Suelo C orgánico (%) Aridisol (desierto) 0.5 Mollisol (alpino) 13 Orgánico (peat) Textura fina 2.5

Transcripción

1 MATERIA ORGANICA DEL SUELO La mayoría de los compuestos orgánicos del suelo tiene su origen en la fotosíntesis. Los residuos de plantas y animales son descompuestos fundamentalmente por los organismos heterótrofos del suelo. El principal componente orgánico es el HUMUS Contenidos fluctúan, en general aumentan con la humedad y con la disminución de la temperatura. Los suelos de textura fina tienen más m.o. que los de textura gruesa. Los suelos húmedos tienen más m.o. que los secos. Suelo C orgánico (%) Aridisol (desierto) 0.5 Mollisol (alpino) 13 Orgánico (peat) Textura fina 2.5 1

2 ORGANISMOS DEL SUELO Animales Mamíferos Insectos Nemátodos Protozoos Plantas Plantas Superiores Hongos Bacterias Actinomicetes Algas Virus 2

3 DEFINICIONES Materia Orgánica del Suelo. La suma de todo el material orgánico biológico (de cualquier origen) que se encuentra en el suelo o en su superficie, vivo, muerto o en cualquier estado de descomposición, excluyendo la parte aérea de las plantas vivas. Humus. Material orgánico que queda en el suelo después de remover los fragmentos 20 y la materia orgánica en disolución ( 0.45 ). Acido Humico. Material orgánico soluble en solución alcalina pero que precipita cuando se acidifican los extractos alcalinos. Acido Fúlvico. Material orgánico soluble en solución alcalina y que permanece soluble cuando se acidifican los extractos alcalinos. Huminas. Material orgánico insoluble en solución alcalina. 3

4 FUNCIONES DE LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO. La materia orgánica tiene propiedades biológicas, químicas y físicas. Propiedades Biológicas. Almacenamiento de energía metabólica. Fuente de macronutrientes (N,P,S ). Estabilidad ecosistémica (aumenta la capacidad de recuperación de los ecosistemas perturbados). Estimulación e inhibición del crecimiento vegetal. Propiedades Físicas. Estabilización de la estructura del suelo (formación de enlaces con las superficies reactivas de las partículas minerales uniéndolas y formando agregados estables al agua). Retención de agua (hasta 20 veces su peso). Baja solubilidad (no se lixivia con facilidad). Color (altera las propiedades térmicas del suelo). 4

5 Propiedades Químicas. Alta capacidad de intercambio catiónico. Alta capacidad tampón y efectos sobre el ph. Quelación de metales (reduce la pérdida de micronutrientes, reduce la toxicidad potencial de los iones y aumenta la aprovechabilidad del fósforo). Interacción con pesticidas (altera la biodegradabilidad, actividad y persistencia de los pesticidas en el suelo). EFECTOS AGRONOMICOS Y AMBIENTALES. Efectos beneficiosos en el manejo y productividad del suelo. Efectos sobre el manejo de pesticidas. Potencial de secuestrar carbono de las emanaciones atmosféricas. 5

6 CUANTIFICACION DEL CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA DEL SUELO. La mayoría de los métodos mide carbono total del suelo por combustión seca o húmeda (dicromato) y multiplican el valor por factores de conversión que fluctúan entre 1.72 y 2.0 para obtener materia orgánica. El contenido de carbono de la materia orgánica del suelo es variable (50-58%). Por esto es mejor informar C orgánico que materia orgánica. 6

7 FLUJO DE CARBONO EN UNA PRADERA FERTIL. Mg C / ha / año. Producción primaria 10 C añadido al suelo 3 - Uso por fauna del suelo Uso por biomasa microbiana del suelo en procesamiento de la m.o. 2.4 NIVEL DE M.O. DE UN SUELO=tasa de adición de residuos (tasa de descomposición de residuos + erosión del suelo) 7

8 TASA DE ADICION. El C y N orgánico del suelo responden linealmente a tasa crecientes de adición de residuos. Black (1973) aplicó paja sobre el suelo a tasas de 0, 1.68, 3.36 y 6.73 T / ha bianualmente a una rotación trigo-barbecho por 8 años y encontró: La adición de residuos aumentó el C y N orgánico del suelo linealmente. Al cabo de un año se había descompuesto sólo el 50% de la paja % del C aplicado permanecía en la fracción orgánica del suelo al 8 año. La ecuación media encontrada por Black para C fue: Y= X en que, Y es el cambio de C por año (kg / ha /año) y X es la aplicación anual de residuo (kg/ha/año). 8

