MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO · Edafología Ing. Agr. Alfredo O. Silva Prof. Adjunto 11. Temas a...

MATERIA ORGÁNICAMATERIA ORGÁNICADEL SUELODEL SUELO

Departamento de Suelos y AguasEdafología

Ing. Agr. Alfredo O. SilvaProf. Adjunto

11

Temas a desarrollarTemas a desarrollar

1.1. Composición del Suelo Composición del Suelo –– Materia orgánicaMateria orgánica

2.2. Composición de la materia orgánica del sueloComposición de la materia orgánica del suelo

3.3. Ciclo del CarbonoCiclo del Carbono

4.4. Proceso de descomposición de los restos frescosProceso de descomposición de los restos frescos

5.5. Indicadores biológicos de la calidad del suelo: Indicadores biológicos de la calidad del suelo: Biomasa microbianaBiomasa microbianaBiomasa microbianaBiomasa microbiana

6.6. Tipo de residuos vegetalesTipo de residuos vegetales

7.7. Complejo arcilla humusComplejo arcilla humus

8.8. Humus Humus

9.9. Propiedades de la MOPropiedades de la MO

10.10.Contenido de materia orgánica de los SuelosContenido de materia orgánica de los Suelos

11.11.Pérdida de materia orgánica del sueloPérdida de materia orgánica del suelo22

ATMOSFERA

25%

(15 - 35%)

MATERIA ORGANICA

12%

Densidad de los sólidos

Materia mineral: 2,7

Materia orgánica: 1,0 - 1,5

1.1. Composición del suelo Composición del suelo

Macroporos

SOLUCION

25%

(15 - 35%)

MATERIA MINERAL38%

ATMOSFERA

SOLUCION

MATERIA MINERAL

MATERIA ORGANICA

Suelo mineral ideal o medio

Materia mineral: 95% en peso

Materia orgáanica: 5% en peso

Macroporos

Microporos

Departamento de Suelos y Aguas 33

2. 2. ComposiciónComposición de la de la MateriaMateriaOrgánicaOrgánica del del SueloSuelo

Suelo

La MO es 1-6% de la masa del suelo

Biomasa microbiana:3-9% de la MO total

Fácilmente

Fauna10%

Partículas Minerales

Estable (humus)70-90%

Fácilmentedecomponible

7-21%

Hongos50%

Bacterias & actinomycetes

30%

Levaduras, algas,

protozoa,nematodes

10%

10%

Departamento de Suelos y Aguas

MO

44


•• Composición del SueloComposición del Suelo

•• Composición de la materia orgánica Composición de la materia orgánica del suelodel suelo

•• Ciclo del CarbonoCiclo del Carbono

55

ATMOSFERA

FotosíntesisO2

CO2

O2

3. 3. CicloCiclo del del CarbonoCarbono del del SueloSuelo

Materia orgánica Materia orgánica del suelodel suelohumus & biomasa humus & biomasa microbianamicrobiana

SUELO

Respiración radicular

Respiraciónmicrobiana

Absorciónradicular

CO2

CO2

O2

Fuente:Rowell (1994)

Mineralización

NH4+NO3

-


4.Procesos de descomposición de 4.Procesos de descomposición de restos vegetalesrestos vegetales

Restos frescos

MineralizaciónNO3, PO4, SO4, CO2, etc

Mineralización

m.o HUMUS

Mineralización

m.o.

Departamento de Suelos y Aguas77


•• Composición del SueloComposición del Suelo

•• Composición de la materia orgánica Composición de la materia orgánica del suelodel suelo

•• Ciclo del CarbonoCiclo del Carbono

•• Proceso de descomposición de los Proceso de descomposición de los restos frescosrestos frescos

•• Indicadores biológicos de la calidad Indicadores biológicos de la calidad del suelodel suelo

88

5. MateriaMateria orgánicaorgánica--CalidadCalidad del del SueloSuelo

indicadoresindicadores biológicosbiológicos

��BiomasaBiomasa MicrobianaMicrobiana

��CadenaCadena TróficaTrófica del del SueloSuelo

��RespiraciónRespiración

��RaícesRaíces

��OtrosOtros IndicadoresIndicadores


6.Biomasa Microbiana

��DefiniciónDefinición

•• Peso Total de Peso Total de microorganismosmicroorganismos en el en el suelosuelo..

�� C C microbianomicrobiano en el en el suelosuelo:

•bacterias--mil millones/g•actinomycetes--varios cientos de millones/ g•hongos--10-20 millones/g•algas--entre 10.000 y 3 millones/g•protozoa--hasta 1 millón/g•nematodes--50 o más/g


Factores que afectan la Biomasa Microbiana

•• VegetaciónVegetación

•• ManejoManejo del del suelosuelo((laboreolaboreo, , rotacionesrotaciones, , pesticidaspesticidas…)…)

HumedadHumedad y y TemperaturaTemperatura•• HumedadHumedad y y TemperaturaTemperatura

��contenidocontenido de de MateriaMateria OrgánicaOrgánica


NematodosFitoparásitos

La trama trófica del suelo

ArtrópodosFragmentadores

ArtrópodosPredatores

Pájaros

NematodosPlantas

HongosMicorrizas y saprófitos

NematodosFungívoros ybacteriófagos

NematodosPredatoresPlantas

Vástagos yRaíces

Materia OrgánicaDesechos, residuos ymetabolitos de plantas,Animales ymicroorganismos.

Bacteria

ProtozoariosAmebas, flageladosy ciliados

Vertebrados

PrimerFotosintetizadores

SegundoDescomponedores,patógenos,parásitos ycomedores de raíces

TercerFragmentadores,predatores.

CuartoPredatores.

QuintoPredatores.

