República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Universidad Nacional Experimental Politécnica

Antonio José de Sucre

Vicerrectorado Barquisimeto

Núcleo Carora

Integrantes:

Mosquera Nathalia Exp. 20121-C079

Ing. Rural

Carora; marzo del 2015

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La acidificación de los suelos es un proceso dinámico que engloba la acción de factores naturales (edáficos, climáticos y biológicos) y antropogenicos (derivados de la acción del hombre), que se traducen en un incremento de la acidez natural del suelo. Se ha establecido que los fenómenos naturales de declinación de la fertilidad y acidificación del suelo pueden ser acelerados con la práctica de la agricultura. Resulta así que el elemento predominante de este proceso de acidificación ha sido el hombre, quien en su accionar productivo no ha reparado en los impactos y costos ecológicos sobre el recurso suelo. Así una agricultura intensiva, muy extractiva y sin reposición de bases, unido a la utilización masiva de fertilizantes de reacción acida, ha agudizado y acelerado la manifestación de este fenómeno natural en los suelos.

Los suelos ácidos se generan por una pérdida de cationes básicos (calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K) y sodio (Na)) y una acumulación de cationes ácidos (aluminio (Al) e hidrogeno (H)). La acidez de los suelos limita el crecimiento de las plantas debido a una combinación de factores que incluyen la toxicidad de aluminio, manganeso e hidrogeno y la deficiencia de nutrientes esenciales, especialmente calcio, magnesio, fosforo y molibdeno. Pero, el factor limitante del crecimiento más importante en esos suelos ácidos, es la toxicidad del aluminio soluble e intercambiable.

NATURALEZA DE LA ACIDEZ EN EL SUELO

Existen varios procesos en el suelo que promueven la reducción del pH. Todos estos procesos ocurren naturalmente dependiendo del tipo de suelo, del tipo de cultivo y de las condiciones de manejo. Un conocimiento adecuado de estos procesos en el suelo permite un mejor control de los parámetros que conducen a condiciones acidas.

Remoción de nutrientes:

Un suelo con pH neutro tiene saturada la fase de intercambio con cationes básicos (K⁺, Ca⁺², Mg ⁺², Na⁺). Estos cationes satisfacen la carga eléctrica de la superficie de los coloides del suelo. La acidificación se inicia con la perdida de estos cationes debido en parte a la acción de las raíces. La planta, al absorber cationes, libera H⁺ para mantener el equilibrio en su interior, lo que contribuye a la reducción del pH del suelo.

Por otro lado, el movimiento de cationes a capas inferiores (lixiviación) contribuye también a la acidificación del suelo. Este movimiento de cationes se debe a la presencia de aniones que formados pares iónicos se encargan de arrastrar los cationes del perfil del suelo con el movimiento del agua. En el inicio, el aporte de aniones como nitrato (NO₃⁻), sulfato (SO₄⁻²) y cloruro (Cl⁻) que son los que arrastran los cationes básicos del perfil al formar los respectivos pares iónicos. Además, la materia orgánica del suelo se descompone con la ayuda de microorganismos produciendo un constante suplemento de CO₂ que fácilmente se transforma en bicarbonato (HCO₃⁻) de acuerdo a la siguiente reacción:

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CO₂ + H₂O ↔ H⁺ + HCO₃⁻

Esta reacción aporta H⁺, que reduce el pH, y bicarbonato (HCO₃⁻) que se combina fácilmente con los cationes básicos lavándolos del perfil, promoviendo de esta forma condiciones favorables para acidez. La materia orgánica del suelo contiene también grupos carboxílicos y fenolicos activos que se disocian liberando iones H⁺ a la solución del suelo. El contenido de materia orgánica varía de sitio a sitio y por lo tanto su contribución a la acidez del suelo es también variable.

Utilización de fertilizantes nitrogenados:

Los fertilizantes nitrogenados que contienen o forman amonio (NH₄⁺) incrementan la acidez del suelo a menos que la planta absorba NH₄⁺ directamente. Ejemplo de estos fertilizantes son el sulfato de amoniaco [(NH₄⁺)₂SO₄], nitrato de amonio (NO₃NH₄) y la urea [CO(NH₂)₂].

