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Bloque VI: Indice
MODELIZACION DE LA M.O.S.:
RECICLAJE DE NUTRIENTES
MODELIZACION Y RECICLAJE DE LA MATERIA
ORGANICA EDAFICA.
- Modelización.
- Reciclado.
- Agricultura orgánica.
Juan F. GALLARDO LANCHO
Modelización en Compartimentos y Flujos (Neoformación Húmica)
Perfil de humus
Suelo
Mantillo
Materiales orgánicos primarios aéreos
(hojas y otros residuos)
Ol
Of/Oh
Materiales orgánicos
primarios subterráneos
edáficos, exudados y
residuos de raíces
Ah
Descomposición
Percolación
Sustancias
lixiviadas
Residuos
descompuestos
CO2
Materiales orgánicos
secundarios, residuos de
animales y
microorganismos
Heces
diversas
CO2
Compuestos húmicos
CO2
Hipótesis en las Transformaciones Orgánicas Edáficas
- La M.O.S está implicada en cadenas tróficas (energéticas)
- La mineralización produce CO2.
- El 90 % del CO2 desprendido es de origen microbiano
- La actividad microbiana es discontinua en tiempo y espacio
- La materia orgánica del suelo está regulada por el factor productivo
(producción áerea y subterránea) y por el factor descomposición
(temperatura, humedad, textura, composición minerológica, microbiología,
flora, etc.), en un supuesto equilibrio.
• Las actividades humanas (v. g.: actividad agrícola) modifican el equilibrio
original, produciendo un nuevo equilibrio (dinámico).
Distribución de la M.O.S. Zonalmente
TROPICAL
CLIMA
BOREAL FRIO
BOREAL
TEMPLADO
SUBDESERTICO
CONTINENTAL
VEGETACION
PROFUNDIDAD (cm)
TIPO DE
SUELO
BOSQUE DE
CONIFERAS
BOSQUE DE
CADUCIFOLIOS
PODSOL
2
4 %C
GREYZEM
2
4 %C
ESTEPA DE
GRAMINEAS
MATORRAL,
CHAPARRAL
CHERNOZEM
2
4
%C
XEROSOL
2
4
%C
BOSQUE
PLUVIAL
FERRASOL
2
4
%C
25
50
75
100
A
TIPOS DE
HUMUS
MOR
B
MULL
FORESTAL
C
MULL
CHERNOZEMICO
D
MULL
CARBONATADO
E MULL ACIDO
o
MODER
Ciclo Anual (Kg/ha, año) de Bioelementos en un Robledal-Avellanar
(Querceto-Coryletum, en Férage (Alta Bélgica). Según Duvigneaud et al. ( 1971)
(Según Duvigneaud y col., 1971)
Ciclo Anual (kg/ha, año) de Bioelementos en un Robledal-Avellanar
(Querceto-Coryletum, en Férage (Alta Bélgica). Según Duvigneaud et al. ( 1971)
• Edad del Bosque: 117 años; edad del talar: 20 años
• Retenidos: En la producción anual de madera y la corteza; en las ramificaciones
de un año; en el crecimiento de las ramas, troncos y raíces de los árboles; y en los
órganos perennes del estrato herbáceo (en rayado)
• Restituidos: Por los órganos aéreos caducos de la vegetación herbácea (punteado
claro), por el desbroce de los árboles y arbustos (hojas muertas) y otros residuos
(madera muerta, inflorescencias, escamas, frutos, cúpulas; en gris claro), por las
precipitaciones (goteo y escurrido; en gris oscuro)
• Absorbidos: Suma de los retenidos y de los restituidos
• Importados: Por las precipitaciones incidentes
• Exportados: Por el agua de drenaje (cifras tomadas de Likens 1971)
- A la derecha, en el follaje: Bioelementos contenidos en las hojas de los árboles
en el periodo de exuberancia vegetativa (Julio)
- Bajo el suelo y en recuadro: Cantidades totales y cantidades intercambiables de
los elementos en el suelo.
(Según Duvigneaud y col., 1971)
Curvas de Mineralización de la Materia Orgánica Edáfica
(M.O.S.) y de la Materia Orgánica Añadida (M.O.F.)
Pérdida (g)
M.O. Suelo (MOS)
1.0
(MOS)t = 1 - km*t
0.75
0.50
M.O. Fresca (MOF)
0.25
(MOF)t = 1 - R*e-kt
R
1
2
3
4
5
6
7
8
Tiempo (años)
Modelización de la Respuesta del Suelo a la Adicción de Residuos Orgánicos
R
Rt
Compuestos
orgánicos
frescos
E
C.O.S
C añadido
Número de
organismos
CO2 y H2O
Rt= E + R•e-kt
Nivel de C
en el
equilibrio
ados
Componentes sintetiz
por microorganismos
(COS)
Humus del suelo
Humus
suelo
Substancias húmicas estables
Tiempo (t)
(E: Nivel de C en situación de equilibrio; R: compuestos orgánicos añadidos)
Modelización de la Descomposición de la MOS
a) MODELOS DE UN COMPARTIMENTO
- Modelo de Salter & Green (1993):
MOL
CO2
k
R
R = (MOL).e-kt
R
R = Residuo orgánico en el tiempo t
MOL = Materia orgánica inicial
t = Tiempo
t
k = Constante de descomposición orgánica (reacción de primer orden)
Ajuste empírico de la ecuación
O
Modelización de la Descomposición de la MOS
a) MODELOS DE UN COMPARTIMENTO
R
Xt/ Xo = e-kt ; Xt = Xo*e-kt
t
Xo = Residuo orgánico inicial
Tiempo cuando Xt = Xo/2
(50 % descompuesto)
t0.50 = 0.693/k
Xt = Residuo orgánico tras un tiempo t
k = Constante de descomposición exponencial
t = Tiempo
Según Paul & Clark (1996)
Tiempo cuando Xt = 0.01*Xo
(99 % descompuesto)
t0.99 = 4. 605/k
Modelización de la Descomposición de la MOS
- Modelo de Olson (1963):
En un equilibrio:
d(M.O.) / dt → 0
o sea:
Humificado = Descompuesto (anualmente)
A . Kh = H . Kd
A = Aportes anuales al suelo (orgánicos)
Kh = Constante humificación (anual)
H = Materia humificada (suelo)
Kd = Constante de mineralización del humus
Ko = Constante de Olson
A
H
=
Kd
Kh
= Ko
(Aportes)
Ko =
(Humus)
A
=
H
A = H . Ko
Según Olson (1963)
Tiempo Medio de Residencia de Residuos
(o Substancias Húmicas)
• Ko tiene el sentido de constante de resistencia a la mineralización (año-1).
• Su inversa es el tiempo medio de residencia (en años) de los residuos orgánicos
(o substancias húmicas).
Ko = Aportes orgánicos
A
Km
=
= Ko
H
Kh
Reservas húmicas
La ecuación de dimensiones es:
Luego:
1
=
Ko
año
Ko = A
H
=
(constante de Olson)
Mg . ha-1. año-1
Mg . ha-1
=
año-1
= TMR
Por tanto, TMR es el:
TMR = Tiempo medio de residencia de residuos orgánicos
Tiempo Medio de Residencia (TMR) para Diferentes Fracciones
Húmicas de un Chernozem (Mollisol)
(*TRM es tiempo medio de residencia; la edad suele ser precisa para más de 60 años)
Mollisol (Serie Melfort, francolimoso)
Componente
TMR* (años)
Suelo (no fraccionado)
Extractos de suelo ácidos
Acidos fúlvicos
870
Acidos húmicos
Total muestra:
• Fracción hidrolizados
• Fracción no hidrolizable
Humus
Total muestra:
• Acidos hidrolizados
• No hidrolizable
325
495
1425
25
1400
1140
465
1230
(Según Campbell
et al.)
