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XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
LA MATERIA ORGANICA (MOS) Y LA MATERIA ORGANICA (MOS) Y SU PAPEL EN LUCHA CONTRA LA
DEGRADACION DEL SUELODEGRADACION DEL SUELO
Por: Alvaro García O Ph DPor: Alvaro García O., Ph.D.Presidente Comisión Fertilidad de Suelos y Nutrición de PlantasUnión Internacional de Sociedades de la Ciencia del SueloVicepresidente Sociedad Colombiana de la Ciencia del SueloE-mail: agarciao58@yahoo.es
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
E mail: agarciao58@yahoo.es
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íLa degradación y sus causas
Limitaciones Físicas
Destrucción de la estructura por prácticas o uso de p pmáquinas inadecuadas
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Malas prácticas agrícolas o uso de Malas prácticas agrícolas o uso de tierras frágiles
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La tierra está degradada cuando ha sufrido una pérdida de sus cualidades intrínsecas o una disminución de sus capacidades.
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3Densidades aparente y real ( Mg m-3), Susceptibilidad a la Compactación, Porosidad Residual, Porosidad Total y Conductividad Hidráulica Saturada del suelo del RUT.
Densidad Densidad Susceptibilidad Porosidad Densidad Porosidad
Humedad C. H. Saturada.aparente aparente A compactación. Residual real total de campo
inicial final ( % ) ( % ) (%) ml (cm/hora)1,32 1,54 85,80 14,20 2,649 50,24 13,20 2,0 0,40 1,54 1,60 96,40 3,60 2,585 40,38 19,60 0,4 0,08 1,42 1,51 94,00 6,00 2,758 48,40 15,80 1,7 0,34
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Realidades
La compactación ocasionada por maquinaria reduce infiltración de 10.5 cm/hr 0.5 cm/hr.
Realidades
nf ltrac ón de 0.5 cm/hr 0.5 cm/hr.
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Sánchez y Bandey (1982),
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Destrucción de la Estructura
F t E A é it J G l i
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Fotos: E. Amézquita, J. Galvis
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Sellamiento y encostramientoSellam ento y encostram entosuperficial
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Fotos: E. Amézquita, J. Galvis
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ó óReducción de la Infiltración, la Permeabilidad y
C.hidráulica.
Fotos: E. Amézquita, J. Galvis
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Fotos E. Amézquita, J. Galvis
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EstructuraEstructura“La naturaleza y distribución por tamaño
de agregados y, recíprocamente, del espacio de poroso se denomina estructura del suelo; juega un papel importante en la determinación de las propiedades físicas del suelo y por lo tanto de su fertilidad”
( D. Payne, 1994)
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( y )
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La pérdida de laestabilidad estructurales la principal causa dees la principal causa dela formación delsellamiento superficial,la cual reduce sucalidad físicacalidad física.
(Amézquita, 1966)
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EROSIÓN
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ErosiónFotos: E. Amézquita, J. Galvis
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La erosión deteriora los componentes físicos, químicos y biológicos del suelo por arrastre y q m y g p y
genera pobreza.
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COMPACTACIONCOMPACTACION
El uso permanente de implementos agrÍcolas a la misma profundidad, causa el conocido “pie de aradocausa el conocido pie de arado
CAPAS CO C SCAPAS CO C SCOMPACTADASCOMPACTADAS
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Fotos: E. Amézquita, J. Galvis
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ALGUNOS INDICADORES FÍSICOSALGUNOS INDICADORES FÍSICOS
•Densidad aparente Alta (>1.4 g/cc)
•Infiltración (lenta) < 1 cm/hr
•Densidad aparente Alta (>1.4 g/cc)
•Infiltración (lenta) < 1 cm/hr•Infiltración (lenta) < 1 cm/hr.
•Conductividad hidráulica (lenta) < 1 cm/hr.
•Infiltración (lenta) < 1 cm/hr.
•Conductividad hidráulica (lenta) < 1 cm/hr.