Niveles tróficos

M.S. Zerbino, Eureka 20021212

BacteriasBacterias

1.1. Se alimentan de materia orgánica Se alimentan de materia orgánica de fácil descomposiciónde fácil descomposición

2.2. Ciclan y almacenan nitrógenoCiclan y almacenan nitrógeno

Contribuyen a la estabilidad del Contribuyen a la estabilidad del 3.3. Contribuyen a la estabilidad del Contribuyen a la estabilidad del suelosuelo

�� Descomponen pesticidasDescomponen pesticidas


HongosHongos

1.1. Se Se alimentanalimentan de MO de de MO de difícildifícildescomposicióndescomposición

2.2. AlmacenanAlmacenan NN

ContribuyenContribuyen a la a la estabilidadestabilidad del del 3.3. ContribuyenContribuyen a la a la estabilidadestabilidad del del suelosuelo

4.4. Son Son muymuy negativamentenegativamente afectadosafectadosporpor el el LaboreoLaboreo


Soil fungiSoil fungi


Hifa FúngicaHifa Fúngica


MicorrizasMicorrizas

•• Son Son HongosHongos

•• MicorrizasMicorrizas Vesicular Vesicular ArbustivasArbustivas(VAM) en (VAM) en cultivoscultivos extiendenextienden el el (VAM) en (VAM) en cultivoscultivos extiendenextienden el el sistemasistema radicularradicular

•• Son Son frágilesfrágiles ((muymuy adectadasadectadas porporlaboreolaboreo))


NematodesNematodes

1.1. Son Son predatorespredatores de de hongoshongos y y bacteriasbacterias, y , y comencomen raícesraíces

2.2. Parte Parte importanteimportante del del ciclociclo del Ndel N

De 10De 10--20 20 individuosindividuos//gramogramo de de suelosuelo3.3. De 10De 10--20 20 individuosindividuos//gramogramo de de suelosuelo

4.4. Pueden Pueden afectar la estructura de los afectar la estructura de los agregadosagregados mediante sus interacciones mediante sus interacciones con la con la microfloramicroflora


Nematode

Mite

Nematode

Sandparticle


bicho bolitabicho bolitaTransformadores del rastrojo

milpiesmilpies

M.S. Zerbino, Eureka 2002Departamento de Suelos y Aguas 2020

MesofaunaMesofauna (100(100µµmm--2mm)2mm): :

MicroartrópodosMicroartrópodos (ácaros,(ácaros, collemboloscollembolos))habitanteshabitantes deldel mantillomantillo.. Bacteriófagos,Bacteriófagos, fungívorosfungívoros,, omnívoros,omnívoros, detritívorosdetritívoros..

1.1. FragmentanFragmentan restosrestos vegetalesvegetales..

2.2. RegulanRegulan laslas poblacionespoblaciones dede hongoshongos yy dede lalamicrofaunamicrofauna..RegulanRegulan laslas poblacionespoblaciones dede hongoshongos yy dede lalamicrofaunamicrofauna..

3.3. IntervienenIntervienen enen elel recicladoreciclado dede nutrientes,nutrientes,

4.4. PromuevenPromueven lala humificaciónhumificación..

5.5. ProducenProducen pelotaspelotas fecalesfecales..

6.6. CreanCrean bioporosbioporos..


MacrofaunaMacrofauna (2mm(2mm--20mm)20mm)

CicloCiclo biológicobiológico largo,largo, movimientosmovimientos lentos,lentos, pocapoca capacidadcapacidad dede dispersióndispersiónyy bajabaja tasatasa reproductivareproductiva..

1.1. FragmentanFragmentan restosrestos vegetalesvegetales,,2.2. estimulanestimulan lala actividadactividad microbianamicrobiana..3.3. MezclanMezclan partículaspartículas orgánicasorgánicas yy mineralesminerales..4.4. RedistribuyenRedistribuyen lala materiamateria orgánicaorgánica yy loslos4.4. RedistribuyenRedistribuyen lala materiamateria orgánicaorgánica yy loslos

microorganismosmicroorganismos..5.5. CreanCrean bioporosbioporos..6.6. PromuevenPromueven lala humificaciónhumificación..7.7. ProducenProducen pelotaspelotas fecalesfecales..


Grupo

Descomposición

M.O/

Mineralización

Mezcla de suelo/

Efecto sobre propiedades

físicas del suelo

Predación/

parasitismo

Herbívoros

lombrices + +

moluscos + +

bicho bolita + +

milpies + +

cienpies +

Actividades de cada grupo de la macrofauna

cienpies +

arañas +

coleopteros + + +

lepidopteros +

dipteros + + +

ortopteros + +

dermapteros + +

neuropteros +

termitas + + + M.S. Zerbino, Eureka 20022323

RespiraciónRespiración

�� DefiniciónDefinición

•• FlujoFlujo de CO2 de CO2 desdedesde la la superficiesuperficie del del suelosuelo

Factores que la afectan

•Humedad yTemperatura•Manejo (laboreo, residuos, rotaciones, etc.)



•• Biomasa microbianaBiomasa microbiana

•• Tipo de residuos vegetalesTipo de residuos vegetales

2525




•• Complejo arcilla humusComplejo arcilla humus

2626

Propiedades Químicas

2727Modelo bioquímico interacción entre la materia orgánica humificada y un mineral de arcilla (Obtenido de Sylvia et al., 1999.

Carga eléctrica del coloideCarga eléctrica del coloide(MO)(MO)

COOH COOCOOH COO--HH+ +

OH OOH O-- HH++OH OOH O-- HH++


Relación CIC y MORelación CIC y MO

8101214161820

Soi

l CE

C (

cmol

c/kg

)

18 Coastal Plain Soils

02468

0 1 2 3 4 5 6

Organic Matter (%)

Soi

l CE

C (

cmol

c/kg

)

(Kamprath and Welch, 1962)Departamento de Suelos y Aguas 2929

CIC’s RepresentativasCIC’s Representativas

Soil colloid CEC cmol c/kgHumus 100-300

Vermiculite 80-150Vermiculite 80-150Smectite 60-100

Illite 25-40Kaolinite 3-15

Sesquioxides 0-3


RelaciónRelación entre CIC y entre CIC y TexturaTextura del del suelosuelo

Soil texture CEC cmol c/kgSands 1-5

Fine sandy loams 5-10Loams & silt loams 5-15

Clay loams 15-30Clays >30


Sólidos

Poros

Raíz

HifasPartículas de arcilla

Residuos microbianosMateriales húmicos

Agentes de unión de las partículas Agentes de unión de las partículas del suelo para conformar agregados del suelo para conformar agregados