Modelos de Dos Compartimentos
M.O.F.
Aporte de
M.O.F.
CO2
Kd
Kh
Rt
Residuo
CO2
Km
1- Km
Rh
HUMUS
t = tiempo
(M.O.F. es lábil; Rh es bioestable; en sistemas semiáridos MOF > Rh)
Kd
Constante de mineralización
primaria
(siendo: 1-Kh > Km)
Constante de
humificación
Constante de mineralización
secundaria
Siendo: Kd>>>Km
Modelos de Dos Compartimentos (RUSELL) I
CO2
Ro
Aporte
M.O.
Kd
Kh
CO2
Rt
Residuos
temporales
t
Quedará:
Kd = Constante de mineralización
primaria
1- Km
HUMUS
Estable
Kh = Constante de humificación
Km = Constante de mineralización
secundaria
tiempo
Kd >>> Km
dRt = Ro•Kh - Rt•Km
dt
Si:
Rh•Km = Ro•Kh
(en el equilibrio)
Rh
Km
• Modelo de Russell (1988):
Rt = Ro•Kh + Rt - Ro•Kh
Km
Km
Siendo:
Ro >>> Rh
Ro = Aportes orgánicos
Rl = Materia lábil.
Rh = M. resistente
• e-Km•t
Si C lábil: Rl = Ro - Rh
Sustituyendo: Ro = Rh •Km ,
Kh
Rt = Rh + Ro - Rh
-kmt
*e
Ro = Rl+ Rh
Si: d Rt
dt
Y resultará
0
Modelo de Dos Compartimentos (RUSSEL) II
Rb = Reserva bioestable
Según Russell (1988)
Rl = Fracción lábil
t = tiempo
Km = Constante de mineralización
M.O.S. ( %)
Rt = Reserva en el tiempo t
Rl
Rt
Rt = Rb + Rl . e-Km.t
Rb
Tiempo (t)
Otros Modelos de Descomposición
Otro modelo supone una parte orgánica lábil (L) y otra resistente (B):
Rt = L*(e-kl*t ) + B*(e-kb*t)
Rt: N edáfico en la fecha t
Siendo: L+B = residuo orgánico inicial (Ro)
L: Fracción lábil
B: Fracción resistente
k = Constantes de descomposición
Según Songwe et al. (1995) y Alhmd et al. (2004).
Otros Modelos de Descomposición
Otro modelo supone una parte orgánica lábil (L) y otra resistente (B):
SOCt = SOC*(e-k*t ) + K*C*Rt
SOCt: SOC en un tiempo t
SOC: C edáfico en el equilibrio
C: Fracción resistente
K = Constantes de descomposición
Según IRRAUZALDE, S. S. S. A. J. (2001).
Modelo de Rusell (para N)
Concluyendo:
Rt = Rh + Rl•e-Kmt
Rt: Reserva orgánica en el tiempo t
A - Rh = Rl
Siendo Rl: Materia orgánica lábil
de fácil descomposición (lábil)
Rh: Materia orgánica resistente (recalcitrante)
Km: Constante de mineralización
(Según Russel, 1988)
t: tiempo (referido a año, mes, etc.)
En realidad correspondente a la
clásica curva exponencial
Igualmente esta ecuación puede
aplicarse al N orgánico:
Nt = Nr – Naportado * e-k.t
Nt
(%)
Nt
Nap
Nr
Tiempo (t)
Otros Modelos para N
Otro modelo supone una parte más lábil (Nl) y otra más resistente (Nr):
Nt: N edáfico en la fecha t
Nl: Fracción lábil
Nt = Nl (1- e-kl*t ) + Nr (1 – e-kr*t)
Nr: Fracción resistente
k = Constantes de descomposición
Este modelo introduce también la humedad edáfica:
Pradera
T: temperatura media
h: factor humedad
Nt: Nitrógeno edáfico (%)
Nt (%) = 0.55*e-0.08T (1 – e-0.05h)
Estepa
Modelo de Jenny
(Dos compartimentos, simplificado)
A*dt = Kj*(H + A)*dt
H*dt = A* ((1 - Kj)/ Kj)*dt
A : Aportes
km : constante de mineralización primaria
H : Reserva húmica
kd : constante de mineralización secundaria
Resulta:
A (1-kd) = H* kh = A *kh
Kj =
A
A+H
A – (A . km) = H . kd
Si existe equilibrio,
entonces kd >>> km.
(siendo kh: constante de humificación)
Llamemos a Kj: constante de Jenny
también: d H = A* km + H*kd
dt
A = Kj * (H + A)
(Jenny et al., 1949)
Modelo de Olsen Comparado con el de Jenny
(Dos compartimentos)
Ejemplos:
Referido a
M.O.S.
(pero no a
residuos)
• Clima templado (cultivo inglés): Ko = 0.06
tm = 12 años.
• Clima semiárido (pastizal australiano): Ko = 0.03
tm = 12 años.
Si Ko ≈ Kj ≈ 0, entonces: kd•H = A-Akm; y Ko ≈ km ≈ Kj
Esta Kj sólo sería recomendable para comparar en climas fríos o templados
El modelo equivalente la fórmula anterior
es del tipo:
Rt = Ro - Ro*e-kr*t
La relación entre constantes (Ko y Kj)
sería: Ko = Kj/(1-Kj)
Modelos de Gosz et al. (1978) y Gourbière y Corman (1987)
Rt = A + B . e-kt
Siendo:
M.O.S.
(Ro ~ A+B)
Ro
• Ro : Materia orgánica en el tiempo 0.
• Rt : Materia orgánica en el tiempo t.
B
• A : Materia orgánica resistente.
• B : Materia orgánica lábil.
A
Tiempo (años)
• t : Tiempo (año, meses, etc.).
• k : Constante de descomposición
Modelo de Tiurin (1951)
En un equilibrio (regiones cálidas y semiáridas):
Humus = M.O. humificado – humus mineralizado
H = A • Kh – H • Km
A = M.O. humificada
A . Kh = H + H . Km = (1 + Km) • H
H = Reserva húmica del suelo
entonces:
Kh = K humificación
Kh
.
H = A.
= A Kt
1 + Km
Kt =
Km = K mineralización
Kt = K Tiurin
(Kt < 1 año, puesto que H < A)
H
A
en regiones semiáridas y cálidas
Modelo de Tate (1987)
d(MOS)
dt
=
d(MOS)
Si
dt
dL
=
dL
dt
dt
MOS = Materia orgánica del suelo.
0 (equilibrio), entonces:
dt
dH
dH
dt
H = M. O. Humificada.
L = M. O. Mineralizada.
Ecuación de difícil resolución puesto que, tanto la
humificación como la mineralización (como la
producción) dependen de varios factores.
