío de conocimiento: el comportamiento de las plantas que crecen en suelos ácidos ha ocupado el interés de investigadores en todo el mundo, pero es escaza la información actualizada y de libre acceso que permita entender con suficiencia la naturaleza de estos suelos, así como las estrategias morfológicas, fisiológicas y bioquímicas de adaptación de los cultivos de importancia agrícola desarrollados en los suelos ácidos de la Amazonia colombiana.

Propósito: presentar una síntesis de los últimos avances científicos relacionados con los suelos ácidos, la relación de la acidez con la disponibilidad de nutrientes y los efectos tóxicos del aluminio, así como los mecanismos de adaptación desarrollados por las plantas. En esta revisión también se aborda de manera especial los efectos de la acidez del suelo en ocho cultivos de importancia agrícola para los productores en la Amazonia colombiana.

Metodología: se realizó una búsqueda de artículos de libre acceso publicados en cuatro bases de datos de la Web entre el 2020 y el 2023, sobre las formas del aluminio en el suelo, su relación con la disponibilidad de nutrientes, los efectos tóxicos, los mecanismos de tolerancia de la planta y algunas prácticas de manejo de suelos ácidos.

Resultados y conclusiones: este estudio aporta elementos importantes que ayudan a mejorar la comprensión de los suelos ácidos y plantea escenarios futuros para orientar la gestión del conocimiento, en relación con el manejo de los suelos ácidos y los cultivos agrícolas en la Amazonia colombiana.

Palabras clave: cultivos tolerantes, disponibilidad de nutrientes, encalado, pH del suelo, toxicidad por aluminio .

Abstract: Contextualization: acidic tropical soils are characterized by low pH, high concentrations of aluminum and low nutrient availability, which limits root development and crop production. The soils of the Colombian Amazon, where Oxisols and Ultisols predominate, are part of this group of acidic soils with low natural fertility.

Knowledge gap: the behavior of plants that grow in acidic soils has occupied the interest of researchers around the world, but there is a lack of updated and freely accessible information that allows us to sufficiently understand the nature of these soils, as well as the morphological, physiological, and biochemical adaptation strategies of crops of agricultural importance developed in the acidic soils of the Colombian Amazon.

Purpose: present a synthesis of the latest scientific advances related to acidic soils, the relationship of acidity with nutrient availability and the toxic effects of aluminum, as well as the adaptation mechanisms developed by plants. This review also addresses in a special way the effects of soil acidity on eight crops of agricultural importance for producers in the Colombian Amazon.

Methodology: a search was carried out for free access articles published in four Web databases between 2020 and 2023, on the forms of aluminum in the soil, its relationship with nutrient availability, toxic effects, tolerance mechanisms of the plant and some acid soil management practices.

Results and conclusions: this study provides important elements that help improve the understanding of acidic soils and proposes future scenarios to guide knowledge management on the management of acidic soils and agricultural crops in the Colombian Amazon.

Keywords: aluminum toxicity, liming, nutrient availability, soil pH, tolerant crops.

RESUMEN GRÁFICO

autores.

1. INTRODUCCIÓN

En las regiones de clima tropical predominan los oxisoles y ultisoles (ferralsoles y acrisoles en sistema de clasificación de suelos de la FAO), suelos ácidos dominados por minerales ricos en sílice, hierro y aluminio (Rosas et al., 2017; Yan et al., 2023). Estos suelos presentan alta evolución y baja fertilidad natural, producto de variados procesos pedogenéticos como la ferralitización y la argiluviación, que ocasionan la pérdida de bases y concentración de óxidos de hierro y aluminio (Chiapini et al., 2023).

Los cultivos que se establecen en estos suelos ácidos pueden experimentar estrés abiótico, deficiencias de nutrientes y toxicidad por aluminio (Li et al., 2023) debido a que, en condiciones de pH bajo, el aluminio se solubiliza e inhibe el crecimiento y desarrollo de las raíces de las plantas (Kundu y Ganesa, 2023). Los altos niveles de este metal intercambiable y soluble también promueven la fijación de fósforo en los coloides del suelo y ralentizan la nitrificación y fijación del nitrógeno, lo que genera deficiencias de estos nutrientes y limita la producción agrícola (Li et al., 2023).

