La química está presente en casi todos los jardines. Las plantas necesitan muchos minerales para crecer y reproducirse sanas. Por ejemplo, las plantas realizan el proceso de fotosíntesis, que es una serie de reacciones químicas. Cada uno de los elementos y compuestos químicos presentes en el suelo tiene funciones específicas, como co-crear estructuras orgánicas, catalizar reacciones enzimáticas, actuar como portador de carga para mantener el equilibrio electroquímico o regular la presión osmótica. Tratando de comprender estos y otros fenómenos, se ve rápidamente que el jardín es un lugar único.

Composición y propiedades químicas del suelo

El suelo es la capa superficial externa de la corteza terrestre. Su composición depende en gran medida del tipo de lecho rocoso sometido a los procesos de formación del suelo. En el suelo pueden encontrarse numerosos elementos y compuestos químicos. Casi la mitad de la composición del suelo son sustancias minerales. Se dividen en macroelementos, es decir, potasio, sodio, calcio, aluminio, silicio, carbono, hierro, fósforo, nitrógeno e hidrógeno, y microelementos, es decir, boro, manganeso, molibdeno y zinc. Normalmente, los microelementos están presentes en el suelo en forma de minerales. El suelo también incluye gases, especialmente los presentes en el aire. Entre ellos se encuentran el dióxido de carbono, el metano, el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco. Entre todos los elementos de la composición del suelo, el oxígeno tiene la mayor proporción de masa, seguido del silicio y el aluminio.

Una de las propiedades químicas características del suelo es su pH. En la práctica, hablamos de él refiriéndonos a la escala de pH. La mayoría de las plantas prefieren un pH neutro entre 6,5 y 7,5, pero algunas crecen favorablemente en un rango más amplio (de 5,5 a 8). Cuando el suelo se vuelve demasiado ácido o demasiado alcalino, algunos de sus componentes químicos dejan de estar disponibles para las plantas. Por eso el pH es tan importante. La reacción del suelo influye directamente en su fertilidad y, por tanto, en su productividad. Los iones de calcio tienen una gran influencia en el pH del suelo. Proceden principalmente del carbonato cálcico. Junto con el ácido carbónico, forman un sistema amortiguador que evita los cambios rápidos de pH, lo que es extremadamente importante para las plantas, ya que las raíces son sensibles a los cambios rápidos de pH. Esta capacidad del suelo para mantener un valor de pH constante (a pesar de la presencia de factores que cambien su valor) se denomina propiedades amortiguadoras. Esto ocurre cuando el suelo contiene mezclas de sistemas tampón, por ejemplo, un ácido débil y su sal. Pueden provocar la ausencia de cambios en el pH a pesar del uso de fertilizantes desacidificantes o acidificantes adecuados.

El potencial redox es otra propiedad química importante del suelo. Este parámetro está estrechamente relacionado con la humedad. Cuanto más húmedo es el suelo, menor es el contenido de oxígeno. Se considera que los suelos que contienen grandes cantidades de O2 tienen buenas condiciones aeróbicas. Esto es importante para el crecimiento de las plantas, porque en un suelo así, los procesos de oxidación de los compuestos minerales y orgánicos pueden producirse sin interrupción. Cuando el potencial redox medido es demasiado bajo, puede ser un signo de exceso de humedad en el suelo. Entonces, en primer lugar, se observan fenómenos de reducción, por ejemplo, de los nitratos, lo que conduce a la pérdida del valioso nitrógeno del suelo.

Procesos químicos en el jardín

Las plantas y el suelo son los pilares de cualquier jardín. Al ser su elemento natural, en ellos tienen lugar la mayoría de los procesos químicos importantes.

