1 y 2. Concepto e Import an CIA Del Suelo

CONSERVACIÓN DE SUELOS Y AGUAS UNIDAD 1

EL SUELO COMO UN SISTEMA

Abierto: entran y sale materia y energía. Estructurado: jerárquicamente organizado (partícula – perfil). Polifásico: líquido, sólido y gaseoso. Polidisperso: arena, limo, arcilla y materia orgánica. Polifuncional: sostén geomembrana. Dinámico: tiempo y espacio

EL SUELO

Principales unidades en México Unidad de suelo (FAO-UNESCO)

Superficie (millones de ha) 29.2

Proporció n (%)

Luvisol

17.3

8.78

Leptosol rendzico

13.4

6.79

Castañozem

29.0

14.75

Vertisol

9.5

4.81

Regosol

9.3

4.72

Yermosol

16.9

8.59

Andosol

7.3

3.72

Cambisol

3.9

1.95

Indeterminado

50.0

25.96

Total

195.8

100.00

Leptosol lítico

Fuente: Ortíz y Ortíz, 1984

14.83

Espesor del suelo

Funciones del suelo en el agroecosistema

IMPORTANCIA DE LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO (MOS) UNIDA D1















Origen e importancia Distribución en el perfil Composición química de los restos vegetales Evolución de los restos vegetales Papel de los microorganismos Esquema general del proceso de humificación Estructura de las sustancias húmicas Aislamiento y fraccionamiento















Fuente de energía Suministro de nutrientes Reserva de nutrientes Cementación de partículas Alteración de las rocas Retención de humedad Disminución de la toxicidad Fijación de C en la biósfera (Cambio Global)

mportanc a de e la a Materia ater a Importancia Orgánica del Suelo (MOS) •Aumento de la absorción solar •Aumento de la capacidad de intercambio

catiónico •Aumento del poder amortiguador del suelo •Mejoramiento de la estructura del suelo Indirectamente incide sobre:

-

Balance hídrico

- Nutrición de las plantas -

Beneficios de las Sustancias Húmicas en la Producción de Cultivos Aproximación física - Incremento de la capacidad de retención de agua edáfica - Mejor aireación del suelo - Mejor friabilidad y textura del suelo - Reducción de la erosión - Mejora global del suelo

Beneficios de las Sustancias Húmicas en la Producción de Cultivos Aproximación química

Beneficios de las Sustancias Húmicas en la Producción de Cultivos

Beneficios de las Sustancias Húmicas en la Producción de Cultivos

Atmósfera

Biósfera

Ciclo elemental Suelo, flora y fauna

s e n o si m E

o e s a g

s a s c r et nI

oi b m a

e n e e d

Pedósfera Edafosfera

ai vi xi L

n ói c

Litósfera

a m r o F

n ói c

u s l e d

aí g r

Agua del suelo ol Evapora ción e

Hidrósfera

EL SUELO COMO ECOTONO

BIOSFERA (Material orgánico)

ATMOSFERA

SUELO LITOSFERA (Material inorgánico)

(Calor, agua)

Vegetales

Atmósfera

(Energía Solar)

H2O, CO2 O2 N2

Herbívoros

(Gases)

Carnívoros Residuos Orgánicos Microorganismos

Bioelementos)

H2O, Me

Suelo

Edafización Roca

*Energía

(Flujos)  Transferencias*Materia : (Cíclos) *Información (Interaccione

ATMOSFERA O2

N2

Mineralizac ión

CO2 Fotosín tesis

Desnitrifi cación Fijación de Nitrógeno

Respira ción

Combustión

Biomasa

M.O. edáfica

NO3NH4+

Carbohidratos Proteínas Aminoácidos

Excrementos

Actividad Residuos Suelo microbiana orgánicos Disolución Transformación del C y del N en la Disolución

Esquema del Ciclo de C, N, S y P en el Sistema Suelo-Planta SN

y N2O 2

Residuos de plantas

N2

Plantas

suelo

suelo CO2

Fase inorgánica sólida CO2

Iones soluble s

Microbios Residuo microbiano

CO2

Humus C

C-0-P N

S

C-0-S Pérdidas

Relación entre el C y N de Suelos de Diferentes Regiones Coeficientes de correlación

Suelos y CyS localización* Escocia (10 suelos por grupo) Granito 0.690

NyS

C/N/ S

0.942

0.868

0.817

169:10: 1.40 148:10:

Pizarr as Areniscas rojas

0.971

0.984

Rocas ígneas básicas Calizas

0.926

0.896

0.898

0.927

Todos los suelos

0.866

0.938

*Para referencias específicas véase Freney y

1.4 130:10. 1.4 140:10. 1.4 113:10: 1.3 140.10: 1.4

C/N/ S

14:1: 0.1

Relación entre el C y N de Suelos de Diferentes Regiones

Suelos y localización*

Iowa (USA) Cultivado (6) Bra sil Agrícola (6)