Es bien conocido el interés que desde siempre ha tenido la comunidad científica mundial por encontrar estrategias de manejo de estos suelos ácidos, con el propósito de comprender mejor su naturaleza, los procesos edafológicos que desencadenan la toxicidad, así como los principios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos en que se sustenta la adaptación de las plantas a las condiciones de acidez. El 90% de los suelos de la Amazonia colombiana presentan condiciones de alta acidez (Peña y Cardona, 2010), por lo que desarrollar actividades agrícolas competitivas no resulta fácil cuando se cuenta con suelos con estas situaciones, aún más, cuando no se conocen las alternativas adecuadas para su manejo. Este es el reto que deben afrontar los técnicos y los productores rurales de la Amazonia colombiana a la hora de establecer sus cultivos, por lo que se hace necesario realizar un registro y análisis de investigaciones recientes de libre acceso con la finalidad de aportar elementos orientadores para enfrentar los desafíos que trae consigo la producción agrícola en suelos ácidos.

Por lo tanto, el objetivo de este artículo es presentar una revisión de las investigaciones recientes publicadas en cuatro bases de datos, open access de la Web, sobre: primero, los suelos ácidos de la Amazonia colombiana y las formas del aluminio en el suelo; segundo, la relación entre la acidez del suelo y la disponibilidad de nutrientes, los efectos tóxicos y los mecanismos de adaptación de las plantas y algunas prácticas de manejo; y tercero, los principales efectos de la acidez del suelo en cultivos considerados de importancia agrícola en la Amazonia colombiana.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Se realizó la búsqueda y selección de artículos científicos y de revisión de acceso abierto publicados entre los años 2020 y 2023, en las bases de ScienceDirect, Scopus, SpringerLink y Google Scholar como también de algunas de otras fuentes, utilizando términos de búsqueda en español e inglés, como: “suelos ácidos Amazonia”, “acidez en cultivos”, “toxicidad de aluminio en la planta”, “plantas tolerantes al aluminio”, “manejo suelos ácidos”, “cultivos agrícolas en la Amazonia”, así como nombres científicos y comunes de los cultivos agrícolas seleccionados. A pesar de encontrarse amplia información (especialmente en Google Scholar), solo fue posible acceder a los documentos que eran de acceso abierto.

Se seleccionaron los artículos de investigación y revisión más recientes, no duplicados en las otras bases consultadas y afines al tema de interés, entre otros criterios (Figura 1). Los ocho cultivos incluidos en esta revisión corresponden a las principales alternativas productivas que sustentan la economía de los productores agrícolas de la región amazónica (Agronet, 2023), estos son: pasturas (Urochloa sp.), plátano (Musa sp), yuca (Manihot sculenta Crantz), caucho (Hevea brasiliensis W.A.J. M.), cacao (Theobroma cacao L.), caña panelera (Saccharum officinarum L.), chontaduro (Bactris gasipaes Kunth), y piña (Ananas comosus L. Merr.).

Figura 1.
Diagrama de flujo PRISMA 2020 de la revisión

adaptado de Page et al. (2021).

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Suelos ácidos en la Amazonia Colombiana

La Amazonia colombiana ocupa una superficie aproximada de 34 millones de hectáreas (Ruiz et al., 2022), está cubierta principalmente por bosque, pasturas y cultivos. Presenta condiciones climáticas propias del trópico húmedo, lo que acelera los procesos de meteorización (Agudelo et al., 2023). Sus suelos ácidos provienen de rocas ígneas y sedimentarias con afinidad metaluminosa y peraluminosa que al intemperizarsen producen minerales primarios como cuarzo, biotita, aluminosilicatos, anfiboles, plagioclasas y piroxenos (Rodríguez et al., 2011). Este material inorgánico conforma paisajes de lomerío y altiplanicies con predominio de minerales secundarios (arcillas y minerales amorfos) como caolinitas, goetita, hematita, pirofilita, gibbsita y halloysitas ricas en sílice, hierro y aluminio (Malagón, 2003; Rosas et al., 2017). Estas características pedogenéticas de la fracción fina explican en gran medida el origen de la alta acidez del suelo y la baja disponibilidad de nutrientes para los cultivos. Es decir que la acidez en estos suelos tropicales se presenta de forma natural cuando el Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ y Na⁺ se pierden y son remplazados por iones de H⁺ y Al³⁺ ( Agegnehu et al., 2021).