9 De la ecuación anterior se puede deducir que para evitar la pérdida de C del suelo se requieren 273/0.16= 1706 Kg C/ha/año que equivale aproximadamente a una adición de 3500 Kg m.o./ha/año. El cultivo del suelo ha causado, en general, una disminución del contenido de C orgánico de los suelos cuando se ha usado labranza tradicional. La cero labranza es el primer prerrequisito para que aumente la materia orgánica de la capa superficial del suelo. Al aumentar la cantidad de residuo aumenta la cantidad de materia orgánica acumulada. La tasa a la que se acumula materia orgánica en el suelo depende de la tasa de adición de biomasa al suelo menos la tasa de remoción de materia orgánica debido a erosión y a oxidación biológica. Estos últimos dos procesos se ven acelerados por la labranza 9

10 TASA DE DESCOMPOSICION DE RESIDUOS. Corresponde a la tasa de oxidación biológica de los residuos. Reikosky y Lindstrom (1993): % C liberado (residuo=100) Aradura 134 Aradura +2 rastrajes 70 Rastraje 58 Cincel 54 Cero Labranza 27 (Residuo = 4.12 T de trigo/ha incluyendo raíces; 59% de m.o. es C y 45% del residuo de trigo es C). Al momento de realizar las observaciones (19 días), más de la mitad de los residuos de trigo estaban visibles y no totalmente descompuestos. Esto indica que más de la mitad del CO2 del tratamiento arado provenía de la m.o. residual del suelo. 10

11 La aradura invierte y abre el suelo permitiendo un rápido intercambio de O 2 y CO 2 e incorporando los residuos al suelo, lo que alimenta una explosión poblacional de microorganismos en el suelo. En cero labranza la mayor parte de los residuos quedan sobre el suelo, con una fracción pequeña en contacto con la humedad del suelo y a disposición de los microorganismos. Los residuos se descomponen lentamente. Para la mantención de condiciones de suelo óptimas el aspecto clave es mantener la oxidación biológica a una tasa controlada. En general, es prácticamente imposible aumentar la materia orgánica del suelo donde se ara. 11

12 EFECTO DE LOS RESIDUOS ORGANICOS SOBRE LA M.O. DEL SUELO. La cantidad de residuos orgánicos afectan la m.o. del suelo. Diferentes tipos de residuos producen aumentos similares de C en el suelo (alfalfa, caña de maíz, paja de avena, virutas). El aumento de N del suelo varía con el contenido de N del residuo. Abonos verdes. Su principal función es secuestrar N fijado biológicamente para el próximo cultivo. Son muy poco efectivos en aumentar el C orgánico del suelo. 12

13 DESCOMPOSICION DE LOS RESIDUOS. La tasa de descomposición biológica depende de: Temperatura Humedad Aireación ph C,N, lignina Tamaño del residuo Secuencia de descomposición: 1. Fracciones de C soluble en agua, azúcares, ácidos orgánicos, proteínas y parte de hidratos de carbono no estructurales. 2. Polisacáridos estructurales: celulosa, hemicelulosa. 3. Lignina (fracción estable de la m.o.) Tasa media de descomposición: 2-5 % / año. 13

14 RELACIÓN C/N DE LOS RASTROJOS. Rastrojo C/N Paja de trigo,cebada,avena 80 Sorgo 70 Caña de maíz 50 Porotos 40 Leguminosas 30 Suelo 10 Para acelerar la descomposición de los rastrojos se debe agregar N-nítrico (salitre, nitrato de Ca, nitrato de amonio) al voleo sobre el rastrojo. Las cantidades a adicionar son las siguientes: Rastrojo Rend. Residuo N Salitre T/ha T/ha Kg/ha Kg/ha Trigo Sorgo Maiz Porotos

15 EROSION DE SUELO Y M.O. DEL SUELO. La erosión del suelo disminuye la m.o. y reduce la productividad a largo plazo de los sistemas agrícolas. La erosión tiende a remover en forma selectiva las partículas de suelo más pequeñas y menos densas, es decir, las de mayor concentración de nutrientes (factor de enriquecimiento de los sedimentos, varía de 1 a 5). Pérdida de m.o. por erosión. Aproximadamente, 11 Kg m.o. / T erosión / ha /año por cada 1% de mo. 15

16 RESUMIENDO. Tasa de adición de residuos: 0-12 T / ha / año. Tasa de descomposición de residuos: 4 T m.o. / ha / año. Erosión del suelo: 11 Kg m.o. / T erosión / ha / año por cada 1% de m.o. 16