Por ejemplo, la producción es dependiente de los factores climáticos,
por lo que las ecuaciones resultantes pueden ser climáticas, como:
Comparación entre la Mineralización del Residuo
Orgánico Añadido (MOF) y la del Humus Edáfico (MOS)
M.O.S. (inicial)
1.0
Km
(M.O.S.)t = 1 - (Km . t)
M.O.S. (lineal)
M.O.F. (exponencial)
0.5
(M.O.F.)t = R + (1 - R) • e-k•t
0
R
Tiempo
(Años)
Comparación entre Constantes (k) en Modelos de Dos
Compartimentos
Kd es constante de descomposición primaria
Km es constante de descomposición secundaria
Kh es constante isohúmica (de humificación)
Suelos minerales:
Suelos semiáridos: Kd = 1- Kh >>> Km ≈ 0.05
Acumulación orgánica:
Suelos orgánicos: Kd = 1- Kh ≈ Km ≈ 0
Suelos húmicos:
Suelos isohúmicos: Kd = 1 – Kh > Km ≈ 0.1
Confusión entre Constantes (k)
- No se pueden igualar las constantes obtenidas por diversos métodos, las constantes de
humificación (Kh) y las constantes de descomposición (Km, Ko, Kj, Kd).
- No se pueden aproximar las constantes de Olson y Jenny (Ko y Kj) en los suelos áridos
y semiáridos (A ≈ H; Ko >> Kj) Ko > 1.
- Se cometen errores al igualar Ko y Kj , aunque pequeños, en suelos orgánicos (H >> A;
Ko ≈ Kj 0) y/o humus mor.
- Se cometen errores considerables al igualarse Ko y Kj en suelos isohúmicos ( H > A; Ko >
Kj) y/o humus mull.
Constantes (k) Diversas Determinadas en Francia
Suelo y cultivo
Producto
Valores Kh
Valores Km
Turba
0.0005
Suelo turboso
0.0015
Alfalfa
0.25
Estiércol
0.40
Suelo arcilloso cultivado.
0.01
Paja
0.17
Suelo arenoso cultivado.
0.02
Suelo hortícola
0.03
Invernaderos
0.04
Producto
Valores Kd
Alfalfa
0.75
Estiércol
0.60
Paja
0.93
Según Demolon
Suelo arcilloso no cultivado
0.0006
Suelo limoso no cultivado
0.001
Suelo arenoso no cultivado
0.005
Constantes (k) Primarias (k1) y Secundarias (k2) en Francia
Autores (año)
Monnier (1965)
Henin y Dupuis (1945)
Barbier y G. (1951)
Delphin y Conesa (1979)
Juste y Lubet (1979)
Hofman y col. (1980)
Delas y Molot (1983)
Guerif (1986)
N. d.: No determinado.
Lugar
Valores k1
Valores k2
===
0.08
N. d.
Versalles
N. d.
0.02
Oise
0.017
Alsalcia
N. d.
N. d.
Flandes
N. d.
0.02
====
0.2
0.02
Burdeos
N. d.
0.025
Boigneville
0.2
0.015
0.025
Modelos Multicompartimentales
Kd
CO2
Biomasa
muerta
K’
CO2
Humus
lábil
K’’
CO2
K’’’
CO2
M.O.L
A
Humus
Kh
M.O.R.
Kd>>Km
K’’’<K’’<K’
Km
Humus
resistente
CO2
Ejemplo:
Aportes
(1 Mg/ha, año)
280 kg/ha
tm = 2.9 años
K’ = 0.91
10 kg/ha
tm = 0.2 años
Kd = 0.99
470 kg/ha
tm = 3.3 años
Kh = 0.30
M.O.L.: Materia orgánica lábil
M.O.R.: Materia orgánica
recalcitrante
Humus
11.3 Mg/ha
tm = 7 años
K’’ = 0.09
El responsable de las
transformaciones son
microorganismos.
Biomasa microbiana: ~1 % de la
materia orgánica total.
24 Mg/ha
12.2 Mg/ha
K’’’ = 0.0003
tm = 2.900 años
K : Constantes de descomposción
El Papel de la Materia Orgánica Edáfica y los Procesos Biológicos en la
Fertilidad del Suelo
Compartimiento orgánico
Residuos
orgánicos
Procesos y propiedades
Limitantes
Biota
Microbios
Fauna
Translocación
Descomposición
Lábíl
Intercambio
de iones
Lenta
Pasiva
Disponibilidad
de nutrientes
Materia orgánica
del suelo
Estructura
del suelo
Disponibilidad
del agua
Quelación
Erodabilidad
Destoxificación
Toxicidad
El Papel de la MOS y los Procesos Biológicos en la Fertilidad Edáfica
Hojarasca
CO2
Plantas
Activa: 1 a 2 años
Lenta: 2 a 20 años
Pasiva: >100 años
Plantas
Biota
Microorganismos
Pedofauna
Biotranslocación
Descomposición
Capacidad
catiónica
M.O.S
Activa
Nutrientes
asimilables
Lenta
Lavado
Pasiva
Destoxificación
Estructura
edáfica
Agua
útil
Acomplejación
Toxicidad
Erosión
Modelo de Interacción de la M.O.S. en un Ecosistema
Modelo
económico
Modelos
climáticos
Dinámica
regional
de la MOS
Manejo
de búsquedas
Proyecciones
climáticas
Proyecciones
Responsables del
manejo
Estudios de
procesos
Interpretación
Integración
Modelo
EcosistemaMOS
Datos
evaluación
Introducción
de variables
Requiremento
de datos
Modelo de
validación
Red de trabajo
por sitio
Base de datos
regional
Modelo CENTURY de Evolución del C.O.S.
Se trata de un modelo de flujo donde se tienen en cuenta los flujos que influyen en el
contenido del C orgánico del suelo (COS) a través de los compartimentos
considerados activos y pasivos.
Modelización de la M.O.S.
Manejo/uso del suelo
o escenario cambio climático
Clima
Uso suelo
Suelo
SIGLO
Roth-C
Bases de datos SIG
Sistema IGATE.
SIGLO
Validación con
experimentos
a largo plazo
Cambios
en la MOS
Ejemplo de Modelo Multicompartimental en un Semidesierto Norteamericano
Atmósfera
?
Animales
?
?
4
12
14
Costras de la
superficie del
suelo
Compartimiento de
nutrientes
inorgánicos
2
13
Agua
del
suelo
7
9
Detritos
6
Materia
orgánica
del suelo
10
11
Flora y Fauna del suelo
Plantas
3
1 2
Límite del Sistema
Salidas del sistema
Modelo conceptual:
Cuadros = Compartimientos (variables).
Flechas = Procesos (flujos).
1. erosión del agua ;
2. lixiviación;
3. producción de polvo;
4. producción de hoja rasca;
5. defecación;
6. percipitaciones;
7. erosión de la superficie;
8. descomposición de la hojarasca;
9. consumo por detritivoros ;
10. descomposición/inmovilización;
11. mineralización;
12. infiltración y percolación;
13. toma por la planta de agua del suelo;
14. toma por la de la planta de nutrientes;
15. volatilización de NH3, desnitrificación.