El (NH₄⁺)₂SO₄ y el NO₃NH₄ aplicados al suelo se disocian liberando amonio (NH₄⁺). Esta forma de nitrógeno (N) se convierte en nitrato (NO₃⁻) a través de oxidación biológica. El proceso que hace posible esta transformación se denomina nitrificación y se representa con las siguientes reacciones:

2NH₄⁺ + 3O₂ → 2NO₂⁻ + 4H⁺ + H₂O

Nitrosomonas

2NO₂⁻ + O₂ → 2NO₃⁻

Nitrobacter

Como se observa la nitrificación produce un exceso de H⁺ que acidifica el suelo. Este es un proceso natural necesario para transformar el NH₄⁺ en NO₃⁻ debido a que las plantas utilizan principalmente NO₃⁻ en su nutrición. Por otra parte, estas reacciones requieren oxigeno (O₂) por lo tanto es necesario que el suelo se encuentre bien aireado para que el proceso tenga lugar.

La utilización de urea produce también acidificación del suelo, aun cuando las reacciones iníciales son diferentes. Después de la aplicación al suelo, la urea es atacada por las enzimas ureasa facilitando la hidrólisis del material. La primera reacción forma carbamato de amonio que es un compuesto inestable. Esta reacción eleva el pH en la inmediata vecindad del granulo de urea a valores mayores de 8.0. En este ambiente alcalino el carbamato de amonio se descompone rápidamente en amoniaco (NH₃) y CO₂. Estas reacciones se describen a continuación:

CO(NH₂)₂ + H₂O → H₂NCOONH₄

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Ureasa

H₂NCOONH₄ → 2NH₃↑ + CO₂↑

El NH₃ formado al final de estas reacciones es un gas que se volatiliza fácilmente de la superficie del suelo, pudiéndose perder de esta forma apreciable cantidad de N del sistema. El NH₃ en contacto con agua se transforma en NH₄⁺, permaneciendo en esta forma estable en el suelo. Por esta razón, es aconsejable incorporar la urea en el suelo para evitar volatilización.

El NH₄⁺ formado después de la hidrólisis de la urea pasa por los mismos procesos de oxidación biológica o nitrificación al igual que el NH₄⁻ de otras fuentes nitrogenadas. Este proceso lleva inevitablemente a la acidificación del suelo. Es importante indicar que la mineralización de la materia orgánica también produce NH₄⁺ como producto final del proceso de descomposición. Este NH₄⁺ contribuye de igual forma a la acidificación del suelo después de que forzosamente pasa por el proceso de nitrificación.

Aluminio intercambiable:

Es reconocido ampliamente que uno de los principales factores en el desarrollo de la acidez del suelo es la presencia de aluminio (Al³⁺) en la solución del suelo. Los iones Al³⁺ desplazados de los minerales arcillosos por otros cationes se hidrolizan (reaccionan con una molécula de agua) para formar complejos monomericos y poliméricos hidroxi-aluminicos. Las reacciones de hidrólisis del Al³⁺ son similares a la reacción de una acido fuerte como el acido acético que libera iones H⁺. La hidrólisis de las formas monoméricas del Al se ilustran es las siguientes reacciones:

Al³⁺ + H₂O → Al(OH)²⁺ + H⁺

Al(OH)²⁺ + H₂O → Al(OH)₂⁺ + H⁺

Al(OH)²⁺ + H₂O → Al(OH)₃ + H⁺

Cada una de estas reacciones libera H⁺ y contribuye a la acidez del suelo. Este incremento en acidez promueve la presencia de más Al³⁺ listo para reaccionar nuevamente.

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La figura describe el comportamiento de las diferentes formas monoméricas del Al con respecto al pH de una solución. Se observa que el Al³⁺ aparece en la solución a pH 5.3 y que arriba de este pH se inicia la formación de Al(OH)₃ que se precipita, eliminando el Al de la solución. Estas reacciones son importantes en el control de acidez.

El pH es el indicador normalmente utilizado para estimar el grado de acidez o basicidad del suelo. Es un valor que expresa la actividad del ion hidrogeno (H⁺) en la solución del suelo. La actividad de un ion puede definirse como la concentración efectiva de ese ion en una solución.

