Manso y Forjan-CO luego 15 años labranzas

CONTENIDO DE CARBONO ORGÁNICO LUEGO DE 15 AÑOS DE
AGRICULTURA CON DIFERENTES LABRANZAS
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Ings. Agrs. Lucrecia Manso y Horacio Forján
[email protected]
Introducción
El carbono orgánico (CO) es un componente fundamental del suelo ya que de él dependen muchas
de sus propiedades químicas, físicas y biológicas. Variaciones en su contenido originan cambios en la
fertilidad del suelo, en la estabilidad del sistema poroso, en la capacidad de infiltración y de almacenaje de
agua, y en la susceptibilidad a la compactación de los suelos(Robinson et al., 1994). Por eso, es
considerado uno de los indicadores más importantes de la calidad de los suelos (Doran; Parkin, 1996). El
CO está compuesto por fracciones de diferente labilidad, el CO particulado (COP) o lábil y, el CO
asociado a los minerales (COA). El COP (CO en la fracción del suelo mayor que 53 µm) consiste en
residuos de plantas y animales parcialmente descompuestos con un rápido ciclado, es más sensible a los
factores de manejo y posee gran importancia en la provisión de nutrientes. El COA (CO en la fracción del
suelo menor que 53 µm) está compuesta por productos de descomposición más procesados en íntima
asociación con las partículas de suelo, tiene un lento reciclado y es importante en el secuestro de carbono
y en el mantenimiento de la estructura del suelo (Murage et al., 2007). La evaluación de la variación del
COP en el tiempo, es de gran relevancia ya que puede dar indicios en forma temprana de los efectos
producidos por las prácticas de manejo de suelo y de cultivo. Esta fracción, al poseer una naturaleza más
dinámica, es considerada un indicador más sensible que el carbono orgánico total (COT) para distinguir
cambios en la calidad del suelo asociados a diferentes situaciones de uso (Cambardella; Elliott, 1992;
Fabrizzi et al., 2003; Eiza et al., 2006).
Las labranzas modifican el contenido y la distribución del CO, y la magnitud de estos cambios van a
depender de las condiciones climáticas, tipo de suelo, y manejo que se realice. La labranza convencional
(LC) por lo general origina pérdidas de carbono debido al aumento de la mineralización y disrupción de
agregados que estimula la descomposición de las fracciones protegidas dentro de estos. En cambio, la
siembra directa (SD) se caracteriza por mantener los rastrojos en superficie y reducir al mínimo
indispensable las operaciones de laboreo, lo que reduce la tasa de descomposición de los residuos.
Además, la protección física del CO dentro de los agregados, la hace menos disponible a la degradación
de microorganismos (Tisdall; Oades, 1982), por lo cual, este sistema en general, tiende a incrementar el
contenido de CO o a reducir las tasas de pérdida en los primeros centímetros de suelo (Janzen et al.,
1998). Otra practica que influye sobre los niveles de carbono en el suelo, es la fertilización, ya que permite
aumentar la producción de los cultivos, y la cantidad de residuos que retornan al suelo permitiendo
mantener los contenidos de CO o reduciendo las tasas de perdida (Havlin et al., 1990; Studdert;
Echeverria, 2000).
El objetivo de este trabajo fue evaluar el contenido de COT y sus fracciones luego de 15 años de
agricultura bajo labranza convencional (LC) y siembra directa (SD), con y sin aplicación de fertilizante
nitrogenado.
Materiales y métodos
El trabajo se llevó a cabo utilizando un ensayo de larga duración ubicado en la Estación Experimental
Agropecuaria Integrada Barrow (EEAI Barrow), Tres Arroyos (38°19’25’’ S; 60°14’33’’ W), iniciado en 1997
sobre un suelo perteneciente a la Serie Tres Arroyos (Paleudol petrocálcico, fino, illitico, térmico,
moderadamente somero). El diseño experimental del ensayo es en bloques completos aleatorizados con
arreglo de tratamientos en parcelas divididas con tres repeticiones. A las parcelas principales se les
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Trabajo presentado en: XXIV Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. II Reunión Nacional “Materia Orgánica y
Sustancias Húmicas”. Producción sustentable en ambientes frágiles. Bahía Blanca, 5 al 9 de mayo de 2014
asignó el factor sistema de labranza: 1) SD y 2) LC (arado de reja y vertedera en sus comienzos.