3232

Agregados

Hifas

Bacteria

Partículas de arcilla

Láminas de arcilla

Cemento

Estructuras del suelo

granulargranular

subgranular

3333

Prismática

angular

laminar





•• Humus Humus •• Humus Humus

3434

HUMUSHUMUSDefinición:Definición:

•• Es una mezcla compleja de Es una mezcla compleja de sustancias orgánicas de alto peso sustancias orgánicas de alto peso molecular, con propiedades molecular, con propiedades coloidales, de color marrón a negro, coloidales, de color marrón a negro,

•• en las cuales no se reconoce al en las cuales no se reconoce al •• en las cuales no se reconoce al en las cuales no se reconoce al microscopio ninguna organización microscopio ninguna organización celular. celular.

•• Es formado por reacciones de Es formado por reacciones de síntesis secundarias con la síntesis secundarias con la intervención de organismos vivos.intervención de organismos vivos.


Formación del humusFormación del humus

�� lala cantidadcantidad dede sustanciassustancias húmicashúmicas quequepuedenpueden formarseformarse enen elel procesoproceso dedehumificaciónhumificación constituyenconstituyen sólosólo elel 5050--2525 %%deldel pesopeso inicialinicial dede loslos restosrestos vegetalesvegetales..


Tipos de Humus

��MorMor sese formaforma enen condicionescondiciones dedehumedadhumedad excesivaexcesiva yy concon reacciónreacciónácidaácida deldel suelosuelo..ácidaácida deldel suelosuelo..

��MullMull enen condicionescondiciones dede reacciónreacciónneutraneutra yy humedadhumedad moderada,moderada,buenasbuenas condicionescondiciones físicasfísicas


Factores que regulan la velocidad de humificación

�� LaLa velocidadvelocidad dede humificaciónhumificación dede loslosmaterialesmateriales orgánicosorgánicos eses ununparámetroparámetro muymuy importanteimportante aa lala horahoradede valorarvalorar elel equilibrioequilibrio húmicohúmico dededede valorarvalorar elel equilibrioequilibrio húmicohúmico dedeunun suelo,suelo,

�� porpor lolo tanto,tanto, susu fertilidad,fertilidad, queque sese vevefavorecidafavorecida alal aumentaraumentar loslos valoresvalores dedehumificaciónhumificación


Los factores que regulan la velocidad de humificación - mineralización

•• CantidadCantidad y y calidadcalidad de los de los residuosresiduos

•• OrganismosOrganismos vivosvivos del del suelosuelo

•• TemperaturaTemperatura del del suelosuelo -- climaclima•• TemperaturaTemperatura del del suelosuelo -- climaclima

•• ContenidoContenido de de aguaagua del del suelosuelo

•• AireaciónAireación

•• pHpH Departamento de Suelos y Aguas 4040

Composición química aproximada de organismos vegetales superiores e inferiores ( % del peso seco).

Objeto de estudio

Ceras grasas resinas

Proteínas

Celulosa

Hemicelulosas hidratos y

carbohidratos

Lignina

Hierbas leguminosas vivaces: Raíces Hojas

10-12 -

10-15 12-20

20-25 15

25-30 10-12

10-15 5

Hierbas gramineas vivaces

5-12

5-10

25-30

25-30

15-20

vivaces Árboles de

hoja ancha: Hojas Madera

3-5 -

4-10 0,5-1

15-25 40-50

10-20 20-30

10 20-25

Coníferas: Hojas Madera

20-25 -

5-7 0,1-1

20 45-50

15-20 15-25

15 25-30

Musgos - 5-10 15-25 30-60 No hay Líquenes - 3-5 5-10 60-80 8-10 Algas - 10-15 5-10 50-60 No hay Bacterias - 40-70 No hay Mucosidad


4141

Poco lignina y polifenoles

bajo C/N Mucha lignina y polifenoles bajo C/N

Cambio en el contenido del nitrógeno mineral del suelo

Alta lignina y polifenoles, alto C/N

Bajo lignina y polifenoles, alto C/N

Tiempo semanas


Riqueza en Nitrógeno de los restos frescos

�� MaterialesMateriales concon unun contenidocontenido enen nitrógenonitrógenosuperiorsuperior alal 22,,44 %% enen susu materiamateria secaseca..

�� Mineralización netaMineralización neta�� Materiales con un contenido en nitrógeno Materiales con un contenido en nitrógeno entre entre 1,2 y 2,4 %1,2 y 2,4 % en su materia seca. en su materia seca. entre entre 1,2 y 2,4 %1,2 y 2,4 % en su materia seca. en su materia seca. �� Inmovilización inicial y mineralización Inmovilización inicial y mineralización

posteriorposterior�� Materiales con un contenido en nitrógeno Materiales con un contenido en nitrógeno menor del menor del 1,2 %1,2 % en su materia seca.en su materia seca.

�� Inmovilización por largos períodosInmovilización por largos períodos


5000

6000

7000

8000

Cantidad promedio de microorganismos (miles/gr suelo)

Tierras sincultivar

0

1000

2000

3000

4000

Podsol Castaño Suelo Pardo

Tierrascultivadas


COEFICIENTE ISOHUMICO

Cantidad de humus producido respecto a la Cantidad de humus producido respecto a la materia orgánica agregada.materia orgánica agregada.

Estiércol bien descompuesto 0.5Estiércol con cama de paja (cáscara de arroz) 0.2 - 0.4Estiércol con cama de paja (cáscara de arroz) 0.2 - 0.4Residuos vegetales leñosos ricos en N 0.1 - 0.3Restos pajizos con poco N 0.08- 0.1

Cantidad de raíces como residuos de las cosechas

Soja 600 kg/haTrigo 850 kg/haMaíz 1.300 kg/haAlfalfa 3.900 kg/haBromus 4.000 kg/haPasto Azul 5.000 kg/ha






•• HumusHumus•• HumusHumus

•• Propiedades de la MOPropiedades de la MO

4747

Propiedades de la Materia Propiedades de la Materia OrgánicaOrgánica

�� El aporte de materia orgánica mejora:El aporte de materia orgánica mejora:

•• las características físicas, las características físicas, •• químicas yquímicas y•• químicas yquímicas y•• biológicas de los suelos de cultivo.biológicas de los suelos de cultivo.