17 VIDA MEDIA DE DIFERENTES FRACCIONES DE CARBONO ORGANICO DEL SUELO. (Rothamsted, 100 años). Fracción Vida Media (años) Mat. Veg. en descomposición 0.17 Mat. Veg. resistente 2.31 Biomasa Microbiana 1.69 M.O. estabilizada físicamente 49.5 M.O. estabilizada químicamente 1980 FUENTES Y CICLO DEL C. C en la atmósfera M.O. en el suelo x 10 9 Ton 2 x (650 x 10 9 ) Ton Fijación anual de C 15 x 10 9 Ton Pérdida anual de C 15 x 10 9 Ton 17

18 RASTROJOS. Rastrojo es la biomasa aérea de cultivos anuales que no es cosechada. Queda en el campo como residuo después de la cosecha. Los rastrojos de los cultivos pueden utilizarse como mulch o acolchado con el fin de: Proteger el suelo de la erosión hídrica y eólica. El rastrojo baja la energía cinética de la lluvia. Disminuir el escurrimiento superficial del agua. Favorecer la infiltración del agua. Disminuir la evaporación directa del agua desde el suelo. Generar coloides orgánicos por descomposición. Mejorar la estructura y estabilidad de los agregados. Evitar el encostramiento superficial de los suelos. Evitar las temperaturas altas y bajas en el suelo. 18

19 Aportar elementos nutritivos a las plantas y mejorar la fertilidad del suelo a través de su descomposición. Mejorar la actividad biológica del suelo al mejorar sus condiciones hídricas, térmicas y biológicas. Los rastrojos sobre el suelo presentan algunos problemas: Físicos, operativos, particularmente para la siembra. Químicos. Se pueden generar compuestos que afecten el crecimiento de las plantas (Compuestos alelopáticos). Por esto los rastrojos deben manejarse entre un: Mínimo necesario para que el rastrojo cumpla con sus funciones. Máximo que evite los problemas físicos y la alelopatía. 19

20 De la biomasa aérea producida en un cultivo anual se cosecha entre un 30 y 50 % (índice de cosecha). Lo sistemas tradicionales de labranza exigen la eliminación de los rastrojos ya que cualquier exceso significa un problema al cultivar. Los implementos se atascan o crean montones de rastrojo que afectan la próxima siembra. Formas comunes de eliminación de los rastrojos: Quema. Incorporación profunda en el suelo. Alimentación animal. Extracción. 20

21 MANEJO. Picado o cortado. El rastrojo debe dejarse sobre la superficie. A mayor cantidad, éste se debe picar más fino para disminuir el volumen y facilitar la siembra. Hilerado. Uso de rastrillo de descarga lateral dejando franjas de 7 a 10 m en que se realiza la siembra. Uso del exeso. Alimentación animal. La paja de cereales es asimilable en un 65 % por el ganado vacuno. El otro 35 % se convierte en guano. Se puede agregar melaza, urea y agua para mejorar la palatabilidad de la paja asperjando sobre el campo con una mezcla de (100 l + 5 Kg l) / ha. Enfardado de las hileras de paja que dejan las cosechadoras (colas). Posterior uso como cama de animales y alimentación. 21

22 Uso de paja en el llenado de silos que provengan de forrajes con exeso de humedad. Uso como alimento en lombricultura en mezcla con guano y otros residuos. Sustrato para el cultivo de hongos. Usos industriales: Compactación (pellets). Paneles aislantes. Materia prima para celulosa y papel. Bioenergia ALELOPATÍA. Consiste en la producción de productos químicos por parte de las raíces de un cultivo o de sus residuos que afectan al cultivo siguiente o a otras plantas. Los aleloquímicos también pueden dañar semillas y plantas provenientes del mismo cultivo. Se produce durante el inicio de la descomposición de algunos rastrojos. Al 22

23 aumentar los rastrojos aumenta el daño alelopático. El daño alelopático actúa en forma creciente hasta la cuarta semana de iniciadas las lluvias y decreciente hasta la octava. La lluvia elimina o disminuye los compuestos alelopáticos. Se debe sembrar al menos seis semanas después de iniciadas las lluvias. Así, en siembras de primavera no se observan efectos fitotóxicos. Los rastrojos de centeno, cebada, trigo, triticale y avena producen efectos alelopáticos. La patulina, generada por el hongo Pennicilium urticae es un poderoso agente inhibidor de trigo sembrado sobre rastrojo de cereales menores (cebada, avena, centeno, trigo). Los ácidos ferúlico y cumárico inhiben la actividad fotosintética, síntesis de proteínas y de reguladores de crecimiento. 23

24 La avena fatua exuda escopoletina y ácido vanillico que son fitotóxicos al trigo. Los rastrojos parados disminuyen el daño alelopático pero aumentan la evaporación directa desde la superficie del suelo en relación a los rastrojos picados. Los rastrojos de maíz, maravilla, lupino y raps generalmente no presentan alelopatía. 24