Niveles de materia organica en distintos tipos de manejos
Levels of organic matter in different types of management
Recebimento dos originais: 09/07/2018 Aceitação para publicação: 27/08/2018
Patricia Rojas Nerhot
Master en nutrición de plantas y producción agrícola por la Universidad Nacional del Este- UNE Instituição: Facultad de Ingenieria Agronomica- FIA- UNE
Endereço: Km 17,5. Dr Jose G. Rodriguez de Francia –Minga Guazú Email: patyrojas83@hotmail.com
Daisy Ramirez Monzón
Doutor em Agronomia pela Universidade Federal de Pelotas– UFPEL Instituição: Faculdad de Ingenieria Agronomica– FIA-UNE Endereço: Km 17,5. Dr Jose G. Rodriguez de Francia –Minga Guazú
Email: daisyrami@gmail.com
Jimmy Rasche Alvarez
Doutor em Ciência do solo pela Universidade de Santa Maria – UFSM Instituição: Facultad de Ciencias Agrarias – FCA- UNA
Endereço: Campus Universitário de la Universidad Nacional de Asunción – San Lorenzo Email: jwrasche@yahoo.com.ar
Arnulfo Encina Rojas
Doctor en Ciencias de la Educación por la Universidad Nacional de Asunción – UNA Instituição: Facultad de Ciencias Agrarias– FCA- UNA
Endereço: Campus Universitario de la Universidad Nacional de Asunción – San Lorenzo Email: arencina2000@yahoo.com.es
RESUMEN
La materia orgánica es uno de los componentes fundamentales del suelo, debido a la relación de este con las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Con el objetivo de conocer el contenido y la dinámica de la materia orgánica en nuestros suelos clasificados como tropicales y como afecta los distintos sistemas de manejo a los contenidos de materia orgánica en el suelo. El estudio abarcó todo el Distrito de Minga Guazú, compuesto por una superficie de 489,5 km2, con relieve suavemente ondulado en áreas con los siguientes manejos: Bosque, Siembra Directa, Sistema Convencional y Pasturas. Cada manejo tiene 9 repeticiones y 6 profundidades que son: 0-5, 5-10-5, 15-30, 30-60, 60-100 y 100-150 cm totalizando 216 muestras en todo el Distrito. Las muestras fueron sometidas a análisis de suelos por el método de Walkley Black para determinar Carbono Orgánico y luego por el factor de corrección de 1,72 a porcentaje de Materia Orgánica en el Laboratorio de suelos de la Facultad de Ingeniería Agronómica de la Universidad Nacional del Este. El diseño es un muestreo aleatorio estratificado donde los resultados fueron sometidos al
análisis de varianza y al test de comparación de medias por DMS (p < 0,05). Los mejores porcentajes de materia orgánica se obtuvieron en el bosque y pasturas siendo mayores en las primeras camadas de suelos en todos los manejos. Los bajos porcentajes se dieron en el sistema convencional en las camadas profundas.
Palabras clave: manejo de suelos, siembra directa, sistema convencional, pasturas ABSTRACT
Organic matter is one of the fundamental components of the soil, because its relationship with the physical, chemical and biological properties of the soil. To know the content and dynamics of organic matter in our soils, classified as tropical, and how the different management systems affect the contents of organic matter in the soil. The study include theentire Minga Guazú District, comprising an area of 489.5 km2, with gently undulating relief in areas with the following management: Forest, Direct Sowing, Conventional System and Pastures. Each management has 9 repetitions and 6 depths that are: 0-5, 5-15, 15-30, 30-60,60-100 and 100-150 cm totaling 216 samples throughout the District. The samples were subjected to soil analysis by the Walkley Black method to determine Organic Carbon and then by the correction factor of 1.72 to percentage of Organic Matter in the Soil Laboratory of the FIA - UNE. The design is a stratified random sampling where the results were subjected to the ANOVA and to the comparison test of means by DMS (p <0.05). The best percentages of organic matter we obtained in the forest and pastures being higher in the first layers of soil in all the management. The low percentages we given in the conventional system in the deep layers.
