Materia Orgánica del suelo y su gestión en los agrosistemas. D.Ph. Adriana Hernández Rodríguez

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1 Materia Orgánica del suelo y su gestión en los agrosistemas D.Ph. Adriana Hernández Rodríguez

2 Introducción el suelo es uno de los recursos naturales más importantes para la nación, ya que de sus condiciones depende el buen estado de los hábitats naturales, las actividades agrícolas, ganaderas, forestales y hasta urbanas

3 Agricultura Orgánica Es un sistema de producción que evita o excluye en gran medida la utilización de fertilizantes, compuestos sintéticos, plaguicidas reguladores del crecimiento y aditivos. En la mayor medida de lo posible, los sistemas en agricultura orgánica se basan en el mantenimiento de la productividad del suelo y su estructura, en la aportación de nutrientes a las plantas, en la rotación de cultivos, uso de residuos de cultivos, abonos animales, leguminosas, abonos verdes y la utilización de residuos orgánicos producidos fuera de la finca y determinados aspectos del control biológico de plagas. USDA

4 México, en sus 196 millones de hectáreas, cuenta con riquezas naturales extraordinarias que presentan severos daños. Los suelos están degradadas en un 64%, principalmente por erosión hídrica y eólica, pero sufren también pérdida de nutrientes, materia orgánica y organismos microscópicos del suelo, así como compactación, acidificación y otros procesos Iniciativa de Ley para la Restauración y Conservación de las Tierras, 2003

5 Suelo Los suelos constituyen el medio natural en el que las plantas crecen

6 Los suelos aportan a las plantas Temperatura Agua Aire Nutrientes Soporte mecánico

7 Constituyentes del suelo

8 Constituyentes del suelo

9 Fase sólida del suelo Constituyentes minerales (45%) Fracción gruesa Arena Limo Arcilla

10 ARENAS De.05 a 2 mm No son plásticas ni adherentes No aportan nutrientes para las plantas Cuarzo Macroporos Da 1.35 a 1.5 gr/ml C.I.C. bajo No retiene agua Textura LIMOS De.002 a.05 mm Intermedios en características Fracción mineral del suelo ARCILLAS Menor de.002 mm Muy plásticas, adherentes, pegajosas Aportan nutrientes Feldespatos y micas Microporos Da 0.9 a 1.1 gr/ml C.I.C. alto Alta capacidad de retención de agua

11 Material Mineral Características físicas Textura Estructura Densidad aparente Color Temperatura Consistencia Características químicas ph C.I.C. Fertilidad Salinidad Sodicidad Características biológicas Microorganismos Contenido de materia orgánica

12 Fase sólida del suelo Constituyentes orgánicos (5%) Grupo de materiales vivientes Grupo de materiales no vivientes

13 Materia orgánica en el suelo Comprende la totalidad de las sustancias orgánicas presentes en el suelo que proceden de: restos de plantas y animales, en diferentes estados de transformación, exudados radicales, aportes orgánicos externos estiércol, compostasí como los organismos edáficos -biomasa del suelo- y los productos resultantes de su senescencia y metabolismos

14 MATERIA ORGANICA DEL SUELO Materia orgánica viva Materia orgánica muerta Biomasa macro y microbiota Raíces de las plantas Materia orgánica transformada Materia orgánica lábil Sustancias orgánicas no húmicas Sustancias húmicas

15 SUSTANCIAS ORGANICAS NO HÚMICAS Glucidos Compuestos fenólicos Compuestos nitrogenados Lípidos Ácidos orgánicos Pigmentos Alcaloides Hormonas Antibióticos Vitaminas etc SUSTANCIAS ORGÁNICAS HÚMICAS Huminas Ac. húmicos Ac. fulvicos

16 Degradación de la materia orgánica En una primera etapa, la materia orgánica fresca es degradados y despolimerizados por vía biológica hasta los componentes elementales de sus constituyentes básicos: proteínas, hidratos de carbono, ácidos orgánicos complejos, etc. Parte de estos compuestos sufren, por acción microbiana, un proceso de mineralización, pasando a formas inorgánicas, bien solubles (PO 4 3- SO 4 2- NO 3-, etc.) o bien gaseosas (CO 2 y NH 4+ ). Algunos de estos compuestos, pueden ser reorganizados reincorporándose más adelante a los compuestos húmicos, quedando sujetos a la típica dinámica dentro del suelo.