ALGUNAS FUNCIONES DE LA MATERIA ORGANICA�� 1) 1) Reservorio de nutrientes (Reservorio de nutrientes (N,P,S,Bo,Zn,otrosN,P,S,Bo,Zn,otros))

�� 2) Incrementa la capacidad de intercambio 2) Incrementa la capacidad de intercambio catiónicocatiónico((ciccic))

�� 3) Aporta energía para la actividad de los 3) Aporta energía para la actividad de los microorganismos.microorganismos.microorganismos.microorganismos.

�� 4) Libera CO4) Libera CO 2 2 ..

�� 5) Incrementa la capacidad de retener agua del suel o.5) Incrementa la capacidad de retener agua del suel o.

�� 6) Incrementa la estabilidad de la estructura y mej ora 6) Incrementa la estabilidad de la estructura y mej ora el laboreoel laboreo Departamento de Suelos y Aguas 4949

ALGUNAS FUNCIONES DE LA MATERIA ORGANICA

�� 7) Mejora la protección de la superficie del suelo, reduce el 7) Mejora la protección de la superficie del suelo, reduce el encostramiento e incrementa la infiltración.encostramiento e incrementa la infiltración.

�� 8) Reduce el efecto de la compactación.8) Reduce el efecto de la compactación.

�� 9) Tiene efecto buffer contra rápidos cambios en acidez, 9) Tiene efecto buffer contra rápidos cambios en acidez, alcalinidad y salinidad.alcalinidad y salinidad.


Suelo con alto nivel de M.O.Buena estructura Bajo nivel de M.O.

Compactado mala estructuraDepartamento de Suelos y Aguas 5151





•• HumusHumus•• HumusHumus

•• Propiedades de la MOPropiedades de la MO

•• Contenido de materia orgánica de los Contenido de materia orgánica de los SuelosSuelos

5252

� Composición del Suelo

� Composición de la Materia orgánica

� Procesos de descomposición de los restos frescos

MATERIA ORGANICAMATERIA ORGANICATemas desarrollados:Temas desarrollados:

restos frescos

� Tipos de Materia orgánica

� Complejos arcilla – humus

� Humus – Propiedades

� Contenido de M.O. de los Suelos

5454

Composición de la Materia Composición de la Materia Orgánica del SueloOrgánica del Suelo

Suelo

La MO es 1-6% de la masa del suelo

Biomasa microbiana:3-9% de la MO total

Fácilmente

Fauna10%

Partículas Minerales

Estable (humus)70-90%

Fácilmentedecomponible

7-21%

Hongos50%

Bacterias & actinomycetes

30%

Levaduras, algas,

protozoa,nematodes

10%

10%


Factores que Afecta la Biomasa Factores que Afecta la Biomasa MicrobianaMicrobiana

�� VegetaciónVegetación

�� Manejo (laboreo, rotaciones, Manejo (laboreo, rotaciones, pesticidas…)pesticidas…)

Humedad y TemperaturaHumedad y Temperatura�� Humedad y TemperaturaHumedad y Temperatura

��contenido de Materia Orgánicacontenido de Materia Orgánica


Procesos de descomposición de Procesos de descomposición de restos vegetalesrestos vegetales

Restos frescos

MineralizaciónNO3, PO4, SO4, CO2, etc

Mineralización

m.o HUMUS

Mineralización

m.o.


Tipo de materia orgánica

Estructural Metabólico

C/NLignina

Activa

Lenta

Pasiva


COOH

OH

Arcilla

M

M MM

Diagrama del complejo arcilla – materia orgánica del suelo

OHNH

R-CH

C-O

NH

Peptidos


COOH

5959

Carga eléctrica del coloideCarga eléctrica del coloide(MO)(MO)

COOH COOCOOH COO--HH+ +

OH OOH O-- HH++OH OOH O-- HH++


CIC CIC RepresentativasRepresentativas

Coloides Suelo CEC cmol c/kg Humus 100-300

Vermiculita 80-150 Vermiculita 80-150 Smectita 60-100

Illita 25-40 Caolinita 3-15

Sesquioxidos 0-3


Factores que Afectan la Factores que Afectan la Mineralización Mineralización

�� Cantidad y calidad de los residuosCantidad y calidad de los residuos

�� Organismos vivos del sueloOrganismos vivos del suelo

�� Temperatura del sueloTemperatura del suelo

Contenido de agua del sueloContenido de agua del suelo�� Contenido de agua del sueloContenido de agua del suelo

�� AireaciónAireación

�� pHpH


Riqueza en Nitrógeno de los restos frescos

�� MaterialesMateriales concon unun contenidocontenido enen nitrógenonitrógenosuperiorsuperior alal 22,,44 %% enen susu materiamateria secaseca..

�� Mineralización netaMineralización neta�� Materiales con un contenido en nitrógeno Materiales con un contenido en nitrógeno entre entre 1,2 y 2,4 %1,2 y 2,4 % en su materia seca. en su materia seca. entre entre 1,2 y 2,4 %1,2 y 2,4 % en su materia seca. en su materia seca.

�� Inmovilización inicial y mineralización Inmovilización inicial y mineralización posteriorposterior

�� Materiales con un contenido en nitrógeno Materiales con un contenido en nitrógeno menor del menor del 1,2 %1,2 % en su materia seca.en su materia seca.