El pH del suelo se define como el logaritmo (en base a 10) negativo de la actividad del ion hidrogeno:

pH = -log(H⁺)

La escala de pH se extiende de 0 a 14, siendo el pH 7,0 el punto neutro, donde las actividades de iones de hidrogeno (H⁺) y de iones hidroxilos (OH⁻) son iguales (10⁻⁷ mol/L de H⁺ o 10⁻⁷ mol/L de OH⁻). Cuando aumenta la actividad de iones hidrogeno, disminuye la de iones hidroxilos, el pH baja de 7,0 y el suelo se acidifica y viceversa.

La expresión logarítmica de los valores de pH significa que por cada unidad de cambio de pH de una solución corresponde una variación de 10 veces en la actividad de H⁺. Por ellos, un suelo de pH 5,5 es 10 veces más acido que un suelo de pH 6,5; mientras que un suelo de pH 4,5 es 100 veces más acido que uno de pH 6,5.

Cuando el pH de la solución de suelo baja, por ejemplo, de 6 a 5, ello significa un aumento de 10 veces en la concentración de iones hidrógenos y, también , una disminución equivalente de iones hidroxilos.

Términos descriptivos de los suelo según el pH y efectos esperables en cada rango:

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Rango de pH Denominación Efectos esperables

< 4,5 Extremadamente ácido Condiciones muy desfavorables.

4,5-5,0

Muy fuertemente ácido Posible toxicidad por Al y exceso de: Co, Cu, Fe, Mn, Zn.

Deficiendia de: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S. Suelos sin carbonato cálcico. Actividad bacteriana escasa.5,1-

5,5 Fuertemente ácido

5,6-6,0

Medianamente ácido Intervalo adecuado para la mayoría de cultivos.

6,1-6,5 Ligeramente ácido Máxima disponibilidad de nutrientes.

6,5-7,3 Neutro Mínimos efectos tóxicos (por debajo de pH = 7 el

carbonato cálcico no es estable en el suelo)

7,4-7,8

Moderadamente alcalino

Disminuye la disponibilidad de P

Deficiencia creciente de Co, Cu, Fe, Mn, Z,

Clorosis férrica

8,5-9,0

Fuertemente alcalino

En suelos no sódicos, puede haber MgCO₃

Mayores problemas de clorosis férrica

Toxicidad de B

˃9,0 Muy fuertemente alcalino

Presencia de carbonato de sodio

Suelos sódicos toxicidad de B y Na

Deficiencia de micornutrientes excepto Mo

Actividad microbiana escasa

Condiciones muy desfavorables

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EFECTOS DE LA ACIDEZ:

Disminución de la disponibilidad de nutrientes (P, Mg, Ca) en los lugares donde suelen ser absorbidos por las plantas por haber sido intercambiados por otros cationes como H+ o Al3+.

Riesgo de encontrar niveles tóxicos de aluminio (Al), manganeso (Mn) y otros metales que en condiciones ácidas pueden llegar a ser muy móviles. El aluminio va a producir un descenso en el crecimiento en longitud de las plantas y lo va a hacer actuando a dos niveles: inhibiendo el crecimiento celular e inhibiendo la división celular. Por su parte, el manganeso va a provocar daños en las partes aéreas de las plantas: manchas necróticas en los tallos y manchas rodeadas de un halo de necrosis en las hojas, que además van a aparecer arrugadas.

Agotamiento de la capacidad de amortiguamiento del suelo. Se va produciendo una disminución progresiva de la capacidad de neutralizar ácidos a medida que el pH disminuye.

Disminución del crecimiento de plantas y de los procesos microbiológicos que ocurren en el suelo, especialmente si el pH disminuye por debajo de 4. De esta forma se va a perder aporte de materia orgánica al haber menos biomasa y los procesos de nitrificación que realizan las bacterias van a estar desfavorecidos. Esto conlleva una debilitación de la estructura de agregados del suelo que favorecía la aireación y el movimiento de agua, y se van a formar costras superficiales que aumentan la escorrentía y disminuyen la lixiviación.