Muchos minerales del suelo que contienen aluminio se vuelven inestables y se consideran ácidos cuando el pH < 5,5 y el Al³⁺ alcanza niveles tóxicos para los cultivos (Zhu y Shen, 2023). El aluminio en el suelo se puede encontrar en forma insoluble haciendo parte de la estructura de minerales primarios y minerales secundarios, estas formas se consideran inofensivas para las plantas (Yan et al., 2023), pero en suelos ácidos, el aluminio se encuentra de forma interlaminar, intercambiable, lábil, asociado a la materia orgánica o en forma de aluminosilicato de rango corto (Prietzel et al., 2023). Sin embargo, el aluminio soluble (Al³⁺) es el mayor responsable de la toxicidad para la planta, aunque otras formas como Al(OH)²⁺, Al(OH)₃, Al(OH)₂ ⁺ y Al(OH)⁻ ₄ pueden generar problemas (Zhu y Shen, 2023).

Relación de la acidez y la disponibilidad de nutrientes

El pH puede presentar efectos diferenciados en la disponibilidad de los nutrientes puesto que las relaciones iónicas en el suelo dependen, entre otros factores, de la forma de cada elemento. Por ejemplo, la reacción ácida hace que disminuya la capacidad de intercambio catiónico y que las bases (Ca²⁺, Mg²⁺ y K⁺) que son muy solubles, se lixivien y decrezca su concentración en la solución del suelo (Alkharabsheh et al., 2021). En suelos con pH de 4,3 y aluminio intercambiable de 3,7 cmol(+) kg⁻¹ cultivados con plantas de palma de aceite, la presencia de bases aumentó significativamente cuando el pH se incrementó a 4,7 y el aluminio intercambiable se redujo a 0,7 cmol(+) kg⁻¹ (Husain et al., 2021).

Los aniones también se ven afectados por la acidez del suelo; a pH<5,0, los fosfatos (H₂PO₄ ⁻, HPO₄ ²⁻), sulfatos (SO₄ ²⁻) y molibdatos (MoO₄ ²⁻) son adsorbidos fuertemente por los óxidos e hidróxidos de aluminio del suelo (Barrow y Hartemink, 2023). En condiciones de acidez, el Al³⁺ reacciona fácilmente con el P, S y Mo y forma compuestos insolubles (Nie et al., 2020), generando deficiencia de estos elementos en la planta.

Con relación al nitrógeno, los contenidos en el suelo pueden no verse afectados significativamente por las variaciones del pH (Rosas et al., 2017; Bekele et al., 2022); incluso, en suelos arcillosos y de bajo pH, los óxidos e hidróxidos de aluminio llegan a unirse a compuestos orgánicos y contribuyen a la estabilización de la materia orgánica (Zacháry et al., 2023), fuente importante de nitrógeno en suelos amazónicos (Bozzi et al., 2023). Sin embargo, cuando el aluminio se hace soluble afecta negativamente a los microorganismos que intervienen en el ciclo del nitrógeno. En este sentido, Bossolani et al., (2020) reportaron que la neutralización de la acidez del suelo aumenta las arqueas y bacterias que intervienen en el ciclo biogeoquímico del nitrógeno. Además, las elevadas concentraciones de aluminio y los bajos niveles de fósforo (condiciones comunes en suelos con pH < 5,0), limitan el crecimiento y la nodulación de bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno en las leguminosas (Bakari et al., 2020). En consecuencia, la toxicidad del aluminio puede tener serias implicaciones en la disponibilidad del nitrógeno en cultivos establecidos en ultisoles y oxisoles.

Estos suelos ácidos de la Amazonia también presentan altas concentraciones de Zn, Cu, Fe y Mn (Gonçalves et al., 2022) que, aunque resultan esenciales para la planta, a pH bajo son altamente solubles y pueden ocasionar deficiencias de otros elementos (como Mg y Si) al igual que toxicidad en cultivos sensibles (Rai et al., 2021; Armatmontree et al., 2023).

Lo anteriormente expuesto manifiesta la clara relación entre las condiciones de acidez y la disponibilidad de nutrientes en el suelo. La Tabla 1 registra variaciones significativas en la disponibilidad de nutrientes cuando, a partir del encalado, se incrementa el pH (de 4,36 a 5,91) y se disminuye el aluminio intercambiable en suelos ácidos.

Tabla 1.