Ritmos y Constantes de
Mineralización
(descomposición/humificación)
Materia remanente (%)
Representación Esquemática de la Descomposición de los Componentes
Orgánicos de Acículas de Pino Escocés
100
Fase regulada por
riqueza de la planta
en nutrientes
Fase regulada por concentración de lignina
Material hidrosoluble
(incluyendo proteínas y acidos nucléicos)
75
Carbohidratos no hidrosoluble
(celulosas y hemicelulosas)
Carbohidratos lignificados
50
Lignina y derivados
polifenólicos
25
0
Tiempo (tras la caída de acículas)
La fase inicial está regulada por la energía y nutrientes fácilmente disponibles, mientras que la a largo
plazo por la concentración de lignina (Según BERG y STAAF, 1980)
COEFICIENTE POSIBLES A UTILIZAR EN MODELIZACION
COEFICIENTE DE DESCOMPOSICIÓN DE JENNY:
P
Kj =
P+H
PERDIDAS:
L = P . Kd
L=P-R
COEFICIENTE DE DESCOMPOSICION DE OLSON:
P
Ko =
H
COEFICIENTE DE ACUMULACION DE HOJARASCA:
P-L
Ka =
P
• “P” es la producción anual total de la hojarasca
Donde:
• “H” es la reserva húmica edáfica
• “T” es la hojarasca total acumulada
• “R” es el residuo recalcitrante
• “L” es el residuo lábil
Velocidad de Descomposición de Residuos en Tres
Ecosistemas Forestales
Ecosistemas
(Oeste
España)
Castanea sativa
Producción de
residuos
A (g/m2, a)
Acumulación Total:
de residuos
F+A
F (g/m2)
Kj =
A/F+A
ko=
A/F
P* ≅
k*d =
Ak
(A-P)/A
(año-1) (g/m2)
R* =
A-P
(g/m2)
590
2051
2641
0.22
0.29
130
0.78
460
860
3779
4634
0.19
0.23
163
0.81
697
880
5982
6862
0.13
0.15
114
0.87
766
(Castaño)
Quercus pyrenaica
(Rebollo)
Pinus silvestris
(Pino escocés)
Cálculo de la Constante de Jenny (Kj) y
Tiempo Medio de Residencia (TMR)
A
Aporte
anual
Hojarasca
H
Hojarasca o
mantillo
Total:
A+H
Coeficiente
TMR
descomposición
(años)
(K)
(kg/ha)
H/A
(kg/ha, a)
Rebollar
Castañar
Pinar
860
3.779
4.639
0.18
4.4
590
2.051
2.641
0.22
3.5
880
5.982
6.862
0.13
6.8
Cálculo de la Constante de Jenny (kj) y Tiempo Medio de Residencia (TMR)
Horizonte
O
Horizonte
Ah
Kj
(mg/g)
Precipitación
Producción
(mm/año)
(Mg/ha, año)
1.580
2.6
N.e
94
0.33
2.0
1.245
3.5
73
0.45
1.2
825
2.8
N.e
N.e
66
0.33
2.0
720
4.1
N.e
48
0.47
1.1
Q. rotundifolia
400
2.4
N.e.
24
0.55
0.8
P. pinea
P. pinaster
400
2.4
6.4
12
0.27
2.7
400
1.7
5.3
18
0.25
3.1
1600
8.8
60.0
98
0.13
7.0
Ecosistemas
Quercus
pyrenaica:
(Sierra de Gata,
Oeste español)
(Mg/ha)
TMR
(años)
Villalpando (ZA):
Sª. de Béjar (SA)
P. sylvestris
(N.e.: No existe continuamente)
(Según Gallardo y col.)
Producción Aérea, Acumulación y Descomposición de
Diversos Sistemas Forestales Españoles
Especie
Unidades
Altitud
Pluviom.
Produc.
Acumul. C.org.
C/N
(m s.n.m.) (L m-2año-1) (Mg ha-1año-1) (Mg ha-1) ( mg g-1)
K desc.
TMR
(k hojas)
(año-1)
(años)
(año-1)
P. silvestris
1550
1500
8.8
60
98
16.8
0.13
7
0.23
Q. pyrenaica
1350
1600
8.6
38
73
16.1
0.19
4
0.23
Q. pyrenaica
960
1500
2.6
5.3
94
20.4
0.33
2
0.38
Q. pyrenaica
940
1250
3.5
4.3
73
16.4
0.45
1.2
0.32
Q. pyrenaica
900
850
2.8
5.7
66
15.3
0.33
2
0.32
Q. pyrenaica
870
750
4.1
4.6
48
12.7
0.47
1.1
0.32
C. sativa
1150
1600
5.9
21
35
15.5
0.22
4
0.36
C. sativa
940
1150
5.3
7.2
32
19.0
0.42
1.4
0.21
P. pinaster
770
400
1.7
5.3
18
17.3
0.25
3
0.37
P. pinea
760
400
2.4
6.1
12
16.7
0.27
3
0.42
Q. ilex
730
400
2.4
1.9
24
15.7
0.55
0.8
0.46
(Centro Oeste de España; según Gallardo y col.)
Biomasa vegetal, Producción de Hojarasca, Materia Orgánica del Suelo, Biomasa
Microbiana de los más Importantes Tipos de Ecosistemas Terrestres
Bosque
templado
Bosque
boreal
Sabana
24.5
12.5
12.0
15
9
8
18.000
14.000
9.000
1.800
1.440
250
Aporte hojarasca (g C m-2 a-1 )
710
368
250
360
667
75
Suelo C (g C m-2)
13.000?
9.000
15.000
5.400
23.000
22.000
Suelo N (g N m-2)
816
640
1.100
333
2.100
1.125
Biomasa microbiana (g C m-2)
50
110
35
60
215
20
Biomasa microbiana (g N m-2)
2
14
2.5
8.7
51
1
Recambio microbiano (años)
0.07
0.30
0.14
0.17
0.32
0.27
Constante descomposición (Kj)
0.05?
0.03
0.02
0.06
0.03
0.001
17?
24.5
60
15
34.5
293
Ecosistemas
Area (106 km2)
Biomasa de planta (g C m-2 )
TMR (años)
Bosque
tropical
Según Wittaker y Likens (1973), Ajtay et al. (1979), Zinke et al. (1984) y Paul (c. m.)