Actualmente se emplea rastra de discos, y cincel) y a las subparcelas (a partir del año 2007,
anteriormente se fertilizaba toda la parcela principal), el factor fertilización nitrogenada: sin nitrógeno y con
-1
nitrógeno (30, 65 y 70 kg N.ha en girasol, trigo y maíz, respectivamente. El cultivo de soja no es
fertilizado con nitrógeno). La secuencia de cultivos empleada se detalla en la tabla 1.
Tabla 1: Cultivos intervinientes en el ensayo de comparación de labranzas.
Ciclo 1
Ciclo 2
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Cultivo
Girasol
Trigo
Maíz
Girasol
Trigo
Girasol
Trigo
Maíz
Girasol
Trigo
2015
2016
Trigo
Girasol
Ciclo 3
Ciclo 4
Año
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Cultivo
Maíz
Soja
Trigo
Girasol
Trigo
Maíz
Soja
2014
Cebada
/Soja 2º
Para la determinación de CO, en marzo de 2012 se recolectó una muestra compuesta por subparcela
de fertilización a las profundidades 0-5 cm y 5-20 cm. Las muestras fueron secadas en estufa y molidas
hasta pasar por el tamiz de 2 mm de apertura de malla. Para determinar la cantidad de COP y de COA se
realizó el fraccionamiento físico de las muestras por tamizado en húmedo (Cambardella; Elliott, 1992). La
concentración de C en cada fracción se determinó por combustión seca, mediante un Analizador
Automático de carbono marca LECO modelo CR-12, con detector infrarrojo.
Los datos se analizaron estadísticamente por profundidad de muestreo empleando el programa
InfoStat (Di Rienzo et al., 2008), considerando un nivel de significancia del 5%.
Resultados y discusión
En los primeros 5 cm de suelo (tabla 2), no se detectó interacción “sistema de labranza x fertilización
nitrogenada” en ninguna de las variables analizadas. El contenido de COT fue superior bajo SD respecto
a LC, y no se presentaron diferencias estadísticas debidas a la dosis de nitrógeno empleada. Este mayor
contenido de COT bajo SD se debe a una tasa de mineralización más lenta al no disturbar el suelo (Bayer
et al., 2006). En cambio, la fracción asociada a los minerales (COA) no fue afectada por el sistema de
labranza ni por fertilización. Este resultado coincide con lo esperado, ya que el COA es una fracción de
baja labilidad, por lo que no deberían existir grandes diferencias entre prácticas de manejo (Cambardella;
Elliot, 1992; Domínguez et al., 2009). Al igual que en el caso del COT, el COP fue superior bajo SD, y
tampoco se registraron diferencias estadísticamente significativas debidas a la aplicación de nitrógeno.
Los mayores contenidos de COT y COP en superficie bajo SD, se deberían a de la falta de remoción del
suelo y a la presencia de residuos sin incorporar que origina una zona de enriquecimiento de C en el área
de contacto con el suelo (Havlin et al., 1990; Janzen et al., 1998)
En la capa subsuperficial, la interacción “labranza x dosis de nitrógeno” no fue significativa. Tampoco
se presentaron diferencias estadísticas en el contenido de COT, COP y COA (tabla 2) debidas a los
sistemas de labranza ni a la fertilización nitrogenada
Tabla 2: Carbono orgánico total (COT), asociado a la fracción mineral (COA) y particulado (COP);
promedios de labranza convencional (LC) y siembra directa (SD), y de la fertilización
nitrogenada (sin N y con N) para cada profundidad de muestreo (0-5 cm y 5-20 cm).