Relación entre pH y aluminio y la disponibilidad de nutrientes en suelos ácidos del trópico

autores. *cambio de pH de 4,82 a 5,67 y aluminio intercambiable de 1,44 a 0,45 cmol(+) kg-1

** cambio de pH de 4,36 a 5,91 y aluminio intercambiable de 1,45 a 0,00 cmol(+) kg-1

***cambio de pH de 6,3 a 4,92

Efectos tóxicos del aluminio en morfología y fisiología de las plantas

Los efectos tóxicos del aluminio y su impacto en las plantas dependen en gran medida de la concentración, el tiempo de exposición, las especies de plantas, la edad de desarrollo y las condiciones de crecimiento (Ofoe et al., 2023), esta toxicidad hace que las plantas disminuyan el contenido de clorofila, longitud de brotes, longitud de las raíces y presenten daños estructurales en el tejido foliar (Lin et al., 2023), ocasionado por la generación de Especies Reactivas de Oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés). Al respecto, Chunquan et al., (2021) encontraron que 50 μmol L⁻¹ de aluminio indujeron la generación de ROS que inhibieron la germinación, el crecimiento de las raíces y la muerte de las células ubicadas el ápice de las raíces. Incluso niveles bajos de aluminio (0,4 μmol L⁻¹) pueden afectar el crecimiento de raíz y tallo, el contenido de clorofila, azúcares, almidones, los niveles de potasio, calcio, magnesio y fósforo (Che et al., 2023). Sin embargo, es importante considerar que las plantas responden de manera diferenciada ante el estrés abiótico originado por las condiciones de acidez (Rosas et al., 2019).

Mecanismos de adaptación y tolerancia de las plantas a la toxicidad por aluminio

Las plantas, ante el estrés por la toxicidad ocasionada por Al³⁺, generan mecanismos de tolerancia basados en la exclusión (impedir que el aluminio entre en las raíces) y la desintoxicación (contrarrestar el aluminio tóxico absorbido por las raíces) (Yan et al., 2023). Cuando este aluminio no es retenido en la raíz, se transporta a los demás órganos de la planta en el siguiente orden: hojas maduras > raíces > ramas > hojas jóvenes (Fung et al., 2009). Las plantas desarrollan mecanismos de adaptación a las altas concentraciones de aluminio en suelos ácidos, basadas en cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos.

Figura 2.
Principales estrategias de adaptación de las plantas a las condiciones de acidez del suelo

autores.

Las plantas desarrollan mecanismos de adaptación a las altas concentraciones de aluminio en suelos ácidos, basadas en cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos (Figura 2). Una estrategia común consiste en que liberan por la raíz ácidos orgánicos de bajo (citrato, oxalato y malato) y alto (ácido galacturónico) peso molecular para formar con el aluminio complejos no tóxicos (Kundu y Ganesan, 2020), acumulando pectina para desarrollar una exodermis multiseriada con celulosa y hemicelulosa que actúa como una barrera para atrapar al aluminio en la raíz (Jiang et al., 2022; Li et al., 2022). Estas plantas también regulan la muerte programada de las células de la raíz y desarrollan diferenciaciones histológicas de los pelos radicales para engrosar la endodermis con el fin de retener al aluminio (Yao et al., 2020; Pandey et al., 2022).

Para reducir el efecto de la generación de ROS por la toxicidad, sobreexpresan genes reguladores de estrés (Gallo-Franco et al., 2023), activan enzimas antioxidantes como superóxido dismutasa, catalasa, ascorbato peroxidasa, glutatión S-transferasa, ácido ascórbico, fenólicos y alcaloides (Ranjan et al., 2021), almacenan el aluminio que ingresa a la planta en el citoplasma y la vacuola de las hojas viejas (Zhu y Shen, 2023) y secretan el aluminio por los tricomas de la hoja en forma de exudados (Ofoe et al., 2023). Ya en la rizosfera, estas plantas modifican el pH rizosférico mediante los exudados de la raíz para disminuir la concentración de aluminio (Rahman y Upadhyaya, 2021) y potencian interacciones bióticas con bacterias y hongos micorrícicos para mejorar la eficiencia en la toma de nutrientes (Pandey et al., 2022).