.
Keywords: soil management, direct sowing, conventional system, pastures.
1 INTRODUCCION
La formación Alto Paraná se genera a partir de rocas ígneas basálticas básicas, formando suelos de color rojizos a café oscuros, con alto contenido de arcilla, baja permeabilidad, mediana a buena fertilidad en comparación a suelos originados a partir de areniscas, pero con el mal manejo de suelos estas características pueden ser modificadas; a partir del aumento de la agricultura familiar, la producción de granos y pasturas implantadas ligado a los altos rendimientos de los cultivos en detrimento de la biodiversidad y de la conservación de los suelos
A principio de los años 1990 el mal manejo de los suelos se ha intensificado con la agricultura considerada como convencional, perdiendo gran parte del material biológico constituyente de los suelos que es la materia orgánica siendo un componente fundamental del suelo. Dos elementos que están estrechamente relacionados con la materia orgánica son el carbono y el nitrógeno que no están presentes en el material de origen y son incorporados a los suelos a través de compuestos orgánicos
El Distrito de Minga Guazú tiene una expansión continua en áreas agrícolas e industriales, escogiéndose el distrito para la realización de este estudio descriptivo siendo indispensables
debido a la falta de información relacionada a estos suelos para aumentar los conocimientos en tal forma que se pueda planificar y desarrollar el progreso agropecuario local, teniendo en cuenta la expansión de la frontera agrícola, crecimiento económico nacional, y aumentos de las productividades de los cultivos; en armonía con las limitaciones y restricciones que presentan la naturaleza a fin de disponibilizar informaciones precisas y actualizadas para investigaciones futuras
Estudios realizados en el departamento del Alto Paraná clasifican como fertilidad de media a alta en la camada superficial del suelo, la materia orgánica oscila alrededor de 2-4% considerada como fertilidad baja y alta respectivamente (Fatecha, 2004). Sin embargo el mal manejo causado por el sistema convencional de preparación de suelos ha provocado la degradación de los agro-ecosistemas por la pérdida de las materias orgánicas y nutrientes ocasionado principalmente por la erosión hídrica aumentando los costos financieros y riesgos ambientales (Hernani et al, 1998). La siembra directa busca mantener y aumentar los niveles de los elementos químicos y biológicos de los suelos
La distribución de la materia orgánica es variable tanto en profundidad (a lo largo del perfil del suelo) como en forma horizontal. La distribución del carbono depende de varios factores como relieve, tipo de suelo, cobertura, condiciones climáticas, vegetación natural predominante y el manejo del suelo, así también la cantidad y la calidad de la materia orgánica es de gran importancia porque el carbono es fuente de energía para los organismos del suelo, además de ser acondicionador, retención de la humedad, disponibilidad de macro y micronutrientes debido al hecho que los contenidos de materia orgánica son reguladores de la capacidad de intercambio catiónico principalmente en suelos tropicales ( Madari. et al, 2009)
La propuesta de investigación se relaciona con el área de protección y conservación de los recursos naturales (suelo, vegetación) a favor de la seguridad alimentaria y calidad ambiental, reconociendo la importancia y la necesidad de conocer el contenido y la dinámica de la materia orgánica en nuestros suelos clasificados como suelos tropicales y como afecta los distintos sistemas de manejo a contenidos de materia orgánica en el suelo
2 REVISION DE BIBLIOGRÁFICA
Suelos originados a partir de rocas ígneas-basaltos según estudios realizados por Encina et al. (2005), enel departamento del Guairá, en la zona de influencia del ybyturuzú, presentaban altos contenidos de arcilla de textura fina, con abundancia de microporos en comparación de macroporos, alta plasticidad y pegajosidad, con rangos de pH entre 4,9 a 5,9, y
presencia de aluminio o acidez intercambiable entre 0,0 a 1,24 cmolc/kg y alto contenido de materia orgánica en comparación a suelos originados de roca arenisca.