Pradera
templada
Tundra
Dinámica de Descomposición de Hojas Mediante Bolsitas de Descomposición
R = 8.86+15.48exp.(-0,10 t)
25.0
25.0
Encina
Pino piñonero
22.5
22.5
Materia seca (g)
R = 10.67+11.65 exp.(-0.08t)
24
R = 10.78+ 13.26 exp.(-0.15 t)
20
20.0
20.0
17.5
17.5
15.0
15.0
Pino marítimo
22
18
16
14
12.5
12.5
12
10.0
10.0
O E A J
1984
O E A J S
1985
1986
O
1984
E
A
J
1985
O
E
A
J
1986
Evolución de la pérdida de peso en materia seca de hojas (corto plazo)
(M.S.= A + Be-kt)
S
O
E
A
1984
J
1985
A:
B:
O
E
A
J
S
1986
Fracción resistente
(recalcitrante)
Fracción lábil (liviana)
Relación entre Dinámica de Descomposición y Humedad Edáfica (A)
A) Descomposición Hojarasca
1.00
Materia seca (g/g)
A
0.80
0.60
0.40
0.20
Feb
Jun
1990
Oct
Feb
Jun
Oct
Feb
1991
1992
Tiempo (meses, años)
Jun
Oct
Feb
1993
Relación entre Dinámica de Descomposición y Humedad Edáfica (B)
1.00
Humedad del suelo
(g/g)
B
0.80
0.60
0.40
0.20
Feb
Jun
1990
B) Humedad edáfica
Oct
Feb
Jun
Oct
Feb
1991
Tiempo (meses, años)
Jun
1992
Oct
Feb
1993
Comparación de Dinámica de Descomposición en España y Francia
(%)
90
Materia seca residual
100
80
Navasfrías/Q.pyrenaica
El Payo/Q.pyrenaica
Villasrubias/Q.pyrenaica
Fuenteguinaldo/Q.pyrenaica
La Vialle/Q.lanuginosa
70
60
50
40
30
0
F
90
M
180
270
A
360
N
450
F
M
540
A
630
N
720
F
810
M
900
990
A
Tiempo (días)
(Cuatro sitios en España y uno en Francia; 0 es 1 de Febrero, 1990)
N
1080
F
Comparación de Dinámica de Descomposición en España y Francia
Evolución de la materia seca (in situ) de hojas
1.0
Materia seca (%)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
Q. pyrenaica (Oeste español)
0.4
Q. lanuginosa (Sur de Francia)
0.3
F
M
A
N
1990
F
M
A
1991
N
F
M
1992
Tiempo (meses, años)
A
N
F
Comparación de Dinámica de Descomposición entre España y Francia
Evolución de la Materia seca ajustadas linealmente (ecuación exponencial)
90
Materia seca (%)
F = Febrero
M = Mayo
A = Agosto
N = Noviembre
% M.S. = 93.1 e-0.0006 t
% M.S. = 90.8 e-0.000 8 t
% M.S. = 97.7 e-0.0001 t
100
80
Parcela Navasfrías (NF)
70
60
Parcela Fuenteguinaldo (FG)
50
Q. pyrenaica (Oeste español)
• FG
• NF
40
Q. pyrenaica (Sur de Francia):
F
M
A
1990
N
F
LV
M
Parcela La Vialle (LV)
A
1991
N
F
M
A
1992
Tiempo (meses, años)
N
F
PARCELA DE FUENTEGUINALDO: AJUSTE DE LA DESCOMPOSICIÓN
Hojas en ”litter bags” (3 años experimentación); T = días; M.S.R.: Materia seca residual
Relación directa: Materia seca vs Celulosa:
M.S.R. = -28.0 + 4.7 Celulosa
r = 0.92
(n = 19)
r = -0.89
(n = 19)
Relación inversa: Materia seca vs Lignina:
M.S.R. = 159.1 – 3.8 Lignina
Modelo doble exponencial: Descomposición:
M.S.R. = 1.42e0.0025T + 97.95e-0.0013T R2= 0.95
(n = 57)
(Existen 2 tipos de sustancias; la primera es de neoformación)
Modelo exponencial: Descomposición:
M.S.R. = 90.83e-0.00079T
r = -0.94
(n = 57)
(Prácticamente no existe fracción resistente)
Tiempo total de descomposición: 3.5 años; tiempo medio residencia: ~2 años
(*Estos tiempos, calculados para hojas, son en realidad más bajos, dado el efecto de la malla de
la experimentación; se puede suponer aquellos del mismo orden que los de la hojarasca total)
Observaciones
En clima subhúmedo existe una mayor producción y
una menor descomposición de hojarasca; sin embargo,
cuanto menor es la descomposición la acumulación de
hojarasca (horizonte O) es mayor y el contenido de C
del horizonte Ah es menor (humificado).
En clima semiárido existe escasa producción y una
más alta descomposición; obviamente, cuanto mayor es
la aportación de residuos el contenido en C del
horizonte Ah es mayor.
Obervaciones
Es difícil dinamizar los modelos, dado que:
- A corto plazo influye el material (calidad, C/N) a descomponer, más la
actividad biológica (clima).
- A medio plazo se impone el clima, que modela la actividad y composición
microbiana.
- La composición del suelo (textura, estructura, pH, etc.) tiene igualmente su
impronta en la evolución.
Se ha encontado la siguiente relación (para Africa Occidental):
C (mg/g) = 0.47 (Lf + A) + 0.02 . Pmm – 1.74
(r2 = 0.805)
que indica que el contenido de COS depende de la pluviometría y textura edáfica.
Descomposición de Hojarasca en un Alisal Preandino de la
Provincia de Tucumán (R. Argentina) según Edad del Bosque
Alnus acuminata: Tucumán (R. Argentina)
R = 68.2+31.3 e-0.04t
R = 45.0+49.1 e-0.01t
1.0
Materia seca
(%)
R = 67.0+27.4 e-0.02t
Alisal joven
0.7
Alisal senil
0.5
Alisal maduro
0.3
0
0
100
200
300
400
500
Días
600
700
Descomposición de Residuos de Leguminosas en Suelos en Región Semiárida Tropical (India)
Suelos: Alfisol (arenoso y poco profundo) y Vertisol (arcilloso y profundo)
Carbono residual- 14C (%)
100
90
80
Alfisol arenoso
Vertisol arcilloso
-18%
70
Curva logarítmica:
y = 55.750 x t -0.25288 (R2 = 0.939)
60
50
40
Vertisol
-70%
-46%
30
20
Curva logarítmica:)
y= 55.750 x t-0,25288 (R2 = 0.994)
10
Alfisol
-82%
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
Semanas (desde el 20/VI/1989 a 2/XII/1990)
Se aplicó el residuo al inicio de las lluvias monzónicas (ICRISMT, 1991)
Según SINGER (1990)
DINAMICA DE PRODUCCIÓN EN ECOSISTEMAS FORESTALES CADUCIFOLIOS
2000
Producción (Kg/ha)
El Payo
1500
Navasfrías
Fuenteguinaldo
Villasrrubias
1000
500
0
(0 es Febrero de 1990)
0
60
120
180
240
300
Tiempo (días)
(Según Gallardo y col.)
360
Evolución del C y N Edáfico en el Horizonte Ah de un Cambisol Húmico
(Navasfrías España; bosque de Quercus pyrenaica)
Carbono
0.8
9
0.7
8
0.6
7
0.5
Nitrógeno
6
0.4
O
I
P
V
1990
O
I
P
V
1991
O
I
Tiempo (meses, años)
P
V
1992
(%)
0.9
10
N
C ( %)
1.0
Cálculos de los Ciclos de
Bioelementos en
Ecosistemas
Retorno potencial, Retorno real,
Balance global.
CICLO BIOGEOQUIMICO DE C Y BIOELEMENTOS
Energía solar y CO2
APORTES
MINERALES
BIOMASA
PERENNE
Cadena alimenticia de
los consumidores
Atmósfera,
lluvia
Muerte de los árboles
Desfronde
Biomasa
herbácea
Pluviolavado
Acumulación
Absorción
Descomposición
Exudados radiculares
Mineralización
Exportaciones:
- Cosecha
- Actividad biológica
- Escorrentía
Humificación
ELEMENTOS DISPONIBLES
Mineralización
Reserva de la fracción fina
Reserva de la roca madre
Humus
Percolado y
lixiviado
RETORNO POTENCIAL MEDIO ANUAL DE
BIOELEMENTOS (kg/ha, año ó g/ha, año)
Especie
Ca
Mg
K
Na*
Mn*
Fe*
Cu*
Zn*
TOTAL
TOTAL
(excepto C)
1.196 26.5 1.65 16.2
2.94
4.9
840
650
360
28
26
1.250
54
Pino
piñonero 1.236 14.4 2.20 14.6
4.70
3.3
530
1.500
270
10
70
1277
41
Pino
marítimo. 927
3.30
0.8
410
1220
420
7
50
953
26
Encina
C
N
8.4
P
0.81 11.0
(Encina: Quercus rotundifolia; Pino piñonero: Pinus pinea; Pino marítimo: P. pinaster)
Porcentaje de Bioelementos que Retornan al Suelo a través de Hojarasca
(kg/ha, año ó g/ha, año)
E.