Mecanismos de manejo de la acidez en suelos de uso agrícola

El manejo de la acidez del suelo es una práctica de uso común que se realiza con el propósito de elevar el pH (a valores cercanos a 5,5 donde el aluminio deja de ser soluble), reducir la acidez intercambiable (Al⁺+ H⁺) mediante la formación de complejos insolubles de Al(OH)₃, mejorar la capacidad de intercambio catiónico del suelo (CIC) y aumentar la disponibilidad de nutrientes, especialmente Ca²⁺, Mg²⁺ y K⁺ (Rosas et al., 2017; Teixeira et al., 2020; Ejigu et al., 2023). Existen diferentes alternativas a las que se puede recurrir para controlar la acidez de los suelos agrícolas. La más utilizada es tal vez el encalado, el cual consiste en la aplicación de material fino (< 0,25 micras) de cal agrícola (CaCO₃), cal viva (CaO), cal hidratada (Ca(OH)₂) o cal dolomita (CaMg(CO₃)₂).

En muchas ocasiones la determinación del requerimiento de cal (RC) es basado exclusivamente en el pH y el aluminio intercambiable del suelo (Rosas et al., 2017), pero este método puede conllevar a que se subestime el RC por hectárea o incluso que se sobreestime el RC, lo que genera deficiencias de Fe, B, Mn, Zn y Cu, liberación excesiva de CO₂ y baja rentabilidad agrícola (Aramburu et al., 2023). El RC para cada suelo puede variar dependiendo de: primero, las condiciones edafológicas como la textura, el contenido de materia orgánica, el poder tampón y la profundidad del encalado (Ruehlmann et al., 2021); segundo, las características (porcentaje de pureza y poder de neutralización) de la cal a utilizar (Rosas et al., 2017); tercero, la forma de aplicación (superficial o incorporada al suelo con maquinaria), cuando la cal se incorpora se requiere menos dosis y los efectos perduran durante más tiempo (de Campos et al., 2022); y cuarto, la tolerancia del cultivo a la acidez del suelo (Aramburu et al., 2023). Cuando las dosis de cal son adecuadas el proceso de reacidificación es lento, por lo que no es necesario adicionar nuevamente cal durante mucho tiempo, el efecto puede incluso durar más de cuatro décadas (Tiecher et al., 2021).

Pero en ocasiones la cal aplicada en la superficie puede resultar insuficiente para corregir la acidez del subsuelo por lo que el yeso agrícola (CaSO₄) resulta una excelente opción para mejorar el movimiento de la cal en el subsuelo (Lauricella et al., 2021); además, este reduce la fitotoxicidad del aluminio puesto que el sulfato de aluminio soluble (AlSO₄ ⁺) e hidróxidos de aluminio (Al(OH)₃) que se generan en la reacción son inocuos para las plantas (Anderson et al., 2020). Cerda et al., (2022), encontraron que enmiendas con cal dolomítica y yeso agrícola resultaron eficaces para regular el aluminio soluble (de 1,33 a 0,56 cmol(+) kg⁻¹) e incrementar el pH de 4,3 a 4,9.

El uso de materia orgánica constituye otra práctica importante para regular los efectos de la acidez, aunque en su mineralización se producen ácidos débiles que ocasionan una leve disminución en el pH del suelo (Pavlú et al., 2021), sin embargo, debido a su capacidad complejante se reduce la concentración de aluminio en la solución del suelo (Mbanjwa et al., 2023). Por ello, la incorporación de materiales orgánicos como el biochar disminuyen la acidez del suelo (Ndiate et al., 2022).

Los subproductos industriales, especialmente los residuos de calderas y escorias, también son utilizados para controlar la acidez de los suelos, sus condiciones alcalinas pH>11 resultan efectivas a la hora de incrementar el pH del suelo, sin embargo, su uso debe ser estrictamente regulado puesto que algunos pueden contener elementos contaminantes como Cd, Pb y Ar (Hadas et al., 2021).

Todas estas alternativas de enmiendas pueden resultar útiles a la hora de manejar los problemas ocasionados por la acidez del suelo, pero es preciso encontrar siempre la opción de mayor viabilidad agroecológica, económica, social y ambiental.

Efecto de la acidez en cultivos de importancia agrícola en la Amazonia colombiana

A pesar de las dificultades que representa constituir proyectos agropecuarios en suelos ácidos, los productores rurales de la región amazónica en Colombia han establecido algunos cultivos que no solo son la base de su subsistencia alimentaria, sino que sustentan en gran medida la economía local. Sin embargo, y aunque algunas variedades pueden presentar adaptación a las condiciones de acidez de los suelos, los rendimientos de producción suelen estar muy por debajo del potencial genético expresado en condiciones de baja acidez (Deenik et al., 2000; Rosas et al., 2021; Delgado et al., 2023; Yang et al., 2022; Ribeiro et al., 2021).

