Indicadores biológicos, físicos y químicos del suelo en sistemas de labranza y fertilización.

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1 Indicadores biológicos, físicos y químicos del suelo en sistemas de labranza y fertilización. Toresani, S. (1) ; B. Bonel (1) ; L. Ferreras (1) ; G. Magra (1) ; M. J. Dickie (1) ; C. Galarza (2) ; V. Faggioli (2) 1 Fac. Cs. Agrarias UNR - 2 EEA INTA Marcos Juárez. Palabras claves: indicadores de calidad de suelo, sistemas de labranza, fertilización Resumen Parámetros biológicos, físicos y químicos son utilizados como indicadores para evaluar los cambios producidos por los sistemas de manejo. El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de labranzas y fertilización sobre indicadores biológicos, físicos y químicos del suelo en un ensayo de rotaciones de la EEA INTA Marcos Juárez. Las mediciones se realizaron sobre el cultivo de soja, de la rotación Maíz- Trigo/Soja-Soja. En la parcela principal se dispuso la fertilización y en la subparcela el sistema de manejo: labranza combinada (A); siembra directa (B y C) y siembra directa con cultivo de cobertura (D). Se extrajeron muestras compuestas de suelo a los 0-7,5 cm de profundidad en noviembre de 2006 y mayo de Los parámetros evaluados fueron: actividad enzimática, estabilidad estructural y carbono orgánico. En noviembre de 2006, el factor sistema de labranza fue significativo para las tres enzimas. En mayo de 2007, se halló interacción significativa entre los factores fertilización y labranzas para la enzima fosfatasa. El factor labranzas resultó significativo para deshidrogenada y ureasa. La actividad enzimática del suelo fue superior en los sistemas de siembra directa con cobertura (D) que en el resto de las labranzas, para ambas fechas de muestreo, pero inferior al suelo de referencia. En cuanto a la cantidad total de carbono orgánico las diferencias más notorias fueron entre los tratamientos de labranzas contrastantes ((A) y (D)), siendo el D, el que presentó los mayores valores. El sistema de siembra directa con cultivo de cobertura presentó la mayor actividad biológica indicando que el aporte de carbono de los cultivos es el factor más estimulante de la actividad biológica del suelo. Las enzimas fueron sensibles al sistema de labranza, mostrando posibles variaciones estacionales y buenos valores de correlación con parámetros físicos y químicos, esto permitiría inducir que pueden ser utilizados como indicadores tempranos de los cambios producidos por sistemas de manejo. Introducción La agricultura continua, el uso de sistemas de labranza agresivos y el doble cultivo trigo/soja en vastas zonas de la región pampeana, provocaron el deterioro de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos y el incremento de la superficie afectada por procesos de degradación y erosivos. La agricultura sostenible se instala como alternativa para detener el agotamiento y la destrucción de los recursos naturales y fomenta un aumento sostenido y ecológicamente viable de la producción agrícola, es decir técnica y económicamente apropiada y socialmente aceptable (López Bellido, 1998). Las prácticas de laboreo del suelo poseen un efecto considerable sobre la cantidad y calidad de la materia orgánica en la capa superficial de suelo (Angers et al., 1993). Entre las prácticas de manejo que se 77