•Porosidad total 40 – 45 %
•Microporosidad > 70 %
•Porosidad total 40 – 45 %
•Microporosidad > 70 %•Microporosidad > 70 %
•Penetrabilidad <17 kg/cm2
•Microporosidad > 70 %
•Penetrabilidad <17 kg/cm2
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E. Amézquita, J. Galvis (2007)
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Manejo de Recuperación:Control Ambiental
Manejo del ambiente físico
Manejo del ambiente químico
Succión de AguaAi ión DisponibilidadAireación
PenetrabilidadTemperatura
pOportunidad
Aprovechabilidad
Labranza apropiadaConservación de suelos
• Enmiendas • Correctivos,
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Conservación de AguasRiego y drenaje
• Fertilizantes,• Estimulantes
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MANEJO BIOLOGICOMANEJO BIOLOGICO
CONTROL
ACTIVIDAD BIOLOGICA
• Macrofauna• Mesofauna• Microfauna
• Abonos Verdes• Residuos Superficiales• Incorporación de Residuos• Incorporación de Residuos• Coberturas• Asociaciones• Reciclaje
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Reciclaje
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ESQUEMA SUGERIDO PARA LA RECUPERACION YESQUEMA SUGERIDO PARA LA RECUPERACION YPRESERVACION DE SUELOS DEGRADADOS PRESERVACION DE SUELOS DEGRADADOS ( Amézquita, E. (2007)
ESQUEMA SUGERIDO PARA LA RECUPERACION YESQUEMA SUGERIDO PARA LA RECUPERACION YPRESERVACION DE SUELOS DEGRADADOS PRESERVACION DE SUELOS DEGRADADOS ( Amézquita, E. (2007)( q , ( )( q , ( )
SUELO DEGRADADOSUELO DEGRADADO1 a 2 años1 a 2 años
DIAGNOSTICODIAGNOSTICO
PRACTICAS PRACTICAS AGRONOMICASAGRONOMICAS
Labranza profundaLabranza profunda COBERTURA DE COBERTURA DE RELACION C/N ALTARELACION C/N ALTAAGRONOMICAS AGRONOMICAS
ADECUADASADECUADASCincel rigidoCincel rigido RELACION C/N ALTA RELACION C/N ALTA
••Raquis, Millos, Maíz y Raquis, Millos, Maíz y Sorgo forrajerosSorgo forrajeros
ESPECIES LEGUMINOSAS Y ESPECIES LEGUMINOSAS Y
αα
GRAMINEAS EN ROTACIONGRAMINEAS EN ROTACION
••Abonos VerdesAbonos Verdes
SUELO RECUPERADOSUELO RECUPERADO
3 a 8 años3 a 8 años
SUELO RECUPERADOSUELO RECUPERADO
DIAGNOSTICODIAGNOSTICO
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SISTEMA DE PRODUCCION SOSTENIBLESISTEMA DE PRODUCCION SOSTENIBLE
••CAPA ARABLECAPA ARABLEα
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MATERIA ORGANICA DEL SUELOSUELO
Fracción del suelo que incluye residuos vegetales y animales en diferentes vegetales y animales en diferentes
estados de descomposición, tejidos y células de organismos que viven en el g qsuelo y sustancias producidas por los
habitantes del suelo.
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MOS:Importancia en el suelo
F m ión m nt nimi nt d l t t
MOS:Importancia en el suelo
•Formación y mantenimiento dela estructura •Aumento de la CIC
•Aumento de la capacidad de amortiguaciónAumento de la capacidad de amortiguación•Determina actividad biológica del suelo•Incide sobre: Nutrición de las plantasIncide sobre Nutrición de las plantas
Mecanismo de erosiónBalance hídricoBalance hídrico
•Darle estabilidad al suelo.
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•Capacitar al suelo para recuperarse de estreses •Resistencia a la degradación.
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Efectos de las fracciones de Efectos de las fracciones de la MOS
Fracciones solubles:
• Pérdida rápida por acción
Fracciones resistentes a la degradación:
• Pérdida rápida por acción del agua y los
microorganismos• Promueven el mejoramiento
de la capacidad del suelo para recobrarse de los
• Inicio del proceso de construcción estructural
• Estimulan actividad
pestreses
• Gran durabilidad en el tiempo
• Estimulan actividad microbiana • Efectos sobre propiedades
físicas, químicas y biológicas
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F i iFracciones vs. tiempo
• Las fracciones de la MOS no se descomponen a la misma velocidad:descomponen a la misma velocidad:
• Las fracciones solubles y la biomasa • Las fracciones solubles y la biomasa microbial tienen una vida muy corta.