Por esta razón, se realiza una síntesis de investigaciones de libre acceso que dan cuenta del comportamiento en condiciones de acidez de los principales cultivos agrícolas en la Amazonia colombiana (Agronet, 2023), esperando que no solo sea de utilidad a la hora de establecer y manejar estos cultivos, sino también resaltar la necesidad de que las instituciones que tienen injerencia en el sector agrario local mejoren la gestión de conocimiento relacionado con el uso y manejo de los suelos ácidos para que los productores del campo logren ser más competitivos, contando con una mayor sostenibilidad (Tabla 2).

Tabla 2.

Efecto de la acidez del suelo en principales cultivos de la Amazonia colombiana

autores.

Pasturas de Brachiaria (Urochloa sp)

Es de amplio conocimiento la capacidad de adaptación de las gramíneas del género Urochloa sp. (identificadas por los productores en la región como Brachiaria) a condiciones de acidez del suelo (Olivera et al., 2007), estas especies pueden desarrollarse con relativo éxito en suelos de bajo pH (Corte et al., 2020; Villegas et al., 2020). Sin embargo, suelos con pH bajo y presencia de aluminio soluble producen en U. decumbens, U. marandu y U. brizantha cambios fisiológicos y morfológicos como la desorganización del sistema vascular, el colapso de las células corticales y la ausencia de pelos radiculares en la punta de la raíz (Ferreira et al., 2020; Furlan et al., 2020). Existen variedades de Urochloa sp, como U. mulato II y U. humidicola, que presentan mejor tolerancia a la acidez del suelo (Villegas et al., 2023), lo que genera mayores rendimientos de producción en los sistemas ganaderos de la Amazonia.

Plátano (Musa spp)

El cultivo de plátano presenta amplia tolerancia al pH del suelo y alcanza altos rendimientos en el rango de 4,7-8,0 pero prefiere suelos con pH neutro (Turner et al., 1989). En condiciones de acidez del suelo, el peso del racimo y el número de manos y dedos se ven afectados negativamente (Delgado et al., 2023). Flarian et al. (2023) reportaron que el número de chupones, hojas y dedos por racimo, al igual que el peso y cantidad de dedos del racimo, se correlacionaron positivamente con el pH del suelo.

El Al³⁺ soluble reduce la producción de biomasa en un 65% y la absorción de nutrimentos entre 56 y 89%, lo que reduce la producción de la planta (Sancho y Molina, 2016) y afecta negativamente la absorción de agua (hasta en un 50%). Cuando en suelos ácidos se alcanzan incrementos de pH de 3 a 5, la toxicidad de aluminio se reduce significativamente, se incrementa la absorción de nutrientes, mejorando así el desarrollo del plátano (Sancho y Molina, 2016).

Yuca (Manihot sculenta Crantz)

La yuca es un cultivo tolerante a los ácidos (Gregory y Wojciechowski, 2020), de hecho, la presencia de aluminio en bajas concentraciones (50 μmol L⁻¹) y pH cercanos a 5,5, estimulan la liberación de protones de H⁺ los cuales aumentan la solubilidad y absorción de Fe por la planta. Guerra y Chacón, (2012) en una investigación realizada en oxisoles de Colombia, encontraron que la yuca posee alta micotrofía (especialmente con Glomus sp) lo que, al parecer, facilita la retención del aluminio en raíz y permite translocar menos cantidad del elemento al tejido foliar (Guerra y Chacón, 2012). A pesar de ello, Anikwe et al. (2016) encontraron que aplicaciones de 5 Mg ha⁻¹ de CaCO₃ y 2,5 de (CaSO₄) en un ultisol de Nigeria, permitieron mejorar el pH del suelo (de 4,8 a 5,9) favoreciendo al aumento del número de hojas, el índice de área foliar y los rendimientos de cosecha, al pasar de 6 a 9,3 Mg ha⁻¹ año⁻¹.

Caucho (Hevea brasiliensis ( Willd. ex A. Juss.) Müll.Arg.)