17 Efecto de la Materia Orgánica en las propiedades físicas Confiere al suelo un determinado color oscuro Da lugar a una buena estructura, estable, grumosa, de elevada porosidad, lo que implica que la permeabilidad del suelo sea mayor. Tiene una gran capacidad de retención de agua lo que facilita el asentamiento de la vegetación La temperatura del suelo es estable Protege al suelo de la erosión. Los restos vegetales y animales depositados sobre la superficie del suelo lo protegen de la erosión hídrica y eólica por su acción aglutinante. Protege al suelo de la contaminación. La materia orgánica adsorbe plaguicidas y otros contaminantes y evita que estos lixivien hacia los acuíferos.

18 Efecto de la Materia Orgánica en las propiedades químicas Aporte de nutrientes para los cultivos Capacidad de cambio. La materia orgánica fija iones de la solución del suelo, los cuales quedan débilmente retenidos, están en posición de cambio, evita por tanto que se produzcan pérdidas de nutrientes en el suelo. La capacidad de cambio es de 3 a 5 veces superior a la de las arcillas, es por tanto una buena reserva de nutrientes. Influye en el ph. Produce compuestos orgánicos que tienden a acidificar el suelo. Es un agente de alteración por su carácter ácido. Descompone los minerales

19 Efecto de la Materia Orgánica en las propiedades biológicas Aporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de energía Aporta y mantiene poblaciones de microorganismos útiles Ciclos biogeoquimicos de los nutrientes Habitat de una amplia variedad de microorganismos

20 El suelo, además de ser soporte universal y fuente de nutrientes para las plantas es también habitat de una amplia variedad de microorganismos

21 La microbiota del suelo es un recurso natural renovable y sus funciones en los sistemas sueloplanta son de gran importancia en el desarrollo sostenido de sistemas agrarios y forestales

22 La manipulación racional de los microorganismos rizosféricos tienen repercusiones relevantes, desde el punto de vista de la sustentabilidad, en los sistemas suelo-planta, ya que pueden representar la reducción del aporte de fertilizantes y fitofármacos y contribuir a la conservación o establecimiento de sistemas sostenibles (agrícolas, forestales, paisajísticos, etc.)

23 Interacciones Microorganismos-planta y su función en la agricultura el término rizosfera se refiere al limitado volumen de suelo que rodea a las raíces y que resulta afectado por el desarrollo de éstas, lo que produce la estimulación y proliferación de los microorganismos del suelo.

24 Fitoestimuladores Estimulación de la germinación de las semillas y del enraizamiento, acciones que ejercen los microorganismos fitoestimuladores mediante la producción de hormonas, vitaminas y otras sustancias. PGPR (Pseudomonas, Bacillus, Agrobacterium, Azospirillum)

25 Biofertilizantes Incremento en el suministro/disponibilidad de nutrientes, efecto que deriva del protagonismos de los microorganismos (biofertilizantes) en los ciclos biogeoquímicos de los nutrientes Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Frankia, PGPR

26 Biopesticidas Protección de la planta frente a estreses bióticos, actividad que emana de fenómenos de antagonismos microbio-microbio (biopesticidas, agentes de control biológico de patógenos)

27 Biocontrol Patógeno Cultivo Bacillus subtilis GB03 Burkholderia cepacia Bacillus subtilis Rhizoctonia, Pythium, Fusarium y Phytophthora. Rhizoctonia, Pythium, Fusarium y nemátodos Rhizoctonia, Fusarium, Alternaria, y Aspergillus hortícolas Pseudomonas cepacia Rhizoctonia, Fusarium y Pythium maíz, vegetales y algodón Agrobacterium radiobacter K-84 plantas ornamentales y vivero. Streptomycetes Fusarium, Alternaria y Phomopsis Trichoderma fungus Gliocladium virens GL-21 y Pseudomonas fluorescens Bacillus subtilis GB03 Trichoerma huzianum Rifai KRL-AG2 Pythium, Rhizoctonia solani y Fusarium damping-off, Rhizoctonia y Pythium Pythium, Rhizoctonia, Fusarium y Sclerotinia, ornamentales y tomate ornamentales e invernadero semilla de frijol, algodón, nuez, pera, arroz y soya. maíz, calabaza, algodón, papa, sorgo, soya y tomate Fuente: Elis et al., 1999, Haggag, 2002 y Montealegre et al., 2005

28 Biorremediadores Protección de la planta frente a estreses bióticos, actividad que emana de la capacidad de algunos microorganismos para eliminar productos contaminantes (biorremediadores) Pseudomonas y Burkholderia