• Las fracciones resistentes pueden tener ciclos de vida de cientos a miles de años
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ciclos de vida de cientos a miles de años
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AGENTES AGREGANTES TRANSITORIOS
Bacterias citófagas y esporocitófagasBacterias citófagas y esporocitófagas
Exudados microbianos y radiculares
Polisacáridos y mucopolisacáridosPolisacáridos y mucopolisacáridos
Cola bacteriana
Material celulósico Almidones
J l b t i (á id li ó i )
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Jalea bacteriana (ácidos poliurónicos)
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EFECTO DE MACRORGANISMOSRaíces
* Efecto de empaquetamientop q* Exudación de mucílagos y gomas*Efecto mecánico: compactación, reorientaciónp
de partículas de arcilla
Lombrices y termitasLombrices y termitas
* Ingesta de partículas finas de suelo > agregación debido a la interacción de partículas de arcilla, adición p ,de polisacáridos y componentes microbianos.
No humifican solo transforman
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PERSISTENTESE EN E* Humus
Complejos órgano minerales- Complejos órgano-minerales
- Hace hidrófobas las superficies
á- Parte del humus refuerza los poros más gruesos
- Reduce la tendencia al agrietamiento
- La formación de grietas reduce el tiempo de mojado
* Fuerzas interparticularesp
- Atracción (van der Waals, electrostáticas)
- Repulsión: D C D y hidratación
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Repulsión: D.C.D. y hidratación
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CompostajeCompostaje
● Cachaza bagazo y bagacillo● Cachaza, bagazo y bagacillo.● Cereza, cisco, pergamino, granos dañados de café.
Industria del aceite de palma: raquis del racimo, fibra, afrecho.C ill d ● Cascarilla de arroz.● Champiñonaza.
● Frutos dañados, cáscaras y semillas de frutas.●Industria maderera: “chips” o astillitas, aserrín, virutas de madera,
cortezas.● Lodos de Industrias cervecera, panificadora, levaduras, sucroquímicap q
● Fibra de coco.●Resíduos de plátano,café, cacao, fríjol, maíz, papa, fríjol, sorgo.
●Estiércoles: aves cerdos bovinos especies menores
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●Estiércoles: aves, cerdos, bovinos, especies menores.●Residuos orgánicos urbanos, plazas de mercado
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Fertilidad por sitio Fertilidad por sitio específico
• Fertilización basada en recomendaciones a partir de promedios que no tienen en cuenta la variabilidad propia del suelo => efectos negativos sobre la producción, el medio ambiente y economía de la agroempresa. ambiente y economía de la agroempresa.
• Dosificación de enmiendas y formulación de fertilizantes basadas en concepción de superficies agrícolas homogéneas=> sub y sobre fertilización => insostenibilidad y poca => sub y sobre fertilización => insostenibilidad y poca rentabilidad de los sistemas agrícolas.
• Alternativa : manejo de la fertilidad por sitio específico, el lternat va manejo de la fert l dad por s t o espec f co, el cual caracteriza, interpreta y utiliza la variabilidad para ofrecer recomendaciones precisas de acuerdo con las características del suelo.
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(Leyva y Guerrero, 2007).
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Hacia la agricultura de precisiónHacia la agricultura de precisión• Modelo para evaluar variables edáficas con indicadores de calidad en suelos de
unidades productivas se basa en el diseño y la aplicación de una metodología de capas para relacionar los componentes de calidad del recurso suelo, el estado de p p n mp n n u u ,este, el manejo y su relación de la producción a nivel de finca.
• Identificar relaciones cultivo vs. condiciones del suelo = potencial de uso.
• Técnicas geomáticas => definen mapas temáticos Geoestadística => relación de variable en estudio y la producción.
• Variables de estado físico: densidad aparente, estabilidad estructural, i t i l t ió t tresistencia a la penetración, textura.
• Variables químicas: bases, pH, M.O., P, acidez
I di d bi t l t t i it ió h d d l ti • Indicadores ambientales: temperatura, precipitación, humedad relativa, evapotranspiración.
• La simulación de estas variables permite tomar decisiones sobre el posible manejo o la ubicación de cultivares futuros y especialmente para la búsqueda de
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manejo o la ubicación de cultivares futuros y especialmente para la búsqueda de la sostenibilidad, manejo y conservación del recurso suelo, basados en el análisis espacial.
Limas y Martínez (2007)
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La labranza de conservación
• Rotaciones promueven contenido adecuado de MOS.
• Fertilización aumenta el nivel de M.O. (> biomasa y residuos).