La eficiencia de la agricultura conservacionista es reportada por (Calegari et al 2008) encontrándose mayor contenido de carbono orgánico secuestrado en comparación a la labranza convencional en un suelo 0 a 20cm de profundidad en sistema de siembra directa con rotación de cultivos acercándose a la condición de bosque sin movimiento de suelo, fortaleciendo el sistema y sirviendo como modelo sostenible de productividad de Oxisole s en zonas tropicales y sub tropicales del mundo según los resultados de estudios realizados durante 19 años en el estado sur-oeste de Paraná, Brasil
En suelos sometidos al uso agrícola tradiciones sufren mayor impacto negativo en sus propiedades químicas y en el porcentaje de la materia orgánica en comparación a otras formas de manejo detallada en la tabla 1.
Tabla 1. Resultados de análisis químicos de cuatro suelos clasificados como Rhodic Kandiudox, sometidos a diferentes
usos. Dpto Alto Paraná. Fuente: Chamorro & Emategui. 2015
Uso de Suelo pH M.O(%) K+ (cmol/LS) Ca+2(cmol/LS) Mg+2(cmol/LS) Al+3 (meq/ 100
g suelo) T1 Forestal 6,03 4,2 0,31 14,19 2,13 0,00 T2 Agricola Extensivo 5,97 2,3 0,71 9,64 1,94 0,00 T3 Agricola Tradicional 5,36 2,08 0,39 8,12 1,16 0,20 T4 Ganadero 5,61 3,54 0,77 7,91 1,93 0,12
En los trópicos la combinación de temperaturas elevadas y precipitaciones abundantes tiende a acelerar los procesos de transformación química y física de los suelos. Los minerales de arcilla se encuentran muy meteorizados y contienen una importante cantidad de óxidos libres, hidróxidos de aluminio, hierro y manganeso, llamados en conjuntos esquióxidos siendo la caolinita el principal grupo de arcillas predominante teniendo baja capacidad de retención de nutrientes estando éstas relacionada a la cantidad de materia orgánica y no a la cantidad de arcilla en las regiones tropicales incluyendo los bosques (Montaghini & Carl., 2002)
La cantidad de nutrientes reciclados o fijados por las plantas cuando utilizado el sistema de siembra directa, demuestran el gran potencial que las distintas plantas de cobertura poseen, debido que dejan en el horizonte superficial del suelo grandes cantidades de nutrientes que podrían ser absorbidos por las raíces de los cultivos posteriores. Uno de los más importantes aportes de las plantas, son los compuestos de carbono orgánico, o sea la materia orgánica, que será
responsable, directa o indirectamente por las interacciones y reacciones químicas, físicas y biológicas en el sistema suelo- agua- planta (Calegari, 2015).
El tipo de uso que se aplica al suelo puede estar ligada a la degradación y modificación de las propiedades químicas, físicas y biológicas de los mismos, relacionada con la producción agropecuaria. En estudios realizados en las sabanas (cerrado) en Brasil se ha observado modificaciones de los atributos de suelos con el uso agropecuario, disminuyendo significativamente los niveles de materia orgánica o de carbono orgánico en áreas antropizadas (Souza, et al. 2011)
El contenido y la dinámica de la materia orgánica del suelo son componentes importantes del manejo en suelos tropicales muy intemperizado y lixiviados. La misma está relacionada por la acción de la vegetación, naturaleza y sistema radicular; en el caso de los bosques existe una acumulación de materia orgánica en superficie debido al reciclaje de los elementos constituyentes de ramas, hojas y de sistema radicular superficial, además de tener amplia heterogeneidad la vegetación; sin embargo en regiones donde existen pasturas, estas presentan un sistema radicular fasciculado y homogéneo que penetra en profundidad aportando bastante contenido de materia orgánica al suelo (Tognon. et al, 1998).