2 proponen para restaurar las condiciones edáficas se encuentran las rotaciones, el manejo de la cobertura, la labranza combinada y la siembra directa. Para determinar el impacto de estas prácticas de manejo sobre las propiedades edáficas, es importante la búsqueda e identificación de indicadores asociados a parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo que permitan evaluar en forma temprana y eficaz los cambios que se puedan producir. Los parámetros físicos y químicos de suelo han sido ampliamente evaluados como indicadores de calidad (Morón, 2004; Moscatelli, 2005; Cazorla, 2005), mostrando sensibilidad a los cambios, pero al ser mas estables, las modificaciones como resultado de los disturbios son detectados en el mediano a largo plazo. Los parámetros microbiológicos, han sido menos estudiados, probablemente debido a la carencia de metodología estandarizada, y a la dificultad en predecir y cuantificar el comportamiento biológico y obtener mediciones reproducibles (Parr et al. 1992, Jordan et al.,1995). Las actividades de las enzimas del suelo son especialmente significativas porque controlan la disponibilidad de nutrientes para la planta y el crecimiento microbiano. Por esta razón, los parámetros bioquímicos y biológicos, pueden constituirse en indicadores tempranos y sensibles de estrés o restauración de áreas ecológicas (Roldán et al., 2003, Puglisi et al., 2006). Objetivo El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de los sistemas de manejo (labranzas, fertilización y cultivo de cobertura) sobre indicadores biológicos, físicos y químicos de calidad de suelo, en un ensayo de rotaciones de la EEA INTA Marcos Juárez, provincia de Córdoba. Materiales y Métodos El ensayo se encuentra en la Estación Experimental INTA Marcos Juárez (39º 41 S; 62º 09 O asm 110m), sobre un suelo Argiudol Típico serie Marcos Juárez. Fue iniciado en 1993/94 con la rotación maíztrigo/soja-soja en un diseño con bloques completos con un arreglo factorial con parcelas subdivididas con tres repeticiones. En la parcela principal se dispuso la fertilización y en la subparcela (36m x 50 m) se encuentra el sistema de manejo: labranza combinada (LC) que consiste en labranza mínima para trigo, labranza vertical en maíz y soja de primera y siembra directa en soja de segunda; siembra directa en todos los cultivos (SD) y siembra directa con cultivo de cobertura (SD CC) antes de los cultivos de verano. En el diseño fertilización en siembra directa los tratamientos fueron: fertilización de uso actual (SD) y con dosis doble de fertilización respecto al uso actual medio de los productores (SD DF). Las mediciones se realizaron en muestras extraídas sobre cultivo de soja. También se muestreó en una situación de máxima conservación considerada como suelo de referencia. Se extrajeron muestras compuestas de suelo a los 0-7,5 cm de profundidad en noviembre de 2006 y mayo de 2007 para las determinaciones microbiológicas. Las propiedades físicas y químicas se evaluaron sobre las muestras extraídas en noviembre de 2006, a la misma profundidad. Los parámetros biológicos, físicos y químicos evaluados como indicadores fueron: a. Actividad enzimática: fosfatasa ácida (Pasa), deshidrogenasa (Dasa) y ureasa (Uasa) (Tabatabai, 1982; Doran & Parkin, 1994). b. Estabilidad Estructural como el porcentaje de agregados estables al agua y al etanol (Ea) y (Ee) según Hénin et al., c. Carbono orgánico total (COT), por el método de Walkley-Black (Nelson & Sommers, 1982)). Resultados y discusión Las diferencias halladas entre labranzas para las variables biológicas evaluadas, difieren según momento de muestreo. En actividad enzimática, en las muestras de noviembre de 2006, el factor fertilización no resultó estadísticamente significativo, mientras que el factor sistema de labranza fue significativo para las tres enzimas (p<0.05). La actividad enzimática del suelo fue superior en los sistemas de siembra directa con cobertura (SD CC) que en el resto de las labranzas, en el orden del 37% para fosfatasa, 54% para deshidrogenada y 126% para ureasa. La fosfatasa permitió diferenciar, además, los sistema en siembra directa con fertilización actual (SD) y con dosis doble de fertilización (SD DF) del tratamiento con remoción (LC), 78

3 resultando más sensible que deshidrogena y ureasa para esta fecha de muestreo. En mayo de 2007, se halló interacción significativa entre los factores fertilización y labranzas (p<0.05) para la enzima fosfatasa, no así para deshidrogenasa y ureasa. El factor fertilización tampoco resultó significativo para estas dos enzimas, mientras que el factor labranzas sí. También para esta fecha de muestreo, el que mejor se comportó fue siembra directa con cobertura (SD CC), con diferencias del 29% para fosfatasa, 33% para deshidrogenada y 76% para ureasa, respecto al tratamiento (LC). En ambos muestreos, los valores más altos de actividad enzimática se encontraron en el suelo de referencia (Tabla 1), pudiendo observarse posibles variaciones estacionales. Para las variables físicas y químicas no se hallaron diferencias significativas entre los tratamientos fertilizados y sin fertilizar, pero sí entre labranzas. En la cantidad total de carbono orgánico (COT) las diferencias más notorias fueron entre los tratamientos de labranzas contrastantes (LC) y (SD), siendo el tratamiento en SD CC, el que presentó los mayores valores. La Ea manifestó diferencias entre labranza con remoción (LC) y siembra directa (SD). La Ee no presentó diferencias significativas entre tratamientos de fertilización ni entre labranzas. Los valores más altos correspondieron al suelo de referencia (Tabla 2). En la Tabla 3 se muestran los coeficientes de correlación entre las variables biológicas, físicas y químicas. La correlación entre variables mostró diferencias entre épocas de muestreo y entre enzimas para una misma fecha. Con respecto al carbono, la actividad enzimática se relacionó con el COT y las relaciones fueron variables, mejorando en el muestreo de mayo, para fosfatasa y deshidrogenada. La misma tendencia se registró para estabilidad estructural. Consideraciones finales Doran & Parkin (1994) plantean que las enzimas del suelo son indicadores sensibles a los cambios producidos como consecuencia del uso del suelo. Nuestros resultados son coincidentes con otras investigaciones en las cuáles la actividad de las enzimas deshidrogenada, fosfatasa ácida y ureasa en los primeros 7,5 cm del suelo fue significativamente superior en siembra directa que en labranza con remoción del suelo (LC) (Dick, 1994; Roldán et al. 2003; Roldán et al. 2005)). Las prácticas de laboreo estimulan el potencial oxidativo de los microorganismos acelerando la descomposición de la materia orgánica por liberación de las fracciones protegidas físicamente, como consecuencia de la ruptura de los agregados. La mayor actividad enzimática correspondió al sistema siembra directa con cobertura (SD CC), independientemente de la fertilización, en coincidencia con lo obtenido por Roldán et al. (2005), quienes concluyen que la siembra directa junto con una cantidad moderada de residuos mejora rápidamente algunas características de la calidad de suelo (enzimas del suelo, estabilidad estructural y carbono orgánico). En general, la fertilización no afectó la actividad de las enzimas que se midieron en este trabajo. Los fertilizantes aplicados al suelo pueden incrementar el rendimiento de los cultivos y la actividad de los microorganismos pero también pueden disminuir la actividad de algunas enzimas. A pesar de que los resultados obtenidos en este trabajo, no son diferentes estadísticamente entre tratamientos fertilizados y no fertilizados (datos no mostrados), la tendencia de mayor actividad microbiana en parcelas fertilizadas podría ser debido a los mayores aportes de carbono que ocurre en estos tratamientos por la mayor producción del cultivo fertilizado (Dalal, 1998). Conclusiones El sistema de siembra directa con cultivo de cobertura invernal fue el que presentó la mayor actividad biológica de los tres sistemas de labranza evaluados, indicando que el aporte de carbono de los cultivos es el factor más estimulante de la actividad biológica del suelo. Las enzimas analizadas en este trabajo fueron sensibles al sistema de labranza, mostrando incluso posibles variaciones estacionales y buenos valores de correlación con parámetros físicos y químicos lo que permitiría inducir que pueden ser utilizados como indicadores tempranos de los cambios producidos por sistemas de manejo. No obstante se necesitan más situaciones y momentos de muestreo para confirmar estas aseveraciones. 79