• Pasturas mayores M O (~ 1% más que agricultura continua):Pasturas mayores M.O. ( 1% más que agricultura continua):> aporte de residuos y raíces< pérdidas por erosiónsuelo protegido de la lluvia.p g
• Variabilidad y dependencia espacial de contenidos de A, L, Ar y su expresión mediante semivariogramas, => decisión par< establecer cultivos bajo agricultura de precisióncultivos bajo agricultura de precisión.
• Propiedades físicas claves en fertilidad y son un componente básico de la calidad del suelo (Amézquita et al., 2004). Necesaria su
ů
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( q , )evaluación para definir zonas de manejo específico (Borůvka et al., 2002).
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Biofertilización
Uso de microorganismos capaces de aportar i l lnutrientes a las plantas:
F i bióti i bióti di • Formas simbiótica y no simbiótica con diversas plantas (Rhizobium, Bradyrhizobium, Azotobacter, Azospirillium), algas (Azolla), micorrizas, bacterias Azospirillium), algas (Azolla), micorrizas, bacterias solubilizadoras de fosfatos y hongos que realizan funciones variadas como Trichoderma.
• Por inoculación o aplicación al suelo para facilitar su multiplicación
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multiplicación.
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Prospección biotecnológica
• Producción solventes por Clostridium a partir de melaza de caña pome de palma: Acetona, butanol, etanoletanol.
• Producción biopolímeros a partir de glicerol Producción biopolímeros a partir de glicerol residual en producción biodiesel => biodegradables.
• Producción de biofertilizantes y promotores de crecimiento vegetal
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Fijación biológica de Nitrógeno (FBN)• Economía de N en agricultura
• Fijan N2 at: en forma libre, asociados a una planta o en simbiosis.
A t d N/ ñ• Aportes de N/año:Fijación libre y simbiótica: 50 y 120 millones de Mg Fertilizantes:80 millones (Legard y Giller, 1995).
• Bacterias heterotróficas libres sintetizan nitrogenasa y obtienen C, H, O de la MOS o de exudados en rizosfera o de las plantas (simbióticas).A t t ófi bti bó d l CO d l iAutotróficas, obtienen carbón del CO2 del aire
• Azotobacter (libre): Usable en cualquier cultivo y época de desarrollo de la planta Utiliza N2 para formar su propia célula;
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desarrollo de la planta. Utiliza N2 para formar su propia célula; rápida multiplicación. Regulan el crecimiento de las plantas, producen hormonas y favorecen la solubilidad y mineralización de MO agregada al suelo.
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MicorrizasMicorrizas• Asociación simbiótica y mutualística entre raíces de plantas con micelios
de hongos del suelo (Zigomicetos).
C l t f tili ió • Complementan fertilización.
• Tipos ƒ (clase de asociación): endomicorrizas o ectomicorrizas.
• > superficie de absorción ; > absorción iónica; acumulación más eficiente y selectiva, especialmente P y Zn.
• Aumentan vida útil de pelos absorbentes y > resistencia a patógenos: Aumentan vida útil de pelos absorbentes y > resistencia a patógenos: Phytophthora spp., Pythium spp., Fusarium spp., Rhizoctonia y nemátodos.
• > tolerancia de planta a toxinas del suelo, valores extremos de acidez del suelo y mayor resistencia a las sequíassuelo y mayor resistencia a las sequías.
• Gran diversidad de los HMA, con tolerancia a Al intercambiable, deficiencia y/o exceso de nutrimentos, estrés hídrico.
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• La diversidad y población relacionada con grado de fertilidad del suelo, principalmente con M.O. y con los cultivos asociados a café (Bolaños, 2000).
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Solubilizadores de fosfatosSolubilizadores de fosfatos
• Algunos hongos, levaduras, bacterias y actinomicetes s lubiliz n c mpl j s C Psolubilizan complejos Ca–P.
• Efectivos en suelos alcalinos y/o calcáreos con complejos C l di ió d f fó i con Ca y en suelos con adición de roca fosfórica como
enmienda y/o fertilizante
• Algunos pueden solubilizar complejos Fe–P o Al–P.
• En la rizosfera las bacterias solubilizadoras de fosfatos En la r zosfera las bacter as solub l zadoras de fosfatos son mucho más abundantes que los hongos con la misma capacidad.
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Uso de microorganismos para mejorar Uso de microorganismos para mejorar actividad biológica en el suelo
• Fijadores: Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum• Solubilizadores: Bacillus, Pseudomonas, Arthrobacter, Micorrizas
• Actinomicetos: Streptomyces• Actinomicetos: Streptomyces• Aspergillus, Penicillium, Thrichoderma, MVA
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