Los niveles de carbono han sido recuperados en condiciones similares a los campos naturales nativos con uso y manejo de cultivos por varios años con la labranza mínima, contrariamente con la utilización del arado y del escarificador que reduce los niveles de compuestos orgánicos de carbono, afectando este último a otros atributos del suelo como la macroporosidad, capacidad de aireación, porosidad total en comparación al sistema de siembra directa teniendo como consecuencias la baja dinámica de la materia orgánica por la desintegración de los agregados del suelo (Vezzani y Mielniczuk 2011 ).
3 MATERIALESYMETODOS
3.1 LOCALIZACIÓN Y PERIODO
El estudio abarcó todo el Distrito de Minga Guazú, compuesto por una superficie de 489,5 km2, siendo los límites del estudio los siguientes: al este el Km 13 colindando con el distrito de Ciudad del Este; al norte el Rio Acaray; al sur el rio Monday, limitando con los distritos de Tavapy y cedrales; al oeste el km 34, limitando con el distrito de Yguazú,
El periodo de estudio fue de aproximadamente de 150 días, desde la determinación de los puntos de muestreo, extracción, recepción y análisis de las muestras, determinación de resultados y discusión.
3.2 DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS Y LEVANTAMIENTO DE MUESTRAS DE SUELOS
El principal aspecto que se tuvo en cuenta para la determinación de los puntos fueron las formas de uso de suelos (bosque, siembra directa, sistema convencional, pasturas). Los puntos fueron seleccionados sobre mapas cartográficos plani-altimétricos a una escala de 1:100.000, que fueron verificados en el terreno si es que correspondía con las informaciones del mapa cartográfico
Las muestras de suelo, fueron recolectadas con la barrena tipo holandés, colocadas en bolsas de polietileno debidamente codificadas con rotuladores detallando las profundidades, las repeticiones y la formas de uso (Cubilla, 2016)
3.3. ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS DE SUELOS
Las muestras extraídas de las distintas zonas de manejo y profundidades fueron remitidas y analizadas en el laboratorio de suelos de la Facultad de Ingeniería Agronómica de la Universidad Nacional del Este (FIA- UNE).
Las mismas fueron secadas al aire libre, molidas y tamizadas para luego ser realizadas las determinaciones químicas
3.4 VARIABLES INDEPENDIENTES Y VARIABLES DEPENDIENTES
Las variables independientes fueron las clasificaciones de modo de uso del suelo que son; bosque, sistema convencional, agricultura siembra directa, y suelos con pasturas (4 formas de uso) y las profundidades de muestreo (6 profundidades) con 9 repeticiones cada una, totalizando 216 muestras. La variable dependiente fue la materia orgánica relacionada con los distintos tipos de manejos y las profundidades.
3.5. DISEÑO
El diseño fue de recolección de datos considerado como un muestreo aleatorio estratificado, no experimental con interacción entre los factores de estudio, debido a que existen distintas formas de uso del suelo que inciden directamente en la disponibilidad de los nutrientes.
3.6. CONDUCCIÓN DEL ESTUDIO
Los puntos de muestreo tuvieron la mayor similitud de condiciones topográficas posibles. Cada forma de uso está compuesta por 54 muestras, totalizando 216 muestras en todo el distrito.
El contenido de materia orgánica fue realizado por el método de Walkley Black para lo cual se utilizó dicromato de potasio y ácido sulfúrico concentrado y se tituló con Sulfato Ferroso (Walkley- Black 1947, modificado por Embrapa 2009)
Tabla 2. Interpretación de pH, cationes (Calcio, Magnesio, Potasio), Aluminio y Materia Orgánica.
