MATERIA ORGANICA DEL SUELO La mayoría de los compuestos

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
Aridisol (desierto)
Mollisol (alpino)
Orgánico (peat)
Textura fina
C orgánico (%)
0.5
13
44-55
2.5
1
ORGANISMOS DEL SUELO
Animales
Mamíferos
Insectos
Nemátodos
Protozoos
Plantas
Plantas Superiores
Hongos
Bacterias
Actinomicetes
Algas
Virus
2
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
FUNCIONES
DE
LA
ORGANICA DEL SUELO.
MATERIA
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).
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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
AMBIENTALES.
Y
Efectos beneficiosos en el manejo y
productividad del suelo.
Efectos sobre el manejo de pesticidas.
Potencial de secuestrar carbono de las
emanaciones atmosféricas.
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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.
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FLUJO
DE
CARBONO
PRADERA FERTIL.
EN
UNA
Mg C / ha / año.
Producción primaria
10
C añadido al suelo
3
- Uso por fauna del suelo 0.3-0.45
- 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)
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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.
70-80% del C aplicado permanecía en la
fracción orgánica del suelo al 8° año.
La ecuación media encontrada por Black
para C fue:
Y= -273 + 0.16 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
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
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TASA DE DESCOMPOSICION
RESIDUOS.
DE
Corresponde a la tasa de oxidación biológica
de los residuos.
Reikosky y Lindstrom (1993):
% C liberado (residuo=100)
Aradura
Aradura +2 rastrajes
Rastraje
Cincel
Cero Labranza
134
70
58
54
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
La aradura invierte y abre el suelo
permitiendo un rápido intercambio de O2 y
CO2 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.
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EFECTO
DE
LOS
ORGANICOS SOBRE LA
SUELO.
RESIDUOS
M.O. DEL
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.
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DESCOMPOSICION DE LOS RESIDUOS.
La tasa de descomposición
depende de:
Temperatura
Humedad
Aireación
pH
C,N, lignina
Tamaño del residuo
biológica
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
RELACIÓN C/N DE LOS RASTROJOS.
Rastrojo
C/N
Paja de trigo,cebada,avena
Sorgo
Caña de maíz
Porotos
Leguminosas
Suelo
80
70
50
40
30
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.
T/ha
Residuo
N
T/ha
Kg/ha
Trigo
Sorgo
Maiz
Porotos
5-7
7-8
5-6
1-1.5
4-5
3-4
6-8
2-3
55-77
70-80
28-40
5-7.5
Salitre
Kg/ha
344-481
437-500
175-263
31-47
14
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.
Aproximadamente,
por
erosión.
11 Kg m.o. / T erosión / ha /año por cada
1% de mo.
15
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
VIDA
MEDIA
DE
DIFERENTES
FRACCIONES
DE
CARBONO
ORGANICO DEL SUELO. (Rothamsted,
100 años).
Fracción
Vida Media
(años)
Mat. Veg. en descomposición
Mat. Veg. resistente
Biomasa Microbiana
M.O. estabilizada físicamente
M.O. estabilizada químicamente
0.17
2.31
1.69
49.5
1980
FUENTES Y CICLO DEL C.
C en la atmósfera
M.O. en el suelo
Fijación anual de C
Pérdida anual de C
600-700 x 109 Ton
2 x (650 x 10 9) Ton
15 x 10 9 Ton
15 x 10 9 Ton
17
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.
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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
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
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 + 100 l) / ha.
Enfardado de las hileras de paja que dejan
las cosechadoras (colas). Posterior uso
como cama de animales y alimentación.
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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
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.
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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.
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