�� Inmovilización por largos períodosInmovilización por largos períodos


CONTENIDO DE MATERIA ORGANICADE LOS SUELOS

M.O. (%) = M.O. (%) = ∫∫ (tiempo, clima, material madre(tiempo, clima, material madreM.O. (%) = M.O. (%) = ∫∫ (tiempo, clima, material madre(tiempo, clima, material madre

vegetación, topografía)vegetación, topografía)


Sistema aéreoSistema aéreo90 90 -- 120 tt MS/ha120 tt MS/ha

Sistema aéreoSistema aéreo3 3 -- 7tt/ha MS7tt/ha MS


Sistema radicularSistema radicular60 60 -- 70 tt MS/ha70 tt MS/ha

Sistema radicularSistema radicular130 130 –– 150 tt/ha MS150 tt/ha MS

Total ecosistemaTotal ecosistema

100+70 = 170 tt/ha MS100+70 = 170 tt/ha MSTotal ecosistemaTotal ecosistema

7+150 = 167 tt/ha MS7+150 = 167 tt/ha MS

Materia orgánica ( % )

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 1 2 3 4 5 6 7

prof

. cm

Materia orgánica (%)

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 1 2 3 4 5 6

prof

. cm

6868

Con

teni

do R

ela

tivo

de C

(g

C m-2 )

P = producción primaria neta D = decomposición

Acumulaciónoriginal

Conversión ala

agricultura

Adopción deprácticas deconservación

Tiempo

Con

teni

do R

ela

tivo

de C

(g

C m

P > D P > DP < D

(Janzen et al., 1998)

pérdida


Agriculturacontinua


Distribución del tiempo en los sistemas de rotación: suelo descubierto o con vegetación

70

80

90

100

Sistema de rotaciónINIA - La Estanzuela

SueloTrabajado

Suelo

trabajado

1 y 2 4 y 6 3 y 5

0

10

20

30

40

50

60

Sistemas

Suelocubierto

Suelo

cubierto


3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

M.O

.%

Contenido de materia orgánica (%)

Agricultura

Contenido de materia orgánica

1 2 3 4 5 6

3

3,1

3,2

3,3

Sistema de rotación


Agriculturapermanente

Rotación Pasturas - cultivos

7272

Evolución del contenido de materia orgánica Evolución del contenido de materia orgánica en el sueloen el suelo

RRotación cultivos otación cultivos -- pasturaspasturas

Fase de cultivosFase de cultivos

��Menores aportes de residuos al Menores aportes de residuos al sistemasistemasistemasistema

��Mayor tasa de mineralizaciónMayor tasa de mineralización

��Mayores pérdidas por erosiónMayores pérdidas por erosión


7373

Evolución del contenido de materia orgánica Evolución del contenido de materia orgánica en el sueloen el suelo

RRotación cultivos otación cultivos -- pasturaspasturas

En la fase de pasturasEn la fase de pasturas::por el tipo de vegetaciónpor el tipo de vegetación

��mayores aportes al sistemamayores aportes al sistema

��menores pérdidas por erosiónmenores pérdidas por erosión��menores pérdidas por erosiónmenores pérdidas por erosión

Al suprimirse el laboreoAl suprimirse el laboreo::

��menor tasa de mineralizaciónmenor tasa de mineralización

��menores pérdidas por erosiónmenores pérdidas por erosión


Evolución del contenido de M.O. Evolución del contenido de M.O. Rotaciones INIA La EstanzuelaRotaciones INIA La Estanzuela

Pradera - cultivos

Años

M.O

.%M

.O.%

Agricultura permanente C/F

Agricultura permanente S/F

Alfalfa - cultivos


PérdidaPérdida de de CarbonoCarbonosegúnsegún manejomanejo del del SueloSuelo

60006500700075008000

Soi

l C (

g m

-2)

Laboreo Convencional

Laboreo Reducido

300035004000450050005500

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

Year

Soi

l C (

g m

-2)

53% de 1907

61% de 1907

(Lal et al., 1998)Departamento de Suelos y Aguas7676

Fracción de C.O. Lenta

CC cultivo continuoCC cultivo continuoCP cultivo pasturaCP cultivo pastura

7777

Fracción de C.O. Lenta

CC = cultivo continuo CP = cultivos pasturas 7878

Efecto del laboreo

En el contenido de M.O. en la capa arable

90 %

80 %


Materia orgánica del suelo

CO2

CO

CO2

30%

34.000 kg de C

2%

Sistema Agrícola

respiración

CO2

Cosecha

70%

Producción M.S. 5.300 Hg de C


Cosecha

8181

CUANTIFICACIÓN de la PÉRDIDA de MATERIA ORGANICA DEL SUELO

Asumiendo queAsumiendo que ::

�� densidad del suelo es: densidad del suelo es: 1,25 tt.m1,25 tt.m --33 (D=M/V)(D=M/V)

�� volumen de una hectárea es:volumen de una hectárea es:

�� 100m X 100m X 0,20m = 2.000 m100m X 100m X 0,20m = 2.000 m 33

�� 1,25 tt. m1,25 tt. m --3 3 = M / 2.000 m= M / 2.000 m33

�� M (peso de 1 ha) = 2.500 ttM (peso de 1 ha) = 2.500 tt


PERDIDA DE MATERIA ORGANICA DEL SUELO

�� Asumiendo que el contenido de M.O. De un suelo es 3%Asumiendo que el contenido de M.O. De un suelo es 3%

�� 2.500tt X 0.03 = 75 tt de M.O. /ha2.500tt X 0.03 = 75 tt de M.O. /ha

•• Si la tasa anual de descomposición (mineralización) Si la tasa anual de descomposición (mineralización) es 2%es 2%

�� Se pierde anualmente del suelo por dicho proceso:Se pierde anualmente del suelo por dicho proceso:•• 1.500 kg/ha/año1.500 kg/ha/año

�� Si el contenido de M.O. del suelo es solo 2%:Si el contenido de M.O. del suelo es solo 2%:

�� M.O./ha sería 50.000 ttM.O./ha sería 50.000 tt

��M.O./ha mineralizada anualmente 1.000 kg/ha/año M.O./ha mineralizada anualmente 1.000 kg/ha/año


Tasa de acumulación

de M.O. (%.año -1)

9

3060

90120

180

0.00

0.74

0.51

0.27

3

96


Cambios en el nivel de C.O. del suelo según Cambios en el nivel de C.O. del suelo según cantidad de material agregadocantidad de material agregado

1000

1500

2000120 tt/ha/año

40 tt/ha/año

CC kg/ha/añokg/ha/año

-1000

-500

0

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

2 tt/ha/año

C.O.%

8686

SUELOS DEL URUGUAYSUELOS DEL URUGUAY

Contenido de Materia Contenido de Materia OrgánicaOrgánica

8888

Contenido de materia orgánica de los suelos del Uruguay


CIC

M.O.

