MECANISMOS DE ESTABILIZACIÓN DE LA ... AGRÍCOLAS ENMENDADOS CON COMPOST DE ...

MECANISMOS DE ESTABILIZACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA EN SUELOS
AGRÍCOLAS ENMENDADOS CON COMPOST DE RESIDUOS URBANOS Y
SOMETIDOS A DISTINTOS MANEJOS
Fernández, J.M., Cebrian, C., García-Gil, J.C., Polo, A., Plaza, C.
Instituto de Ciencia Agrarias – CSIC, Serrano 115 bis 28006 Madrid
1. Introducción
La materia orgánica (MO) del suelo ejerce un papel fundamental dentro del ciclo global del
C, y su excesiva mineralización puede alterar significativamente la concentración de CO 2
atmosférico (Lal, 2004). Localmente, la MO del suelo juega un papel clave en la calidad y
fertilidad del suelo y su pérdida es reconocida como uno de los principales problemas de
los suelos de la UE. Los residuos urbanos representan una fuente de MO imprescindible
para la recuperación de los suelos agrícolas degradados (Senesi y Plaza, 2007). La
cantidad de MO que se acumula en los suelos enmendados con residuos depende del
balance entre los aportes y las pérdidas de C debidas a la descomposición y
mineralización microbiana. Estos procesos están gobernados por los mecanismos de
estabilización de la MO que tienen lugar en el suelo, sobre los que pueden ejercer una
gran influencia los sistemas de laboreo agrícola.
Los mecanismos específicos de estabilización y protección frente al ataque microbiano
incluyen la conservación selectiva y formación de estructuras orgánicas recalcitrantes, la
creación de barreras físicas en pequeños poros y agregados y la interacción con
superficies minerales e iones metálicos (Six et al., 2002). Para poder optimizar el
secuestro de C en suelos mediante una gestión sostenible de los residuos, es
imprescindible profundizar en la interacción de todos los mecanismos que regulan los
procesos de estabilización de la MO.
El objetivo de este estudio es utilizar nuevas técnicas de fraccionamiento físico para
esclarecer los mecanismos fundamentales de estabilización de la MO en un suelo
agrícola enmendado con compost de residuos urbanos sometido a laboreos
convencionales y de conservación.
2. Materiales y métodos
El estudio se realizó un suelo agrícola degradado cultivado en régimen de monocultivo
con cebada y situado en la Finca Experimental de “La Higueruela” (Santa Olalla, Toledo).
El experimento se diseñó en parcelas divididas (3 repeticiones). Los tratamientos
principales a nivel de parcela fueron laboreo con vertedera o no laboreo y a nivel de
subparcela la aplicación de compost de residuo urbano en una única dosis media de 20 t
ha-1 en 2009 o la no aplicación de enmiendas (control). Las muestras de suelo a analizar
proceden de la capa arable (0-20 cm) y fueron recolectadas en 2011. Una vez secas y
tamizadas a <2 mm se procedió a su fraccionamiento.
El proceso de fraccionamiento empleado puede encontrarse descrito en detalle en Plaza
et al. (2012). Se utilizó una combinación de procedimientos físicos (separaciones por
densidad, fraccionamiento de agregados y ultrasonidos a altas frecuencias) para separar:
i) la MO libre que se encuentra entre los agregados (fracción de C no protegida); ii) la MO
retenida en los macroagregados (fracción de C protegida débilmente por mecanismos
físicos); iii) la MO retenida en los microagregados (fracción de C fuertemente protegida
por mecanismos físicos); iv) la MO asociada a la fracción mineral (fracción del C
químicamente protegida) y v) la MO disuelta durante el fraccionamiento. El contenido total
de C fue determinado en las muestras de suelo y en cada una de las fracciones mediante
un analizador elemental Thermo Scientific Flash 2000 y con un analizador Shimazdu
TOC-VCSH en el caso de la MO disuelta. El contenido de C de la fracción mineral se
calculó por diferencia con el resto de las fracciones suponiendo un 100% de recuperación
del C.
3. Resultados y discusión
Tabla 1: Contenido total de C (g kg-1) en los suelos estudiados y sus correspondientes fracciones1
No Laboreo
Vertedera
Compost
Control
Compost
Contenido total de C (g kg-1)1
Suelo sin fraccionar
14.5
14.1
5.5
6.3
MOS libre
4.7 (32.2 %)
4.7 (33.7 %)
0.4 (6.5 %)
0.8 (13.1 %)
MOS en macroagreados
0.9 (6.52 %)
0.9 (6.3 %)
0.2 (3.7 %)
0.2 (3.5 %)
MOS en microagregados
0.9 (6.52 %)
1.3 (9.0 %)
0.3 (5.2 %)
0.3 (4.2 %)
MOS en fracción mineral
5.3 (36.6 %)
5.5 (38.8 %)
3.8 (68.0 %)
3.9 (61.8 %)
MOS disuelta
2.6 (18.2 %)
1.7 (12.2 %)
0.9 (16.5 %)
1.1 (17.3 %)
1 Valores entre paréntesis representan el porcentaje de C total en cada fracción respecto al contenido total de C en el
suelo sin fraccionar.
Control
A largo plazo la adición del compost de residuos urbanos no ha tenido un impacto notable
sobre el contenido de C de ninguno de los suelos o sobre su distribución en las distintas
fracciones. Por el contrario, los suelos sometidos a laboreo han mostrado, en general,
pérdidas elevadas de C con respecto a los que no han recibido ningún tipo de labor (Tabla
1). Estas pérdidas de C se registraron principalmente en la fracción libre, considerada
como aquella en la que la MO se encuentra más expuesta a la acción de los
microorganismos, seguida de las asociadas con los macro y a los microagregados. En
contraste, la fracción mineral muestra un descenso en los contenidos de C muy inferior al
del resto de fracciones analizadas.
En resumen, la acción de la vertedera de voltear y extender la tierra levantada ha
favorecido la exposición a la degradación microbiana de la MO presente en la fracción
libre del suelo y favorecido la de aquella protegida físicamente (macro y microagregados)
mientras que la MO del suelo asociada químicamente con las superficies minerales e
iones metálicos es la que se ha visto menos afectada por este tipo de laboreo.
Agradecimientos: Este proyecto (POII09-0180-1828) ha sido financiado por la
Consejería de Educación y Ciencia de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha.
Referencias
Plaza, C., Fernández, J.M., Pereira, E.I.P., Polo, A. 2012. Fractionation of soil organic
matter. Clean–Soil Air Water. doi: 10.1002/clen.201100338
Six, J., Conant, R.T., Paul, E.A., Paustian, K., 2002. Stabilization mechanisms of soil
organic matter: implications for C-saturation of soils. Plant Soil 241, 155-176.
Senesi, N. y Plaza, C., 2007. Role of humification processes in recycling organic wastes of
various nature and sources as soil amendments. CLEAN-Soil Air Water 35, 26-41.
Lal R., 2004. Soil carbon sequestration to mitigate climate change. Geoderma 123, 1–22.