C
N
P
Ca
Mg
K
Na
Mn
Fe
Cu
Zn
Hojas
81
83
72
74
82
77
76
88
81
74
81
Ramas
10
7
10
20
9
12
15
6
11
16
11
Flores y
frutos
8
10
18
5
8
11
4
5
7
10
8
91
94
96
92
96
97
89
98
89
80
88
8
5
3
7
3
2
8
2
11
20
12
1
1
1
1
1
1
3
N. d.
N. d.
N. d.
97
97
98
98
99
91
97
99
99
1
1
1
1
0.5
8
2
0.5
N. d.
2
2
1
1
0.5
1
1
0.5
N. d.
Hojas
Pp. Corteza
Ramas y
flores
Hojas
Pm. Corteza
Ramas y
flores
100
N. d.
N. d.
N. d.
100
N. d.
N. d.
( E = encina, Q. rotundifolia; Pp = Pino piñonero, P. pinea; Pm = Pino marítimo, P. pinaster (en %.; N. d. = Sin datos)
Retorno Potencial de Bioelementos (kg/ha, año) de la
Hojarasca Aportados al Suelo en Rebollares Españoles
Ca
Mg
K
Na
Mn
Fe
Cu
Zn
C/N
Navasfrías (NF) 1213 34.1 1.6
18.1
5.0
6.0
0.45
1.3
0.24
0.03
0.06
35.6
El Payo (EP)
1656 48.9 3.0
19.8
5.8
9.4
0.73
1.6
0.49
0.05
0.09
33.9
Villasrubias (VR) 1353 28.9 1.9
14.5
6.1
6.4
0.62
2.3
0.37
0.04
0.06
46.8
Fuenteguinaldo
(FG)
32.9
8.0
11.9
0.97
1.4
0.41
0.04
0.09
37.2
Sitios
C
N
P
1912 51.3 4.6
Adaptado de Gallardo et al. (1999)
Retorno Potencial de Nutrientes (en kg ha-1 año-1)
Aportados al Suelo en dos Ecosistemas Forestales Españoles
Ca
Mg
P
K
Na
Mn
Fe
Cu
Zn
18.1
5.00
1.61
6.0
0.45
1.31
0.24
0.03
0.06
3.0
12.8
4.71
0.70
8.4
4.94
0.44
0.27
0.25
1.70
Aporte total
1309 37.1
30.8
9.71
2.30 14.4
5.39
1.75
0.51
0.28
1.76
Hojarasca
1912 51.3
32.9
8.00
4.55 11.9
0.97
1.40
0.41
0.04 0.09
Pluviolavado
132
11.0
6.26
2.45 17.7
3.54
0.55
0.27
0.15 1.63
Aporte total
2044 54.7
43.9 14.26 7.00 29.5
4.51
1.96
0.68
0.19 1.72
C
Sitios
Hojarasca
Navasfrías
Fuenteguinaldo
Pluviolavado
N
1213 34.1
96
3.4
Datos pertenecientes al pluviolavado fueron tomados de Moreno (1994) y de Gallardo et al. (1994) .
Distribución Geográfica de Concentración de Sulfatos en Aguas de Lluvia en
U.S.A. (Valores de S042- según Barkie y Hales, 1984)
(Valores de Na+ y Ca2+ segú
según Junge y Werdy,
Werdy, 1958).
Retorno Efectivo al Suelo Calculado en tres Ecosistemas
Forestales Españoles (sólo Hojas; en kg/ha, año ó g/ha, año)
N
Ca
Mg
P
K
Na
Retorno potencial en
Castañar
31
20
6.7
7.8
38.0
2.9
400
150
32
850
Retorno efectivo (x 0.30)
9
6
2.0
2.0
11.0
0.9
120
45
10
260
34
20
5.5
3.4
22.0
12.0
320
280
13
440
Retorno efectivo (x 0.25)
9
5
1.4
0.9
6.0
3.0
80
70
3
110
Retorno potencial
en Pinar silvestre
29
18
2.2
5.0
6.5
1.1
250
140
17
380
Retorno efectivo (x 0.22)
6
4
0.5
1.1
1.4
0.2
60
30
4
80
Bioelementos
(kg/ha, año)
Retorno potencial
en Rebollar
(No se tienen en cuenta entradas por aguas de lluvia)
Mn
Fe
-3
(x 10 ) (x 10-3)
Cu
Zn
-3
(x 10 ) (x 10-3)
Retorno Efectivo al Suelo Calculado en tres Ecosistemas Forestales Españoles
(por Hojarasca) más las Entradas por Lluvias.
Biolementos
(kg/ha, año)
N
Ca
Mg
P
K
Na
Mn
(x 10-3)
Fe
Cu
Zn
-3
-3
(x 10 ) (x 10 ) (x 10-3)
R. potencial
63
36
11
11
54
9.1
458
232
129
1192
por hojarasca (x 0.22)
14
8
2.3
2.5
12
2.0
100
51
28
260
por lluvia
7.4
1.8
1.0
0.12
1.0
0.51
100
100
6.1
1000
Retorno en castañar
21
10
3.3
2.6
13
2.5
200
151
34
1260
R. potencial
43
27
13
5.6
27
13
430
380
30
66
por hojarasca (x 0.19)
8
5
2.5
1.1
5
2.5
80
70
6
13
por lluvia
7.4
1.8
1.0
0.12
1.0
0.51
100
100
6.1
1000
Retorno en rebollar
15
7
3.5
1.2
6
3.0
180
170
12
1013
R. potencial
44
26
3.5
6.2
12
1.5
350
310
46
735
por hojarasca (x 0.13)
6
3.4
0.5
0.8
2
0.2
46
40
6
95
por transcolación
14.2
2.9
1.1
0.31
6.6
0.87
960
490
13
1700
Retorno en pinar
20
6
1.6
1.1
9
1.1
1006
530
19
1795
Evolución Temporal de la Materia Seca de Hojas en tres Ecosistemas
(Referido a 100 y a largo plazo; según Gallardo et al.)
Peso residual
(%)
100
90
80
70
60
50
Pinar marítimo
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
100
90
80
70
60
50
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
F
M
A
M
J
J
A
S
Pinar piñonero
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
100
90
80
70
60
50
Encinar
A
S
O
N
D
1984
Encina
E
F
M
A
M
J
J
A
1985
Pino piñonero
S
O
N
D
E
1986
Pino marítimo
Evolución Temporal del C de Hojas en tres Ecosistemas
(Referido a 100 y a largo plazo; según Gallardo et al.)
100
80
Ecosistema Pino marítimo
Cantidad residual
(%)
60
40
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
100
80
Ecosistema Pino piñonero
60
40
100
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
F
M
A
M
J
J
A
S
80
Ecosistema Encina
60
40
A
S
O
N
D
E
Encina
F
M
A
M
J
J
A
S
Pino piñonero
O
N
D
E
Pino marítimo
Evolución Temporal del N de Hojas en tres Ecosistemas
(Referido a 100 y largo plazo; según Gallardo et al.)
140
(%)
120
100
Ecosistema Pino marítimo
Cantidad residual
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
140
E
F
M
A
M
J
J
A
S
J
A
S
J
A
S
Ecosistema Pino piñonero
120
100
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
140
120
Ecosistema Encina
100
A
S
O
N
D
E
1984
F
M
A
M
J
J
A
S
O
1985
Encina
N
D
E
F
M
A
M
J
1986
Pino Piñonero
Pino marítimo
Evolución Temporal del P de Hojas en tres Ecosistemas
Cantidad residual
(%)
(Referido a 100 y largo plazo; según Gallardo et al.)
130
110
90
70
50
30
Ecosistema Pino marítimo
130
110
90
70
50
30
A
130
110
90
70
50
30
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
Ecosistema Pino piñonero
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
Ecosistema Encina
A
S
O
N
D
1984
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
1985
Encina
1986
Pino piñonero
Pino maritimo
Evolución Temporal del K de Hojas en tres Ecosistemas
(Referido a 100 y largo plazo; según Gallardo et al.)