Calcio CIC


Distribución de carbono orgánico en el perfil

-50

-40

-30

-20

-10

00 0,5 1 1,5 2 2,5

% c.o.

Pro

f. (c

m)

-90

-80

-70

-60

-50

Pro

f. (c

m)

Acrisol Brunosol


AcrisolRivera

BrunosolLas Brujas

9191

Relación tipo de suelo Relación tipo de suelo -- capacidad de capacidad de intercambio catiónico (CIC)intercambio catiónico (CIC)

Departamento de Suelos y AguasFuente: Victora-Zamalvide 9292

��Algunas experiencias Algunas experiencias nacionalesnacionales

9696

Abonos verdes

Especie M. S. Kg/ha N kg/ha P kg/ha P kg/haAvena negra 6 49 14 129

Centeno 6 39 14 84Vicia peluda 4 nd nd ndVicia común 4 139 12 102

Lupino blanco 4 nd nd nd

K kg/ha

Lupino blanco 4 nd nd ndLupino azul 4 34 12 54

Milheto 9 40 15 95Caupi 4 74 20 98

Girasol 7 76 15 185Avena negra/Vicia común 6,5 122 17 151

Milheto/Caupi 7 66 20 105

9797

Suministro de nutrientes de diferentes tipos de estiércol

Tipo de Estiércol N Kg/tt P Kg/tt K Kg/ttGallinas ponedoras 14,0 3,6 3,2

Ganado lechero 5,0 0,9 4,5Ganado de engorde 6,3 1,8 4,1Ganado de engorde 6,3 1,8 4,1

Cerdos 4,5 1,3 3,4Equinos 6,2 0,9 5,4Ovinos 12,6 1,9 9,0

9898

EFLUENTES DE TAMBOEFLUENTES DE TAMBO

9999

biodigestorbiodigestor

Tanque estercoleroTanque estercolero

biodigestorbiodigestor

100100

EFECTO DE LA APLICACIÓN DE EFLUENTES DE TAMBO EFECTO DE LA APLICACIÓN DE EFLUENTES DE TAMBO SOBRE LA PRODUCCÓN DE VERDEOS Y PROPIEDADES SOBRE LA PRODUCCÓN DE VERDEOS Y PROPIEDADES

FISICOFISICO--QUIMICAS DEL SUELOQUIMICAS DEL SUELO

�� Dosis de efluente:Dosis de efluente:

�� EF0 = EF0 = 00 L/ha; L/ha;

�� EF1 = EF1 = 33.00033.000 L/haL/ha�� EF1 = EF1 = 33.00033.000 L/haL/ha

�� EF2 = EF2 = 66.00066.000 L/haL/ha

Cultivos: Sorgo ForrajeroCultivos: Sorgo Forrajero

Avena Avena

Maíz para siloMaíz para silo101101

Composición y características Composición y características del efluente aplicadodel efluente aplicado

Afluente Efluente

• M.S.(%) 8.7 9.5

• pH 7.25 7.29• pH 7.25 7.29

• N (%) 2.14 3.29

• P (%) 0.87 0.99

• Ca (%) 1.12 1.23

102102

EF0

EF2

EF1EF1

103103

EFECTOS EN EL SUELO DE LA APLICACIÓN DEEFLUENTES DE TAMBO

0

1000

2000

3000

4000

5000

kg/ha M.S.

Sorgo Forrajero

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

kg/ha M.S.

Maíz para silo

0EF0 EF1 EF2

0

EF0 EF1 EF2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

kg/ha M.S.

EF0 EF1 EF2

Avena

104104

EFECTOS DE LA APLICACIÓN DEEFLUENTES DETAMBO 120

140

160

180

200

Extracción de nutrientes - Maíz.

K

N TAMBO

0

20

40

60

80

100

120

kg.h

a-1

EF0 EF1 EF2

P

a

b

c

105105

EFECTO DE LA APLICACIÓN DE EFLUENTES DE TAMBO SOBRE LA EFECTO DE LA APLICACIÓN DE EFLUENTES DE TAMBO SOBRE LA PRODUCCÓN DE VERDEOS Y PROPIEDADES FISICOPRODUCCÓN DE VERDEOS Y PROPIEDADES FISICO--QUIMICAS DEL QUIMICAS DEL

SUELOSUELO

Tratamientos Materia orgánica (%) pH (H 2O) Fósforo (ppm)

EFO 2,95 a 5,8 a 5,0 a

EF1 2,99 a 5,9 a 5,0 a

EF2 3,14 a 5,9 a 5,7 a

Tratamientos Porosidad (%) Microporosidad (%) Macroporosidad (%)

EFO 50,4 a 35,8 a 14,6 a

EF1 53,1 b 35,5 a 17,6 b

EF2 53,4 b 34,3 a 19,1 b

106106

Manejo del suelo en Manejo del suelo en HorticulturaHorticultura

107107

barbecho estiércol

avena

108108

Barbecho Estiércol

109109

1,5

2

2,5

indi

ce d

e IE

Inestabilidad estructural del suelo (IE)

1986

0

0,5

1

1,5

indi

ce d

e IE

estiércol avena barbecho

manejo del suelo

1987

110110

Relación entre Porosidad total y Relación entre Porosidad total y manejo del suelomanejo del suelo

% 1986 1987

%

AVBA

Manejo Manejo

ESAV

BA

111111

20.000

25.000

Rendimiento cultivo de tomate industria

0

60

120

10.000

15.000

20.000kilos/ha

estiércol avena barbecho112112

Utilización de estiércol y Utilización de estiércol y compost en invernáculoscompost en invernáculos