  • El proceso más conocido en el caso de las plantas es la fotosíntesis. Permite producir los compuestos estructurales necesarios para las plantas y las sustancias necesarias para su correcto funcionamiento. La fotosíntesis es la transformación de dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno. Esta reacción tiene lugar en presencia de la energía procedente de la luz del sol. La fotosíntesis es el más importante de los procesos que sustentan la vida en la Tierra.
  • El compostaje es un método popular de gestión de los residuos verdes en los jardines. Este reciclaje orgánico consiste en la descomposición de la materia orgánica por microorganismos. Su fase clave es la mineralización de la materia orgánica procedente de restos vegetales y animales, que da lugar a la formación de compuestos minerales simples. La mineralización implica dos procesos: la putrefacción y la descomposición. El primero se produce en condiciones anaeróbicas. Los compuestos minerales formados por putrefacción incluyen dióxido de carbono, agua, amoníaco y sulfuro de hidrógeno. En cambio, la putrefacción tiene lugar en presencia de oxígeno. Favorece la formación de óxidos, iones fosfato o sulfato. Los compuestos fácilmente degradables, como los azúcares, el almidón o las proteínas, son especialmente susceptibles a la mineralización. Constituyen una valiosa fuente de carbono elemental y nitrógeno para los microorganismos.
  • Muchos de los procesos químicos observados en los jardines implican la circulación de elementos. Un ejemplo concreto es el nitrógeno, que como gas constituye alrededor del 78% del aire y en los suelos es un nutriente clave para la mayoría de las plantas. Los organismos vivos absorben el nitrógeno atmosférico a través de las bacterias. Éstas son capaces de absorber el nitrógeno molecular y transformarlo en amoníaco. Las plantas pueden absorberlo y utilizarlo para producir moléculas orgánicas. Cuando la planta es ingerida por un animal, este elemento entra en su organismo. El nitrógeno contenido en la planta permanece en el animal, que muere, y, como resultado de reacciones químicas posteriores, se transforma en amoniaco y nitrógeno molecular, que vuelven a entrar en la atmósfera.

Abonos y productos fitosanitarios

El clima y los procesos químicos que tienen lugar en el jardín hacen que, con el tiempo, éste se empobrezca en nutrientes. Este proceso se denomina agotamiento del suelo. En los jardines naturales, los nutrientes vuelven al suelo con la muerte y la descomposición de la planta, pero el proceso se altera en los suelos donde se cultivan y luego se cosechan. Cuanto menos nutrido esté el suelo, más difícil será que sobrevivan las plantas. Los fertilizantes se utilizan para suplir las carencias de elementos del suelo. Es importante señalar que el método de fertilización y la selección del abono adecuado no son fáciles y dependen totalmente del estado del suelo y de las necesidades nutricionales de las plantas.

Hoy en día se utilizan dos tipos de abonos agrícolas:

  • Naturales (orgánicos) – se trata, en primer lugar, de abonos de origen vegetal y animal. El más utilizado es el compost. Se elabora a partir de los restos de plantas y de elementos como la hierba segada o las hojas. Se forma como resultado de su descomposición bacteriana aeróbica. El compost es rico principalmente en nitrógeno, pero también en óxido de fósforo (V) y óxido de potasio. La calidad del abono se evalúa en función del contenido de los elementos mencionados. Otros abonos naturales son el estiércol derivado de los excrementos de los animales de granja y el biohumus derivado de los excrementos («castings») de las lombrices de tierra californianas. Hay que tener en cuenta que los abonos naturales no siempre contienen todos los elementos químicos necesarios.
  • Artificiales (minerales): estos abonos tienen una gran eficacia y una acción más rápida que los abonos naturales. Los fertilizantes artificiales contienen componentes primarios como nitrógeno, fósforo y potasio, componentes secundarios como calcio, magnesio, sodio y azufre, así como micronutrientes como boro, cobalto, cobre y hierro. Los abonos artificiales se clasifican en simples (con la cantidad declarada del ingrediente principal: abono nitrogenado, fosforado o potásico) y compuestos (que contienen al menos dos nutrientes, obtenidos durante una reacción química). Los abonos artificiales más utilizados son: superfosfato triple, calimagnesia, sulfato de amonio, sulfato de magnesio y polifosfato.

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Sin duda, los productos fitosanitarios químicos son un buen ejemplo de la presencia de la química en los jardines. Su principal objetivo es la protección activa contra plagas, como insectos, caracoles y babosas, malas hierbas y hongos. Son sustancias activas o preparados que contienen uno o varios ingredientes activos. Los productos químicos se clasifican principalmente en fungicidas, herbicidas, insecticidas, coadyuvantes y reguladores del crecimiento. Contienen diversas sustancias químicas, como oxicloruro de fósforo, tricloruro de fósforo, ácido monocloroacético y paradiclorobenceno. Hay que tener especial cuidado al trabajar con estas sustancias.

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