4 Agradecimientos A Lorena Lovotti, Vanesa Cingolani, Fernanda Espíndola, Bettiana Canavese y Leonardo Mateo Martínez por su invalorable colaboración en las determinaciones de laboratorio. Bibliografía Angers D.A., N. Bissinnette, A. Legere y N. Samson Microbial and biochemical changes induced by rotation and tillage in a soil under barley production. Canadian Journal of Soil Science 73: Cazorla, C., Resistencia a la penetración como indicador de compactación en suelos bajo siembra directa en ensayos de labranza de larga duración en Marcos Juárez. Seminario internacional Indicadores de Calidad de suelo. Marcos Juárez. Dalal R.C Soil microbial biomass What do the numbers really mean? Australian Journal of Experimental Agriculture 38: Dick R.P Soil enzyme activity as indicator of soil quality. En: Defining Soil Quality for a Sustainable Environment, Eds. J.M. Doran, D.C. Coleman, D.F. Bezdicek y B.A. Stewart. Special Publication. Soil Science of America. Madison. pp Doran, J.W. & Parkin, T.B., Defining an assesing soil quality. In: Defining Soil Quality for a Sustainable Environment. Doran, J.W.; Coleman, D.C.; Bezdieck, D.F.; Stewart, B.A. (Ed.). 35 SSSA Special Publication, Madison, WI. pp Hénin, S., R. Gras y Monnier, G El perfil cultural. El estado físico del suelo y sus consecuencias agronómicas. Mundi Prensa. Madrid. Jordan,D.; Kremer, R.J.; Bergfield, W.A.; Kim,K.Y. & Cacnio, V.N Evaluation of microbial methods as potencial indicators of soil quality in historical agricultural fields. Biol. Fertil. Soils 19: López Bellido, L., Agricultura y medio ambiente. En: Agricultura Sostenible. Jiménez Díaz, R. y Lamo de Espinosa, J. Ed. Mundi prensa. España. pp Morón, A., Efecto de las rotaciones y el laboreo en la calidad del suelo. Simposio Fertilidad Fertilidad de suelos para una agricultura sustentable. INPOFOS - FERTILIZAR. pp Moscatelli, G., Avances en la selección de indicadores de calidad en series representativas de la región pampeana y aplicación de un sistema de información geográfica. Seminario internacional Indicadores de Calidad de suelo. Marcos Juárez. Nelson D, Sommers L Total carbon, organic carbon and organic matter. Methods of soil analysis, Part 2, Chemical and Microbiological Properties. Page et al. (Eds.). Am. Soc. Agron. Madison, WI, USA, pp Parr, J.F., R.I. Papendick, S.B. Hornick, & R.E. Meyer, Soil quality: attributes and relationships to alternative and sustainable agriculture. Am. J. Altern. Agric. 7:5-11. Puglisi E, Del Re A, Rao M, Gianfreda L Development and validation of numerical indexes integrating enzyme activities of soils. Soil Biol. Biochem., 38: Roldán, A., J.R. Salinas García, M.M. Alguacil y F. Caravaca Changes in soil enzyme activity, fertility, aggregation and C sequestration mediated by conservation tillage practices and water regime in a maize field. Applied Soil Ecology. Vol. 30, Issue 1. pp Roldán, A., F. Caravaca, M.T. Hernández, C. García, C. Sánchez-Brito, M. Velásquez y M. Tiscareño No tillage, crop residue additions, and legume cover cropping effects on soil quality characteristics Ander maize in Patzcuaro watershed (México). Soil and Tillage Research. Vol 72. Issue 1. pp Tabatabai, M,A Soil Enzimes. En: Page AL, Miller RH, Keeney DR (Eds.). Methods of soil analysis, Part 2, Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy Madison, WI, USA, pp

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