113113

Evolución del contenido de Sodio interc. en el suel o bajo cubierta plástica

1,05

1,15

1,25

1,35

meq

/100

g d

e su

elo

Estiercol 60kg/m2

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

abr-97 may-97 jun-97 jul-97

muestreos

meq

/100

g d

e su

elo

Compost 60kg/m2

114114

Evolución del contenido de sodio en el suelo (0 - 20 cm)

1.15

1.25

Compost 60kg/m2

0.55

0.65

0.75

0.85

0.95

1.05

Apr-97 May-97 Jun-97 Jul-97

Muestreo

meq

/ 10

0 g

de s

uelo

kg/m2

Barbecho

115115

Evolución del contenido de nitrógeno (0 - 20 cm)

300

350

400

450

500

No3

- ppm

Estiercol 30 kg/m2

0

50

100

150

200

250

300

8 abril 99 12 mayo 99 16 junio 99 4 julio 99

muestreos

No3

- ppm

Estiercol 60 kg/m2

116116

1.50

2.00

2.50

3.00ki

los

por

m2

Rendimiento acumulado de Tomate según fertilización

Nivel Cerofertilización

Nivel 1:1fertilización

0.00

0.50

1.00kilo

s po

r m

2

Barbe

cho

Estie

rcol

30

kg/m

2Es

tierc

ol 6

0 kg

/m2

Estie

rcol

90

kg/m

2Com

post

60

kg/m

2

Tratamientos

fertilizaciónN:K

117117

118118

119119

Mejoradores verdes

�� Plantas cultivadas incorporadas sobre Plantas cultivadas incorporadas sobre o dentro del suelo, constituyen una o dentro del suelo, constituyen una fuente de carbono, nutrientes y/o fuente de carbono, nutrientes y/o cobertura de proteccióncobertura de protecciónVentajasVentajas::VentajasVentajas::

�� protege el suelo al impacto de las protege el suelo al impacto de las lluvias, disminuye el escurrimiento lluvias, disminuye el escurrimiento superficial, superficial,

120120

Mejoradores verdesMejoradores verdes

�� VentajasVentajas�� disminuye la radiación solar directa, disminuye la radiación solar directa, reduciendo la temperatura del suelo y la reduciendo la temperatura del suelo y la amplitud térmicaamplitud térmicaamplitud térmicaamplitud térmica

�� Mejora las condiciones físicas y Mejora las condiciones físicas y biológicas del suelobiológicas del suelo

121121

Mejoradores verdesMejoradores verdes

�� Retorna y / o trae a la superficie del Retorna y / o trae a la superficie del suelo elementos minerales que están suelo elementos minerales que están ubicados a profundidad.ubicados a profundidad.

�� En caso de leguminosas, incorporan En caso de leguminosas, incorporan �� En caso de leguminosas, incorporan En caso de leguminosas, incorporan cantidades significativas de cantidades significativas de nitrógeno.nitrógeno.

�� Influye en el equilibrio de los m.o. Influye en el equilibrio de los m.o. Plaga en el suelo.Plaga en el suelo.

122122

Momento de enterradoMomento de enterrado

�� Está determinado por el objetivo perseguido:Está determinado por el objetivo perseguido:

�� Aporte de nutrientesAporte de nutrientes

�� Mantener cubierto el sueloMantener cubierto el suelo

�� Controlar malezasControlar malezas�� Controlar malezasControlar malezas

�� Restaurar propiedades físicasRestaurar propiedades físicas

123123

avena

avena

barbecho

barbechobarbecho

avena

124124

Avena

125125

Estiércol c/cáscara de arroz

126126

Barbecho Estiércol

127127

Siembra directa

128128

Vegetación espontanea

129129

Variación de la resistencia a la penetración

80

100

120

N° d

e go

lpes

Testigo fila

AVN/Vicia fila

Testigo entrefila

AVN/Vicia entrefila

0

20

40

60

0 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Profuncidad (cm)

N° d

e go

lpes

130130

Descripción de los ácidos húmicosDescripción de los ácidos húmicos

�� 11 SeSe originanoriginan naturalmentenaturalmente porpor lala descomposicióndescomposición dede loslosrestosrestos vegetalesvegetales..

�� 22 ElEl humushumus representarepresenta aproximadamenteaproximadamente unun 7070 %% dede lalamateriamateria orgánicaorgánica deldel suelosuelo..

�� •• LosLos ácidosácidos húmicoshúmicos representanrepresentan unun 6060 %% deldel humushumus..

131131

ácidos húmicosácidos húmicos

�� TienenTienen altaalta capacidadcapacidad dede intercambiointercambio cationicocationico dadodado lalamultiplicidadmultiplicidad dede gruposgrupos funcionalesfuncionales cargadoscargados negativamentenegativamente..

�� PoseenPoseen múltiplesmúltiples gruposgrupos químicosquímicos funcionalmentefuncionalmente activos,activos,muchosmuchos dede loslos cualescuales elel mismomismo oo similarsimilar aa aquellosaquellosinvolucradosinvolucrados concon pasospasos metabólicosmetabólicos oo respiratoriosrespiratorios..involucradosinvolucrados concon pasospasos metabólicosmetabólicos oo respiratoriosrespiratorios..

�� EnEn generalgeneral sese atribuyenatribuyen aa loslos ácidosácidos orgánicosorgánicos efectosefectosbeneficiosos,beneficiosos, tantotanto cuandocuando sese aplicanaplican sobresobre elel suelosuelo comocomo

sobresobre laslas plantasplantas..

132132

A) Efectos beneficiosos sobre el suelo

1 Aumenta considerablemente la capacidad de retener e intercambiar cationes (fertilidad) siendo su CIC aproximadamente 5 a 10 veces mayor que las arcillas del tipo 2:1.

2 Mejora la disponibilidad del fósforo en el suelo, interfiriendocon la fijación con el aluminio y el hierro, formando complejos

fosfohúmicos de alta disponibilidad, y reduciendo la capacidad de fijación de fósforo del suelo.