Fuente: Embrapa (2009)
3.7 MODELO DE ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Los datos de las variables fueron sometidas al análisis de varianza con interacción; donde los factores analizados son origen y profundidad e interacción entre ambos. Para la comparación de medias se utilizó la prueba de DMS (diferencia mínima significativa) permitiendo identificar las diferencias significativas muy finas por consistir en análisis laboratoriales. Los datos de la Materia orgánica fueron modificados por transformación logarítmica (Log x+1) debido naturaleza del trabajo.
4. RESULTADOSALCANZADOS
Las muestras de suelos fueron analizas por el método de Walkley Black, obteniendo como resultados la cantidad de carbono orgánico presente en el suelo, para luego ser convertida a materia orgánica por el factor de corrección de 1,72 (Embrapa, 2009).
En la tabla 3 puede ser observado un mayor contenido de materia orgánica en pasturas y bosques, presentado diferencia significativa entre los demás sistemas de manejo. Estos datos coinciden con los propuestos por Ordoñez (2001), que afirma que si la pastura se mantiene estable y productiva a través del tiempo, ocurre un incremento de la materia orgánica por medio de la incorporación de material muerto, hojas, tallos vegetativos y florales, demostrado que las raíces de los pastos pueden agregar anualmente de 1120 a 2240 kg/ha-1 de materia orgánica en los primeros 15 cm de suelo. Carneiro et al. (2008), también verifico mayor acumulación de carbono en áreas con pasturas.
Rangos Bajo Medio Alto
Materia Orgánica
Cmolc/Kg
Tabla 3. Porcentajes de Materia Orgánica según el Manejo. FIA- UNE/2017
Manejo M.O Siembra Directa
Sistema
Convencional Pasturas Bosque
% 1,47 b 1,42 b 2,30 a 2,49 a
La incorporación y el contenido de materia orgánica dependen del uso y del sistema de cultivo. La cantidad de materia orgánica es una función de la cantidad de residuos de plantas que entran al suelo y de las tasas de descomposición de esos residuos (Jastrow 1997; Espinoza, 2004). Corroborando de esta forma con los datos obtenidos en esta investigación.
En los bosques periódicamente existe deposición en gran escala sobre la superficie del suelo de material orgánico fresco, sin que hubiera tiempo para la formación de humificación, explicando el mayor contenido de carbono orgánico en este manejo (Demattĕ; Demattĕ,1993). Además, de ser de gran importancia para la manutención de la calidad de los suelos.
Los bosques poseen un gran potencial en secuestro de carbono arriba o abajo del suelo, debido principalmente a la grande cantidad de materia orgánica que son adicionados a la superficie y en profundidades (Oelbermann; Voroney, 2007).
La siembra directa y el sistema convencional fueron clasificados como la categoría más baja siendo estadísticamente iguales entre sí, coincidiendo con trabajos realizados donde los niveles de carbono fueron menores en siembra directa (avena/ maíz) y sistema convencional, sin embargo los niveles de pasturas se igualaron al campo nativo, donde el sistema convencional posee valores menores en la acumulación de carbono por el movimiento del suelo (Vezzani y Mieniczuk, 2011)
La variable profundidad, el mejor contenido de materia orgánica correspondió a la primera profundidad de 0 -5 cm de suelo, disminuyendo a medida que aumenta la profundidad observándose el menor contenido en lacamada más profunda de 100-150 cm de suelo, existiendo diferencia significativa entre las profundidades (Tabla 4). Silva et al. (2011) menciona que los niveles de carbono en la capa superficial de suelos son superiores, donde los residuos de cultivos se concentran, van decreciendo en profundidad en todos los manejos (Abbruzzini, 2016).
Tabla 4. Porcentajes de Materia Orgánica según la profundidad. FIA- UNE/2017
Profundidades cm
0-5 5-15 15-30 30-60 60-100 100-150
4,52 a 2,55 b 1,58 c 1,32 d 0,85 e 0,70 e
Resultados similares fueron obtenidos por Schinz (2011), trabajando en profundidades de 0-10cm, donde observo mayores contenidos de materia orgánica (11,7 a 23,2 g/Kg) en todos los tratamientos estudiados a esa profundidad, observó una disminución de la materia orgánica a partir de 10-20cm de profundidad (4,1 a 11,6g/Kg). Siendo así, la distribución de la materia organiza en elperfil obedece a regla general que a mayores profundidades disminuye el stock de carbono. Resultados similares fueron obtenidos en estudios realizados por Abbruzzini (2011); CZYCA (2010).