Aunque el caucho se adapta a los suelos ácidos, en suelos de pH bajo se reduce la extracción de nutrientes (particularmente el fosforo) y se inhibe el crecimiento y engrosamiento del tallo (Diniz et al., 2022). Ambily, (2022) reporta que el caucho prefiere un pH rizosférico neutro o cercanos a 5,5, en donde el efecto de la acidez es tolerable y la disponibilidad de nutrientes es mayor. A pesar de la alta tolerancia de H. brasiliensis al aluminio en el suelo, concentraciones elevadas de este pueden afectar el crecimiento del árbol y disminuir los rendimientos (An et al., 2018; Yang et al., 2022). El árbol de caucho ha desarrollado estrategias de adaptación (probablemente mediante exudaciones de la raíz) a las condiciones de acidez enfocadas a incrementar el pH rizosférico de 4,4 a 5,1 y disminuirlo de 7,4 a 6,2 (Ambily, 2022). Sin embargo, el encalado y las enmiendas orgánicas siempre son una alternativa para mejorar la calidad del suelo y la productividad de las plantaciones de caucho en suelos de alta acidez.

Cacao (Theobroma cacao L.)

El árbol de cacao tiene su origen en la Amazonia, pero los cultivos establecidos en la región presentan bajo rendimiento debido a que, la alta acidez y escaza fertilidad del suelo limitan el uso eficiente de nutrientes (Rosas et al., 2021), por lo que los cacaocultores e investigadores de la zona han optado por realizar prácticas de manejo de la acidez del suelo. En otras publicaciones sobre eficiencia de nutrientes en cacao, estos autores hallaron que la acidez del suelo restringe el uso eficiente de N-P-K en clones como ICS-1, ICS-39, TSH-565 y CCN-5 (en menor intensidad), por lo que es necesario encalar y fertilizar teniendo en cuenta las preferencias edáficas para cada clon (Rosas et al., 2019). Sin embargo, cuando se incrementa el pH del suelo a 5,5 mediante el encalado, se aumenta la eficiencia en la absorción de nutrientes y se alcanzan mayores producciones (Rosas et al., 2021).

Caña panelera (Saccharum officinarum L.)

El aluminio en suelos ácidos es un factor limitante para el crecimiento de la caña. Los síntomas iniciales de la toxicidad al aluminio son la inhibición del crecimiento radicular, cambios en el desarrollo de los pelos radiculares y clorosis, y quemazón en las hojas superiores (Ribeiro et al., 2021). La aplicación de enmiendas cal es una alternativa vigente para regular los efectos de la acidez en los cultivos de caña.

De Campos et al., (2022), encontraron que la combinación de sistemas de labranza profunda del suelo con la aplicación de cal, es una estrategia potencial para controlar hasta por 42 meses, después del encalado, la acidez del suelo y aumentar la concentración de sacarosa, los rendimientos de tallo y la producción de caña de azúcar. Pero debido a los altos costos del encalado, los ingenios están optando por desarrollar variedades modificadas genéticamente (transgénicas), las cuales eliminan el aluminio del ápice de la raíz a través de la exudación radicular de malato y citrato (Ribeiro et al., 2021). Para esta misma táctica, Rosa et al. (2020) identificaron y aislaron los genes de variedades de caña tolerantes al estrés de aluminio que inducen la desintoxicación eficiente, la formación de raíces laterales y la activación de enzimas redox.

El suministro de sílice también ayuda a mitigar el estrés abiótico ocasionado por el aluminio en la caña; Junior et al. (2023) reportaron que 2 mmol L⁻¹ de Si ayudaron a promover cambios en la morfoanatomía de las raíces para atenuar la toxicidad del aluminio en las plántulas de caña de azúcar al limitar la absorción y el transporte de Al³⁺ a los tejidos.

Mejorar la actividad microbiana en los suelos también contribuye a incrementar la tolerancia de S. officinarum al estrés por aluminio. Labanca et al. (2020) inocularon plántulas con bacterias promotoras del crecimiento en un suelo con 37% de saturación de Al y pH 4,0, las bacterias aumentaron la biomasa de raíces y brotes, así como los contenidos Ca y B como mecanismo para aliviar el estrés.