133133


�� 33 EstabilizaEstabiliza lala estructuraestructura deldel suelosuelo aa travéstravés dede lalaformaciónformación dede micromicro--agregadosagregados..

�� FavoreceFavorece oo incrementaincrementa lala penetraciónpenetración radicular,radicular, lalapenetraciónpenetración yy retenciónretención dede agua,agua, aireación,aireación, yydrenajedrenaje internointerno..

�� 44 PoderPoder bufferbuffer frentefrente aa condicionescondiciones dede pHpHextremosextremos porpor unauna aceptaciónaceptación oo donacióndonación dede ionesiones44 PoderPoder bufferbuffer frentefrente aa condicionescondiciones dede pHpHextremosextremos porpor unauna aceptaciónaceptación oo donacióndonación dede ionesioneslibreslibres dede hidrógenohidrógeno..

�� 55 CapacidadCapacidad potencialpotencial dede alteraralterar lala actividadactividadmetabólicametabólica dede loslos microorganismosmicroorganismos deldel suelosuelo.. SeSehaha sugeridosugerido efectosefectos sobressobres elel sistemasistema enzimáticoenzimático..

134134

ácidos húmicosácidos húmicosB) Efectos beneficiosos sobre las plantas

1 Aceleración de la tasa de germinación y mejora la tasa de

emergencia y uniformidad.

2 Incrementa el crecimiento radicular y aéreo, tanto en base

fresca como seca.

3 Mejora la absorción radicular de P y Fe, y también K, Ca, Mg,

Cu, y Zn.

4 Reduce la absorción radicular de Cl.

5 Mejora la absorción foliar de P, y posiblemente otros.

135135


�� 66 IncrementaIncrementa lala tasatasa dede fotosíntesisfotosíntesis..

�� 77 IncrementaIncrementa elel contenidocontenido dede azúcarazúcar enenlala plantasplantas..lala plantasplantas..

136136

�� ExistenExisten unun grangran númeronúmero dede productosproductos comercialescomercialesconteniendoconteniendo ácác.. húmicos,húmicos, existiendoexistiendo unauna grangranvariabilidadvariabilidad entreentre fabricantesfabricantes enen términostérminos dedecalidadcalidad yy performanceperformance..

�� ElEl procesoproceso dede extracciónextracción dede loslos ácác.. húmicoshúmicos eses vitalvitalparapara obtenerobtener unun productoproducto terminadoterminado efectivoefectivo..

Ac. Húmicos.

parapara obtenerobtener unun productoproducto terminadoterminado efectivoefectivo..

�� UnaUna extracciónextracción yy purificaciónpurificación impropiaimpropia puedepuededestruirdestruir elel adecuadoadecuado efectoefecto dede loslos gruposgruposfuncionales,funcionales, reduciendoreduciendo oo destruyendodestruyendo lala actividadactividadbiológicabiológica dede loslos ácidosácidos húmicoshúmicos..

137137

Ac. Húmicos.Ac. Húmicos.

�� Es necesario disponer de los resultados de ensayos Es necesario disponer de los resultados de ensayos que demuestran la eficacia del producto declarado en que demuestran la eficacia del producto declarado en la etiqueta. la etiqueta.

�� No puede juzgarse la performance del producto por No puede juzgarse la performance del producto por �� No puede juzgarse la performance del producto por No puede juzgarse la performance del producto por la apariencia o color. la apariencia o color.

�� No puede juzgarse el contenido actual en ác. húmicos No puede juzgarse el contenido actual en ác. húmicos o actividad potencial por la información de etiqueta.o actividad potencial por la información de etiqueta.

138138

139139

EVOLUCIÓN DEL CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO

M. Org.

tiempoFormación

del sueloUso agrícola

M. Org.%

140140

Cambios en el Carbono orgánico del suelosegún tipo de material agregado

Kg C/ha/año


Relación Carbono:NitrógenoRelación Carbono:Nitrógeno••C:N de las capas superficialesC:N de las capas superficiales

••generalmente 10:1 a 12:1generalmente 10:1 a 12:1

••C:N de materiales orgánicosC:N de materiales orgánicos••C:N de materiales orgánicosC:N de materiales orgánicos•• estiércol de corral madurado 20:1estiércol de corral madurado 20:1

•• Residuos de Trébol 23:1Residuos de Trébol 23:1

•• Rastrojo de maíz 60:1Rastrojo de maíz 60:1

•• Paja de Trigo 80:1Paja de Trigo 80:1

•• Materia Orgánica Estable 10:1Materia Orgánica Estable 10:1Departamento de Suelos y Aguas 142142

INDICADORES DE CALIDAD DEL SUELO

Funciones de la Materia orgánica

INDICADORES DE CALIDAD DEL SUELO

Funciones de la Materia orgánica

QUÍMICOSFÍSICOS

M.O.

BIOLÓGICOS


Utilización de biodigestoresUtilización de biodigestores

5

6

Efecto de la aplicación de efluente de tambo en el suelo

0

1

2

3

4

Materia orgánica (%) pH (H2O) Fósforo (ppm)

EFO

EF1

EF2

144144

Rendimiento Rendimiento ((kg/parcelakg/parcela))de un cultivo de un cultivo de tomate según manejo del suelode tomate según manejo del suelo

ES AV BA

145145


14000

Maíz para silo

020004000

60008000

1000012000

kg/ha M.S.

EF0 EF1 EF2

Tratamientos 146146

55

60

% PT

Porosidad total del suelo (PT)

1986 1987

estiércolavena

barbecho

45

50

% PT

147147

120140160180200

Extracción de nutrientes - Maíz.K

N

020406080

100120

kg.h

a-1

EF0 EF1 EF2

N

P a

b

c

148148


50

60

porcentajeEfecto de la aplicación de efluente de tambo en el suelo

EFO

EF1

0

10

20

30

40

Porosidad total Microporosidad Macroporosidad

EF2

149149

MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO · Edafología Ing. Agr. Alfredo O. Silva Prof. Adjunto 11. Temas a...

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