Perjudicial para la puesta en marcha de cultivos. En la siguiente tabla se muestran los intervalos de pH deseables según el tipo de cultivo:

Cultivo Rango de pH Cultivo Rango de

pH Cultivo Rango de pH

Acelga 6-7,5 Col de Bruselas 5,7-7,3 Nogal 6-8

Agrios 6-7,5 Coliflor 6-7,3 Olivo 6-8

Alfalfa 6,2-7,8 Colza 6-7,5 Patata 4,8-6,5

Algodón 5-6 Dáctilo 5,5-7,2 Pepino 5,7-7,3

Agrostis 5-6 Escarola 5,6-6,7 Peral 5,6-7,2

Almendro 6-7 Espárrago 6,2-7,7 Pimiento 7-8,5

Apio 6,1-7,4 Espinaca 6,2-7,6 Pino 5-6

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Arroz 5-6,5 Festuca ovina 4,5-6 Plátano 6-7,5

Avellano 6-7 Festuca pratense 4,5-7 Poa

pratense 5,5-7,5

Avena 5-7,5 Fleo 5,5-8 Rábano 6-7,5

Balico 6-7 Girasol 6-7,5 Remolacha 6,1-7,4

Berenjena 5,4-6 Guisante 6-7,5 Soja 6-7

Boniato 5,1-6 Judía 5,6-7 Tabaco 5,5-7,5

Brócoli 6-7,3 Lechuga 5,5-7 Tomate 5,5-7

Cacahuete 5,3-6,6 Lino 5-7 Trébol blanco 5,6-7

Calabaza 5,6-5,7 Maíz 5,5-7,5 Trébol híbrido 5,5-7

Caña de azúcar 6-8 Manzano 5,4-6,8 Trébol rojo 5,5-7,5

Castaño 5-6,5 Melioto 6,5-7,5 Trébol violeta 5,7-7,6

Cebada 6,5-8 Melón 5,7-7,3 Trigo 5,5-7,5

Cebolla 6-7 Melocotonero 5,2-6,8 Veza 5,2-7

Centeno 5-7 Membrillero 5,7-7,2 Vid 5,4-6,8

Col 5,5-7,5 Nabo 5,5-6,8 Zanahoria 5,7-7

DEFICIENCIA DE NUTRIENTES EN SUELOS ACIDOS:

PH del suelo alto o bajo que mantiene insolubles a los elementos minerales

Esto significa que el elemento (Hierro, Fósforo, Manganeso, etc.) está en el suelo en cantidad suficiente, pero no está disuelto en agua. Es decir, haber, hay, pero no está disponible para las raíces porque se encuentra en gran medida insolubilizado como mineral (imagínate una piedrecita por así decirlo) y en este estado, para las raíces es como si no estuviera, puesto que no pueden absorberlo.

En la solubilidad de los nutrientes influye decisivamente el pH. Por ejemplo, en los suelos que tienen un pH alto, es decir alcalinos (calizos), es muy común la carencia de Hierro (Fe), ya que con este pH el Hierro está poco soluble en agua.

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El suelo no necesita mucho fósforo para satisfacer la demanda de las plantas, pero si necesitan de él particularmente las leguminosas, para producir las enzimas que absorben nitrógeno del aire. La fijación del fósforo puede ser el problema más serio en la rehabilitación de suelos enfermos que sufren el síndrome de acidez, particularmente en suelos ricos en barro (arcilla). La disponibilidad de fósforo es más importante en el caso de leguminosas que son plantas ideales para regenerar el suelo con materia orgánica saludable, abonos verdes y las plantas de leguminosa que lo proveen. También las personas pueden provocar la acidez del suelo en pocos años, al aplicar fertilizantes acidificantes a suelos saludables.

Son requeridos en grandes cantidades por las plantas. Los principales macro nutrientes son:

(N) Nitrógeno:

La carencia del N tiene como consecuencia la clorosis generalizada, sobre todo en las hojas viejas; es la pérdida del color verde se tornan amarillas.

(P) Fósforo:

La carencia del P provoca un crecimiento limitado y lento, produciendo en los bordes de las hojas -generalmente viejas- un color rojizo dorado por acumulación de antocianas, consecuentemente la floración disminuye de manera significativa.