Cantidad residual
(%)
100
80
60
40
Ecosistema Pino marítimo
20
100
A
S
O
N
D
E
F
M
A
80
60
40
M
J
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
N
D
E
F
M
A
M
J
J
A
S
Ecosistema Pino piñonero
20
%
100
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
80
60
40
J
J
A
S
O
Ecosistema Encina
20
A
S
O
N
D
E
F
1984
M
A
M
J
J
A
S
O
1985
Encina
1986
Pino piñonero
Pino marítimo
(g/100g)
100
Carbono
Pérdida de materia seca
(g/g)
Dinámica de la Descomposición de Hojas de Rebollo en Bosques (España)
0.8
Año
(Según Gallardo)
30
Año
1991
0
0.6
250
Días
500
125
Fósforo (g/100g)
125
Nitrógeno (g/100g)
60
1.0
0.5
Año
250
250
Días
Año
500
500
0.25
0
125
Días
0.5
1991
0
1991
125
250
1991
Días
500
Dinámica de la Descomposición de Hojas de Rebollo en Bosques (España)
0.5
(Según Gallardo)
(g/100g)
Magnesio
Calcio (g/100g)
1.0
0.5
Año
0.25
Año
1991
0
125
250
500
125
Sodio
(g/100)
0.5
Potasio (g/100g)
1991
0
0.25
Año
0.1
Año
0
125
250
Días
500
500
0.2
1991
0
Días
250
125
250
1991
Días
500
Dinámica de la Descomposición de Hojas de Rebollo en Bosques (España)
(mg/g)
Manganeso
Hierro (mg/g)
0.8
0.4
Año
0
250
Días
(Según Gallardo)
0.4
Año
1991
1991
0
500
125
250
Días
0.08
0.1
Cobre (mg/g)
Zinc (mg/g)
125
0.8
0.05
500
0.06
0.04
0.02
Año 1991
Año
0
0
125
250
Días
500
125
250
1991
Días
500
Contenidos de nutrientes
( v.. g .: N mg)
Tres Modelos Diferentes para Bioelementos Liberados por Mineralización
Inmovilizacion biológica (acumulación)
(Incremento relativo de N).
N
350
Ritmo de descomposición de la materia seca
(Ca con constante similar)
Ca ~ C
220
Movilización química (pérdida)
(escaso K residual)
K
210
3
6
9
12
Tiempo (meses)
(Encinar, Quercus ilex, según Hernández y col.)
Producciones de Hojarasca y Hojas, Acumulaciones, Constantes de Jenny (Kj) y Tiempos Medios de
Residencia (TRM) de cuatro Ecosistemas Forestales (Oeste español)
Navasfrías
El Payo
Villasrubias
Fuenteguinaldo
Producción (Mg ha-1 a-1)
2.60
3.49
2.83
4.09
± D. e.
Acumulación (Mg ha-1)
± D. e.
Kj
TRM(años)
± 0.08
5.25
± 0.45
0.33
2.0
± 0.14
4.34
± 0.25
0.45
1.2
± 0.12
5.66
± 0.62
0.33
2.0
± 0.14
4.61
± 0.28
0.47
1.1
2.09
2.35
2.21
2.83
± 0.06
± 0.05
± 0.09
± 0.07
2.81
2.22
2.62
2.60
± 0.28
± 0.08
± 0.16
± 0.12
Kd
0.38
0.32
0.32
0.36
kj
TRM (años)
0.43
1.3
0.51
0.9
0.46
1.2
0.52
0.9
Sitios
Hojarasca
Hojas
Producción (Mg ha-1 a-1)
± D. e.
Acumulación (Mg ha-1)
± D. e.
(± D. e.: Desviación estándar; Kj: Constante de descomposición de Jenny; Kd: Otra constante de descomposición)
Tiempos Medios de la Residencia de Nutrientes (TMR, años)
(y Constantes de Descomposición de Olson, entre paréntesis)
Ecosistemas
y bioelementos
Navasfrías
El Payo
Villasrubias
Fuenteguinaldo
C
1.9
(0.53)
1.2 (0.83)
1.9 (0.53)
1.1 (0.91)
N
1.7
(0.59)
1.1 (0.91)
2.5 (0.40)
1.3 (0.77)
P
1.8
(0.56)
1.1 (0.91)
1.9 (0.53)
0.9 (1.1)
Ca
2.0
(0.50)
1.3 (0.77)
1.9 (0.53)
1.1 (0.91)
Mg
1.4
(0.71)
1.1 (0.91)
1.3 (0.77)
1.0 (0.99)
K
0.8
(1.24)
0.7 (1.4)
0.8 (1.24)
0.7 (1.4)
Retorno Real y Retorno Mínimo Real (en un Año)
de Bioelementos en Bosques de Robles (España)
Sitios
Retorno potencial
o mínimo
Retorno potencial
N
P
Ca
K
Mg
Na
Precipitación
Producción
C
(mm/año)
(kg/ha)
residual (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha)
2.799
1320
32.7
1.7
17.6
6.8
5.7
0.5
Navasfrías
1580
Retorno real mínimo
2.799
646
2.1
0.3
5.7
2.1
2.4
0.2
Retorno potencial
4.457
2092
53.4
5.1
31.6
12.2
8.5
0.7
Fuenteguinaldo
720
Retorno real mínimo
4.457
869
4.5
0.8
3.0
2.1
-0.7
0.2
Balance de Nutrientes en dos Rebollares del Oeste Español
(Flujos de elementos disueltos)
(kg ha-1 a-1)
Navasfrías
Fuenteguinaldo
COD
N
Ca
Mg
P
K
Na
Precipitación
68
32
0.42
6.8
1.5
2.2
5.1
Deposición seca
2
4.7
0.32
4.3
0.7
1.7
1.4
Transcolación
90
3.0
0.69
12
4.5
7.7
4.8
Escorrentía cortical
6
t
0.01
0.5
0.2
0.7
0.1
Lixiviación forestal
27
-4.9
-0.04
1.7
2.5
4.5
-1.6
Precipitación
44
3.3
0.27
5.8
1.4
1.5
3.4
Deposición seca
17
5.1
0.86
4.3
2.9
6.8
1.0
Transcolación
124
3.4
2.4
11
6.0
17
3.4
Escorrentía cortical
8
t
0.02
0.5
0.3
0.9
0.1
Lixiviación forestal
71
-5.1
1.3
0.9
2.0
9.4
-0.9
(COD : C orgánico disuelto; un signo menos significa absorción)
Aportes Mínimos Anuales de Nutrientes (kg ha-1 a-1) al Suelo en tres
Bosques del Oeste Español
Sitios
Navasfrías,
rebollar
Fuenteguinaldo,
rebollar
San Martín,
castañar
Parámetros
N
Ca
Mg
P
K
Na
Hojas*
5.5
7.3
2.1
0.7
2.6
0.00
Pluviolavado
3.0
12.8
4.7
0.7
8.4
Aporte total
8.5
20.1 6.8
1.4
Hojas*
Pluviolavado
Aporte total
4.3
3.4
7.7
10.9
11.0
21.8
1.6
6.3
7.9
Hojas*
19.7
12.3
Pluviolavado
1.1
Aporte total
20.7
Mn
Fe
Cu
Zn
0.68
0.01
0.00
0.00
4.94
0.44
0.27
0.25
1.70
11.0
4.94
1.12
0.28
0.26
1.70
1.6
2.5
4.1
4.5
17.7
22.1
-0.38
3.54
3.16
0.00
0.55
0.55
-0.59 -0.01
027 0.15
-0.32 0.14
0.00
1.63
1.63
6.8
4.3
12.2
-0.03
1.58
-0.30 0.03
0.05
8.5
5.1
1.0
1.0
10.7
4.50
0.15 0.02
1.51
20.8
11.9
5.3
22.9
4.47
2.35
-0.15 0.05
1.56
*Retorno mínimo real de bioelementos a través de las hojas sometidas a descomposición en bolsitas
durantes tres años (un signo negativo significa que no existe ninguna cesión en esos tres años).