Chontaduro (Bactris gasipaes Kunth)

El chontaduro es una especie del suroeste de la Amazonia (da Silva y Clement, 2005) de la cual no se encontraron reportes científicos que den cuenta de posibles restricciones o toxicidad ocasionada por el aluminio del suelo. De hecho, Ares et al. (2002) manifiestan que B. gasipaes se adapta perfectamente a suelos ácidos y poco fértiles, aunque la nutrición es necesaria para alcanzar y sostener la producción comercial del cultivo. Deenik et al., (2000) reportaron que el chontaduro puede cultivarse en suelos extremadamente ácidos con saturaciones de aluminio hasta del 71 %, sin embargo, los valores óptimos para su desarrollo corresponden a pH neutros con menos de 1 cmol L⁻¹ de aluminio en solución. Bovi et al. (2004) evaluaron los efectos del encalado en el crecimiento y producción de palmito de B. gasipaes cultivada en un Ultic Haplorthox con pH de 4,1 y saturación de bases del 26 %, donde encontraron que la mayor absorción de nutrientes al igual que el rendimiento máximo se alcanzaron con 4,3 Mg ha⁻¹ de cal dolomita, cuando el pH se elevó a 4,5 y la saturación de bases a 51,4 %. Sin embargo, se evidenció una disminución significativa en la toma de N, P y micronutrientes, así como en el desarrollo y rendimiento, cuando se aplicaron grandes cantidades de cal (8,7 y 14,6 Mg ha⁻¹) y el pH fue mayor a 4,8. No se encontraron reportes sobre efectos de la acidez del suelo en la producción del fruto de chontaduro.

Piña (Ananas comosus L. Merr.)

La piña es un cultivo tropical tolerante a las condiciones de acidez de los suelos, incluso, la piña cayena es considerada una variedad altamente resistente a la presencia de aluminio en solución e incrementa la longitud de raíz y la absorción de Ca, Mg y K (lo cual sería un posible mecanismo para reducir la toxicidad) cuando se somete a 200 μmol L⁻¹ de AlCl₃ (Lin, 2010). Sin embargo, algunos cultivares como Tainung No.17 que son susceptibles a la toxicidad por aluminio, presentan clorosis en hojas jóvenes y las raíces son cortas y gruesas (Lin, 2010). Al respecto, Cahyono et al. (2019) demostraron que aplicaciones de 5 Mg ha⁻¹ de cal dolomita aumentaron el pH de 4,49 a 5,58, la disponibilidad de potasio, calcio y magnesio en el suelo mejoró la disponibilidad de nutrientes y reguló el efecto tóxico del hierro, lo que influyó en el crecimiento del área foliar.

4. CONCLUSIONES

La información científica consultada en las bases de datos, utilizadas en la búsqueda, permitió concluir que las condiciones de acidez los suelos de la Amazonia colombiana (oxisoles y ultisoles), en particular el aluminio soluble, ocasionan efectos diferenciados en la disponibilidad y absorción de nutrientes como también en la toxicidad de los cultivos. Las especies tolerantes, aunque alcanzan niveles importantes de producción, su rendimiento se ve limitado por la acidez del suelo.

No son del todo claros los mecanismos de respuesta al estrés causado por aluminio reportados para los cultivos abordados en esta revisión (salvo para Urochloa sp). Estos parecen presentar adaptación a los suelos ácidos de la región, pero los reportes no son suficientemente concluyentes por lo cual se hace necesario avanzar en el conocimiento sobre los mecanismos de adaptación, los niveles de tolerancia y las prácticas de manejo de estos sembríos.

Por ahora, establecer agriculturas con especies tolerantes a la acidez, es quizás la mejor alternativa para los cultivadores en la región amazónica. Las investigaciones consultadas en esta revisión también sugieren el uso de materiales encalantes y materia orgánica como opción para el manejo de la acidez del suelo, aunque se requiere realizar análisis específicos para la zona, que permitan establecer la dosis requerida, así como su viabilidad económica y edafológica.

Existe información que puede resultar relevante para tomar decisiones relacionadas con el manejo de suelos ácidos, pero en su mayoría, no se encuentra en acceso abierto mientras que su uso se restringe a la escasa capacidad de pago de los investigadores e instituciones académicas y científicas (pocas por demás) que tienen como objeto de estudio los suelos de la Amazonia colombiana.

Agradecimientos

Los autores expresan su agradecimiento a los investigadores de las ciencias del suelo y a los productores del campo, especialmente a aquellos que deben sortear las dificultades inherentes a los suelos ácidos de la Amazonia colombiana.

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