(K) Potasio:

La carencia del K provoca manchas necróticas dispersas, en las hojas viejas, y bordes amarillentos y puntas secas. Así como se ven perjudicados los frutos de manera significante, con la caída prematura de los éstos y también afectando la caída a las flores. La deficiencia de este elemento se observa sobre todo en suelos arenosos y con alto contenido de calcio.

(S) Azufre:

La carencia del S provoca clorosis generalizada -amarillamiento principalmente de las nervaduras- en las hojas jóvenes; incluso puede provocar manchas oscuras en algunos frutos u hortalizas, como también la formación incompleta de éstos.

(M) Magnesio:

La carencia de M en los suelos provoca una menor resistencia de los tejidos vegetales, como por ejemplo haciendo las ramas más quebradizas, perdiendo las hojas y con la caída prematura del fruto. Un suelo carente de M sería un suelo estéril y de tener en exceso resultaría incultivable.

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(Ca) Calcio:

La carencia del Ca en el suelo aumenta su acidez impidiendo la formación de bases en los fertilizantes, los cuales difícilmente serán aprovechados por la planta. Las plantas tienen gran necesidad de Ca y de faltarles se desarrollarán con ciertas dificultades, engrosándose los tallos con una reducción de los entrenudos y raíces hasta el punto de atrofiarse sus extremidades, impidiendo su óptimo desarrollo. Las hojas jóvenes se deforman y los ápices se necrosan.

PREVENCIÓN Y MEJORAMIENTO

Los agricultores tienen varias alternativas para combatir los problemas de acidez del suelo. Las siguientes son algunas de ellas:

Selección de especies tolerantes. Darle descanso al suelo (período de barbecho). Corregir la salud del suelo con abonos verde, cultivos de cobertura y agroforestería. Aplicación de enmiendas de cal o cenizas.

Estas alternativas se pueden combinar y usar los resultados más satisfactorios. Un prerrequisito importante para conseguir la recuperación y rehabilitación del suelo es protegerlo contra la erosión y, de esta forma, conservar los beneficios de los esfuerzos curativos sobre la tierra, que el agricultor utiliza. La mejor alternativa, por supuesto si es posible, es prevenir la acidificación con un manejo planificado.

ENCALADO:

El encalado consiste en la aplicación al suelo de sales básicas que neutralizan la acidez. Los materiales que se utilizan como alcalizantes o correctivos de acidez son principalmente carbonatos, óxidos, hidróxidos y silicatos de calcio (Ca) y/o magnesio (Mg). Debido a su diferente naturaleza química, estos materiales presentan una variable capacidad de neutralización.

Existen varios materiales que son capaces de reaccionar en el suelo y elevar el pH. Entre los más comunes se pueden citar los siguientes:

Oxido de calcio:

El oxido de calcio (CaO), también conocido como cal viva o cal quemada, es un polvo blanco muy difícil y desagradable de manejar. Se fabrica calcinando al horno piedra caliza lo que produce la siguiente reacción:

CaCO₃ + calor(1000°C) → CaO + CO₂

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Hidróxido de calcio:

El hidróxido de calcio [Ca(OH)₂] se conoce también como cal apagada o cal hidratada y se obtiene a partir de la reacción del oxido de calcio con agua de acuerdo con la siguiente reacción:

CaO + H₂O → Ca (OH)₂

Cal agrícola o calcita:

Este es el material más utilizado para encalar los suelos y contiene principalmente carbonato de calcio (CaCO₃). Se obtiene a partir de roca caliza y roca calcárea o calcita que se muele y luego se cierne en mallas de diferentes tamaños. Las rocas calizas no son puras y pueden contener impurezas arcillas, hierro, arena y granos de limo que reducen el contenido de carbonato. En su forma pura contiene 40% de Ca.

Dolomita:

El carbonato doble de calcio y magnesio (CaCO₃•MgCO₃) se denomina dolomita. El material puro contiene 21.6% de Ca y 13.1 de Mg. Aunque la dolomita reacciona mas lentamente en el suelo que la calcita, tiene la ventaja de que suministra Mg, elemento con frecuencia deficiente en suelos ácidos

Oxido de magnesio:

El oxido de magnesio (MgO) es un material de encalado que contiene solamente Mg en una concentración de 60%. Su capacidad de neutralizar la acidez es mucho más elevada que la de otros materiales, pero, por su poca solubilidad en agua, debe ser molido finamente para que controle adecuadamente la acidez del suelo. Es una fuente excelente de Mg en suelos ácidos que frecuentemente tienen también deficiencia de este nutriente.