29 Mejoradores del ecosistema Protección de la planta frente a estreses bióticos, capacidad de algunos microorganismos para incrementar la resistencia/tolerancia a la salinidad, sequía, degradación de sistemas, etc. (microorganismos mejoradores ecofisiológicos)

30 Materia orgánica Características químicas ph C.I.C. Fertilidad Salinidad Sodicidad Características físicas Textura Estructura Densidad aparente Densidad real Color Temperatura Profundidad Consistencia Características biológicas Microorganismos Contenido de materia orgánica

31 No se puede mostrar la imagen en este momento. No se puede mostrar la imagen en este momento. Erosión del suelo Impacto de la gota de lluvia en el suelo desnudo Cuando llueve, gotas de hasta 6 mm de diámetro bombardean la superficie del suelo a velocidades de impacto de hasta 32 km por hora.

32 Erosión del suelo Por el impacto de la gota de lluvia sobre el suelo desnudo (A), sus agregados son desintegrados en partículas minúsculas (B), que tapan los poros formando una selladura superficial (C), provocando el escurrimiento superficial del agua de lluvia. El agua que escurre carga partículas de suelo que son depositadas en lugares más bajos

33 Efecto de la Materia Orgánica Izquierda a derecha: 1) 100% de cobertura del suelo 2) 30% de cobertura del suelo 3) Suelo desnudo 4) Pastura con 100% de cobertura y suelo no disturbado. Aún menos escorrentía que bajo el tratamiento 1. (Derpsch, 2004).

34 Si el contenido de materia orgánica de los suelos de cultivo está estrechamente unido con su potencial productivo su gestión dentro del agrosistema será uno de los elementos más importantes a considerar para la consecución de la perdurabilidad de los sistemas productivos. Labrador, 2001

35 Gestión de la Materia Orgánica Reciclaje de materia orgánica Abonos verdes y cultivos de cobertera Fijación simbiótica del nitrógeno atmosférico Simbiosis micorrízica Uso de fertilizantes orgánicos o biofertilizantes Inoculación de microorganismos beneficiosos Rotación de cultivos Métodos de labranza

36 Gestión de la Materia Orgánica Compost y vermicompost Bocashi, te de coompost Cubiertas vegetales Residuos vegetales Estiércoles Aserrín y esquilmos Lodos residuales

37 Materia Orgánica del suelo Interpretación del contenido de Materia Orgánica en el suelo de acuerdo a la textura para establecer la condición física deseable del mismo TEXTURAS ARENOSA FRANCO ARENOSA FRANCA FRANCO ARCILLOSA ARCILLOSA INTERPRETACIÓN < 0.7% < 0.9% <1.1% <1.4% <2.0% BAJO 0.7 a 1.0% 0.9 a 1.4% 1.1 a 2.0% 1.4 a 2.5% 2.0 a 3.0% MEDIO > 1.0% > 1.4% > 2.0% > 2.5% > 3.0% ALTO

38 Materia Orgánica del suelo Relación C/N y descomposición de los residuos orgánicos que se agregan al suelo MATERIAL RELACIÓN C/N Trébol dulce 12/1 Estiércol de establo podrido 20/1 Residuos de árboles 23/1 Avena verde 36/1 Residuos de sorgo 50/1 Residuos de caña de maíz 60/1 Paja de cereales (trigo, cebada, avena) 80/1 Zacate Timoteo 80/1 Aserrín 400/1 Humus 10/1

39 Materia Orgánica del suelo Disponibilidad de nitrógeno y tiempo para sembrar el siguiente cultivo después de incorporar dos residuos vegetales (Donahue, 1981)

40 Materia Orgánica del suelo

41 Materia Orgánica del suelo

42 Materia Orgánica del suelo

43 Materia Orgánica del suelo

44 Materia Orgánica del suelo

45 Escenario Retos Suelos agrícolas degradados en un 64%: erosión hídrica y eólica, pérdida de nutrientes pérdida de materia orgánica y organismos microscópicos del suelo, compactación, acidificación otros procesos de degradación Conservar los recursos suelo y agua utilización de tecnologías e insumos que permitan la conservación natural de los recursos incorporación de enmiendas orgánicas como una biotecnología que permita asegurar el crecimiento y sustentabilidad de los cultivos

46 El suelo es el medio vivo y dinámico, en el cual se libra un diálogo biológico complejo entre plantas, microorganismos y el medio mineral que los acoge Labrador Las riquezas de una nación no se componen tanto del caudal de sus tesoros como de la fertilidad de su suelo y la industriosidad de su gente Brigham Young

47 Gracias!!

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