Balance de Nutrientes (kg ha-1 a-1) Aportados al Suelo de Bosques
Considerando la Absorción Radicular (pérdidas) habidas y las Ganancias
por Pluviolavados y Hojarasca Foliar
Sitio
Parámetro
Navasfrías
Absorción (A)
Aporte total (At)
A - At
(rebollo)
Fuenteguinaldo
(rebollo)
San Martín
(castaño)
N
Ca
Mg
P
K
Na
3.4 20.2 -0.67
1.4 11.0 4.94
2.1 9.1 -4.94
Mn
Fe
Cu
1.97 0.51 0.25
1.12 0.28 0.26
0.85 0.23 -0.01
Zn
46.2 67.5
8.5 20.1
37.6 47.4
9.6
6.8
2.8
Absorción (A)
71.7
138.9
12.9
8.2
33.0
0.86
2.54
0.77
0.18
0.35
Aporte total (At)
7.7
21.8
7.9
4.1
22.1
3.16
0.55
-0.32 0.14
1.63
A - At
64.0
117.1
5.0
4.2
10.8
-2.30
1.98
1.09
Absorción (A)
64.5
37.0
19.4
11.0
30.3
5.31
5.86
0.56
Aporte total (At)
20.7
20.8
11.9
53
22.9
4.47
A - At
43.7
16.2
7.4
5.7
7.4
0.84
-0.12
1.7
-1.70
0.04
-1.28
0.09
0.22
2.35
-0.15 0.05
1.56
3.51
0.71
0.03
-1.35
Un signo - (menos) significa que se excreta (Na y Zn)
A = Necesidades d e árbol
At = Aporte atmosférico e hídrico
A – At = Cesión del suelo a árbol
Flujos en bosque de Q. pyrenaica (rebollar; Navasfrías)
COD
9.4
6.0
Precipitación:
NOD
1.5
3.7
Con polvos :1520
Sin polvos : 1675
POD
0.008
0.03
COD
9.4
Unidades de flujos
Aguas en L m-2 año-1
Solutos en g m-2 año-1
NOD
1.1
POD
0.009
Transcolación: 1043 L m-2 año-1
Por encima del suelo
Ciclo:
1996-97
Producción de
Hojarasca: 260 g m-2
(COD: Carbono orgánico disuelto; NOD: N orgánico disuelto; POD: P orgánico disuelto)
Flujos en un Bosque de Q. pyrenaica (rebollar, Navasfrías)
Profundidad
(cm)
Horizontes
de suelo
0
Ah
Por debajo del suelo
COD
7.1
NOD
0.29
POD
0.008
20
Drenaje
de agua
(mm)
245
Bw
40
COD
0.94
NOD
N-D
POD
0.001
46
60
CR
COD
0.77
NOD
0.06
POD
7.1
95
(59 mm)
Arroyo
Pérdidas
COD
0.10
NOD
0.03
POD
0.0001
(COD: C orgánico disuelto; NOD: N orgánico disuelto; POD : P orgánico disuelto)
Ciclo de P en un Bosque de Quercus pyrenaica (Rebollar)
Retranslocación:
1.1
0.42
0.48
Absorción de la hoja:
P en compartimentos de
ecosistema (kg/ha)
0.2
Deposición por lluvia:
Flujos de P
(kg/ha, año)
Biomasa sobre el suelo:
ramas
hojas
troncos
5.9
2.6
18.2
Transcolación
Flujos de troncos
0.69
0.01
Pt
P total en el suelo
Pet
P estable en el suelo
Pl
P lábil en el suelo
Pas P disponible en el suelo
Caída de hojarasca:
0.2
ramas
hojas
1.5
otros
0.2
Prf.
(cm)
0.4
10
16.9
20
9.4
30
7.1
40
4.6
Escorrentía
Superficial:
Detritos:
Absorción
Hojarasca:
0.3
2.0
+20
0.17
359
183
177
4.4
394
266
128
1.3
403
278
126
0.9
Pt
Pet
Pl
Pas
Drenaje profundo
0.1
P en raíces finas
(kg P/ha)
P en el suelo
Ciclo de P en un Bosque de Castanea sativa (Castañar)
Trascolación y
flujos de troncos:
Retranslocacción:
Lavado de hojas:
1.5
0.1
Depósición por
lluvias y polvos
0.34
Ramas
9.0
9.2
0.1
0.52
0.8
0.2
Tronco
:
29.3
1.3
Hojarasca:
Hojas
Caída de hojarasca:
0.2
ramas
hojas
1.5
otros
0.2
6.8
2.6 Lavado:
prf
cm
10
20
717
20.2
708
9.5
576
11.3
320
397
293
415
6.1
198
378
P disponible
P lábil
P estable
Ganancia
40
P total
Balances Netos en tres Rebollares del Oeste Español Referido a C
(Todos los datos están en Mg C ha- 1 a-1)
0.07
0.06
2.3
0.06
1.8
3.8
0.86
Balance neto:
+1.5 Mg ha-1 a-1
0.93
Balance neto:
0.04
NAVASFRIAS
Precipitaciones: 1580 mm a-1
Temperatura media: 10.4 ºC
+0.9 Mg ha-1 a-1
1.9
Balance neto:
0.05
VILLASRUBIAS
Precipitaciones: 872 mm a-1
Temperatura media: 9.0 ºC
+2.0 Mg ha-1 a-1
0.02
FUENTEGUINALDO
Precipitaciones: 720 mm a-1
Temperatura media: 12.9 ºC
Estudios Biogeoquímicos en Cuencas
Entradas = Salidas
Microcuenca
P = ETR + D + R ± D
Impermeable
La Agricultura Orgánica
LIMITACIONES DE LA AGRICULTURA ORGANICA:
ORGANICA
Demanda Anual (por ha) a Satisfacer con Fertilizantes Inorgánicos,
Adicciones Orgánicas y/o Suelos
Fertilizante
inorgánico
Abonos
orgánicos
Kd = 0.10
+ 1 Mg M.S.
C/N~30
50 kgN
48kgN
40 kgN
2 kg N
Suelo fértil
40 mg C/g suelo
120 Mg C/ha
20 kg N
(C/N = 12)
+ 5 Mg M.S.
C/N~30
100 kg N
Demanda
Kd = 0.10
10 kg N
50 kg N
10 kg N
Kd = 0.001
de la planta
50 kg N
10 Mg N/ha
(~7% M.O.S.)
Kd = 0.01
Kd = 0.10
+ 20 Mg M.S.
C/N~30
50 kg N
40 kg N
10 kg N
400 kg N
kg N
40 kg N
(Aguas subterráneas)
Otras
aportaciones
(No se considera la sintonía entre la mineralización nitrógenada y la demanda de la planta)
Suelo
fértil
PODER MEJORANTE DE LA MATERIA ORGANICA
Máximo
rendimiento
RENDIMIENTO
a
v
r
u
C
con
Hum
u
s
Suelo Mineral
DEFICIT
DOSIS
OPTIMAS
EXCESO
RENDIMIENTO