Magnesita:

Es un producto a base de carbonato de magnesio (MgCO₃), que en su forma pura posee un contenido de Mg de 28.5%. es una excelente fuente de Mg.

Arcillas calcáreas:

Son depósitos no consolidados de CaCO₃, conocidos también como margas, de texturas arcillosas y con gran cantidad de impurezas. Por lo general, esta material se maneja en húmedo lo que disminuye su eficiencia

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Escorias industriales:

Son residuos de la industria del acero (escorias básicas) y la fundición del hierro (escorias Thomas). Los dos contienen silicatos de calcio (CaSiO₃) y silicatos de magnesio (MgSiO₃) y neutralizan la acidez del suelo a través de la hidrólisis del ion silicato (SiO₃˭). Su capacidad para neutralizar la acidez del suelo es similar al CaCO₃.

El uso de estos materiales está limitado a zonas que se encuentras en las cercanías de las industrias de acero y hierro.

Cantidad en g/ha de compuesto puro necesaria para aumentar en una unidad el pH

CompuestoTipo de suelo

Arenoso Vegetal Arcilloso

Óxido de calcio (CaO, cal viva) 10-20 20-30 30-50

Hidróxido de calcio (Ca(OH)2, cal muerta) 13-26 26-39 39-66

Dolomita CaMg(CO3)2 16-33 33-49 49-82

Calcita (CaCO3) 18-36 36-54 54-90

MANEJO DE SUELOS ÁCIDOS

Al ser las deposiciones atmosféricas una de las principales causas de la acidificación de suelos, una de las técnicas paliativas consistiría en reducir las emisiones de SO2 y NOx limitando el uso y quema de los combustibles fósiles que los generan.

Si la acidez no es excesiva o es causada de forma natural es recomendable el uso de cultivos tolerantes que puedan desarrollarse sin problemas en estos terrenos.

Hay que tener cuidado a la hora de elegir el fertilizante si nos encontramos en un terreno dedicado a la agricultura, evitando la utilización de fertilizantes que aumente la acidez como por ejemplo los amónicos.

Pero si lo que se desea es un ajuste in situ del pH del suelo, para que los elementos tóxicos sean insolubles y los nutrientes esenciales estén disponibles, la técnica empleada es la aplicación de enmiendas calizas, que tienen la capacidad de neutralizar los ácidos del suelo. Estas sustancias son la cal, rocas calizas (calcita, dolomita), marga, siendo las más usadas las rocas calizas agrícolas. Las actuaciones de encalado deben realizarse dentro del marco de un programa de manejo que contemple el problema globalmente. En cualquier

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caso, la enmienda debería realizarse de tal modo que el incremento del pH fuera gradual. Esto se puede conseguir utilizando dolomita, que sufren una disolución lenta. Además, la dolomita es muy recomendable si, a parte de la acidez presente en el suelo, los niveles de magnesio son bajos, ya que este elemento forma parte de su estructura. A continuación se muestra una tabla en la que se indica la cantidad necesaria de las sustancias utilizadas como enmiendas para aumentar en una unidad el pH:

Materia orgánica:

Añadir grandes cantidades de abonos orgánicos para amortiguar el pH del suelo, sobre todo donde el aporte de cal no sea posible.

Manejo de pH:

Evitar el uso de fertilizantes acidificantes en suelos sódicos.

Drenaje:

Si la alcalinidad del suelo es sódica, mejorar el drenaje, incorporar yeso y usar cultivos de raíces profundas tales como leguminosas y canola en la rotación para trasladar el yeso hacia abajo en el perfil del suelo. El azufre también es usado para acidificar el suelo. El yeso proporciona calcio para reemplazar el exceso de sodio.

Nutrición:

Agregar los macro- o los micronutrientes que se identifican como deficiencias al observar las plantas. Colocar bandas de fósforo con nitrógeno de amonio en los suelos alcalinos para aumentar la disponibilidad del fósforo.