Trabajos realizados por Zanão et al. (2007), afirma que los tenores de Mn e Zn disminuyen en profundidades, siendo los menores valores verificados en las profundidades de
10-20cm, atribuyendo eso a menores tenores de materia orgánica. Motivo por el cual, la actuación de la materia orgánica influencia tanto en mejorar las condiciones físicas del suelo, así como, en las propiedades químicas y físico-químicas, y en el suministro de los nutrientes a las plantas
En la tabla 5, son presentados los valores de las interacciones entre la profundidad y el manejo, se verifica que hubo diferencias significativas entre bosques y pasturas a profundidades de 0-5cm demostrando una similitud en la formación de la distribución de la materia orgánica, sin embargo, el menor porcentaje se presentó en 100-150cm, en el sistema convencional observándose diferencia estadística con relación a los demás. Datos similares fueron obtenidos por Salgado (2016), trabajando a profundidades de entre 0- 10cm, donde observo en pasturas y bosques mayores contenidos de carbono
Tabla 5. Interacción entre las profundidades y manejos. Porcentajes de Materia Orgánica según el Manejo.
FIA-UNE/2017 Profundidades (cm) Manejo 0-5 5-15 15-30 30-60 60-100 100-150 Bosque 6,74 a 3,61 b 1,81 1,27 0,73 0,76 Siembra Directa 2,83 1,55 1,35 1,22 1,08 0,81 Pasturas 5,61 a 2,85 1,80 1,78 0,94 0,84 Sistema Convencional 2,91 2,18 1,37 1,01 0,65 0,40 l
Trabajos realizados en sistema de siembra directo comparando con sistema convencional observo diferencias significativas en las profundidades de 0-10cm (Castro Filho et al., 1998; Souza; Melo, 2000). Difiriendo de los resultados obtenidos, donde no se presentó diferencias significativas
en ambos manejo. Demostrando así, que la materia orgánica es el indicador más responsable de la interacción de los efectos del sistema de mane jo de los suelos.
Según Rasse et al. (2005), la materia orgánica depositada por las raíces son más resistentes que las depositadas por la biomasa área de las plantas, debido a que son ricamente lignificadas, ricas en Polifenoles y sustancias complejas. Debido a la lenta descomposición favorece a la manutención de la materia orgánica. Pudiendo concluir así, que la materia organiza depositada por los bosques y pasturas es un factor principal para la formación de materia orgánica en esos sistemas.
Los sistemas de manejo que no involucran movimiento de suelo favorecen el aumento de stock de C en las camadas superficiales, a diferencia de los manejos convencionales y siembra directa (Pereira et al., 2010), corroborando con los resultados obtenidos en esta investigación.
5 CONCLUSIÓN
Los sistemas de manejo tienen influencia directa sobre los contenidos de materia orgánica en los suelos siendo necesaria la adopción de sistemas que favorezcan aquellos que elevan los niveles de materia orgánica.
Las pasturas bien manejadas pueden tener altos contenidos de materias orgánicas y con cierta similitud a los bosques, producidas por la amplia cobertura de suelos y el tipo de sistema radicular
Los niveles de materia orgánica son mejores en la primera camada de suelos y luego disminuyen con la profundidad en todos los tipos de manejo.
El sistema convencional no es recomendable por el movimiento continuo de suelo provocando con facilidad la erosión hídrica y quiebre de las estructuras de suelo, disminuyendo con eso la dinámica y contenidos de materia orgánica en los suelos
REFERÊNCIAS
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