Tratamiento
Factor
Nivel
COT
Profundidad
LC
COA
COP
g.100 g suelo -1
2,29 *
1,54
0,75 *
2,62 *
1,64
0,98 *
2,15
1,67
0,48
2,26
1,75
0,51
2,54
1,58
0,96
2,37
1,60
0,77
2,18
1,72
0,46
2,23
1,70
0,53
0-5 cm
SD
Labranza
LC
5-20 cm
SD
Sin N
0-5 cm
Con N
Fertilización
Sin N
5-20cm
Con N
Valores con * indican diferencias significativas dentro de cada nivel de tratamiento y profundidad (p<0.05).
Como se observa en la tabla 2, tanto en LC como en SD los contenidos de COT y COP fueron
significativamente superiores en la capa de 0-5 cm, respecto a la subsuperficial. No obstante, la
estratificación fue superior bajo SD (15,9% y 92,0% de incremento en el estrato de 0-5 cm respecto al de
5-20cm, en COT y COP, respectivamente) respecto a LC (6,5% y 56,0% de incremento en COT y COP,
respectivamente). En el caso del COA, fue similar en las dos profundidades en las parcelas bajo SD, y
menor en los primeros 5 cm que de 5-20 cm en las parcelas con labranza. Bajo SD la ausencia de
incorporación de los rastrojos al suelo y a la escasa remoción del mismo, permite una mayor acumulación
de C en superficie (Fabrizzi et al., 2003; Galantini et al., 2006; Domínguez et al., 2009). En cambio, las
labranzas incorporan los residuos al suelo aumentando su contacto con el suelo, lo que origina
incrementos en las tasas de descomposición de los mismos. Además, rompen los agregados exponiendo
las fracciones de C que se encuentran protegidas en los agregados, a la acción de los microorganismos
(Six et al., 2002).
La ausencia de respuesta a la aplicación de fertilizante nitrogenado en el COT y sus fracciones
coincide con lo reportado por otros autores (Studdert et al., 1997; Dominguez et al., 2009). Si bien la
fertilización nitrogenada influye sobre los niveles de C, al aumentar la productividad de los cultivos, y por
ende, en el retorno de residuos al suelo (Havlin et al., 1990), la falta de respuesta a la fertilización se
debería a que el aporte de rastrojos en las parcelas fertilizadas y sin fertilizar, sólo difirió
significativamente en el año 2010 cuando se sembró girasol (Tabla 3). No se obtuvieron respuestas
significativas a la aplicación de N en los años en los cuales se emplearon gramíneas, cultivos que aportan
mayor volumen de rastrojos (principalmente el maíz), con alta relación carbono-nitrógeno (C/N), que
permitirían incrementar los contenidos o atenuar las perdidas de C del suelo.
Tabla 3- Producción de biomasa aérea (Mg.ha-1) de los cultivos desde la implementación de los
tratamientos de fertilización nitrogenada.
Biomasa aérea (Mg.ha-1)
Tratamiento
Cultivo/Año
Factor
Nivel
Maíz 2007 Soja 2008 Trigo 2009
Girasol 2010
Trigo 2011 Maíz 2012
LC
10,4 *
3,4
4,3 *
7,3
4,6
14,2
SD
11,4 *
3,3
4,7 *
6,8
4,8
13,5
Sin N
11,0
-
4,3
6,4 *
4,9
13,2
Con N
10,8
-
4,6
7,7 *
4,6
14,5
Labranza
Fertilizacion
Conclusión
Luego de 15 años de agricultura continua, la siembra directa mostró un mayor contenido de COT y
COP en superficie respecto a labranza convencional. Sin embargo, en profundidad, no se registraron
diferencias entre sistemas de labranza. Como se esperaba, la fracción asociada a los minerales no difirió
entre tratamientos evaluados. La fertilización nitrogenada tampoco tuvo efectos sobre el COT y sus
fracciones, lo que se debería a la falta de respuesta en la producción de biomasa de la mayoría de los
cultivos empleados en la secuencia. Si bien se considera al COP más sensible a las prácticas de manejo,
tales como labranzas y fertilización, que la concentración de COT, en este caso, ambas variables
detectaron diferencias entre sistemas de labranza, y no fueron afectadas por la aplicación de nitrógeno.
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