Coeficiente de correlación

CyS

NyS

C/N/ S

C/N/ S

0.9 80

0.9 70

110:10 :1.3

11:1: 0.1

0.8 50

0.8 90

194:10: 1.6

19:1: 0.2

*Para referencias específicas ver Freney y Stevenson. Los resultados de Canadá, Iowa, y Brasil son recientes. Las figuras en paréntesis significan número de muestras

Composición Media de la MOS y Número de Microorganismos en un Suelo Fértil (3.5 % MOS) Composició n de la MOS

Número individuo s (por

Peso (Mg/ha)

mg suelo) Substancias orgánicas no humificadas Substancias húmicas Subtotal

Porcentaje sobre MOS (% en peso)

0

25

20

0

100

75

0

125

95

(Ratio MOS/biomasa entre 20 a 50)

Composición Media de la MOS y Número de Microorganismos en un Suelo Fértil (3.5 % MOS) Composici ón de la MOS

Número individuo s

Peso

(Mg/ha)

(por mg suelo) Bacteria s Hongos Actinomicet os Alga s Protozoos Subtotal

1 000 000 1 000 10 000 1 000 1 000 1 013 000

Porcentaje sobre MOS

(% en peso) 3

1.5

3

1.5

1

1. 5 0.0 5 0.05

0. 1 0. 1 7. 2

4.6

Composición Media de la MOS y Número de Microorganismos en un Suelo Fértil (3.5 % MOS) Composició n de la MOS

Número Individuo s (por

Peso

(Mg/ha)

mg suelo)

Porcentaje sobre MOS

0.001

0.1

(% en peso) 0.05

Anélidos

0.0000008

0.5

0.3

Arácnidos

0.0000003

0.05

0.03

Insectos

0.0000008

0.5

0.3

Crustáceos

0.0000002

0.02 5 1.18

0.02

Nemátodos

Subtotal

0.001

0.7

Composición Media de la MOS y Número de Microorganismos en un Suelo Fértil (3.5 % MOS) Composición de la MOS

Número individuos

(por mg)

Peso

(Mg/ha)

Porcentaje sobre MOS

(% en peso)

Macrofauna

0.0003

0.045

0.03

Subtotal

0.0003

0.045

0.03

Total suma

1013000

133

(Ratio M.O.S./biomasa entre 20 a 50)

100

Número Estimado y Biomasa del Suelo Animales y Microorganismos en el Horizonte Superficial Organism os

Abundan cia

Biomasa

(por m 3 )

(por gramo)

(kg/ha)

(g/m2)

20020007 10 8 10 4 10 -

Pasto > Estepa > Matorral < Coníferas Bosques caducifolios

<

Razones C/N de Diferentes Residuos Orgánicos Mejorante s:  Trébol: 12 Aliso, acacia: 16

Estiércol: 20 Heno (alfalfa): 23 Olmo: 25 Fresno: 28 Lodos: 10

Indiferent e:  Tilo: 38 Roble: 42 Abedul: 44 Haya: 45 Serbal: 54 Castaño: 40

Acidificant es: Pino escocés: 91 Pajas: 80400 Pinos: 65 Serrín: 400 Caña maíz: 55 Mazorca: 100  Turba: 60

Carbohidratos: >30; hongos: 10; proteínas: 6;

Características de las Substancias Húmicas de Varios Suelos (comparados con ácidos fúlvicos) M.O.S.

% Extraíbl e E4/E6

Acidos Podsole Alfisoles Mollisoles Aridisoles fúlvico s 80 % ∼

5.0

60 % 3.5 ∼

20 % 3.8

∼

30 % 4.2

∼

100 % ~7.0

Contenidos decrecientes en ácidos húmicos: Chernozems > Vertisoles > Kastanozems > Rendsinas > Greizems >> Podsoles

El contenido de MOS incrementa con: • La precipitación (Buke et al. 1989). • El contenido en arcilla (Nichols 1984). • Producción y aportes orgánicos (Franzluebbers et al. 1998). •Labranza de conservación (West y Post 2002). • Inversamente con la temperatura media (Jenny 1980). • Inversamente a la intensidad de pastoreo (Parton et al. 1987).

r

et a M

gr O ai

u s l e d a ci n á

ol e

10 )

%(

5

0

10 20   Temperatura media anual (ºC)

Contenidos de C orgánico de Horizontes Ah vs. Precipitación Anual %(

)

1 0

COS = -4.033 + 6.967 * 10-3 P – -6 2 1.155 * 10 P r = 0.853 (***)

8

á gr o C

ol e u s o ci n

6 4 2 0 0

500

100 0

150 200 250 0 0 0 Precipitación media anual

300 0

Influencia de la Precipitación Anual sobre el Contenido Orgánico de Suelos

r

l

et a M

a ci n á gr O ai

e d ) ol e u S

  u e  q   s   B o

5 %(

2. 5

Cultivo

25 0

75 50 0 0 Precipitación media anual (mm/año)

s factores que incrementan la MOS son: • Precipitación media anual (incremento: Buke et al., 1989) • Temperatura media anual (disminución: Jenny, 1980) • Contenido arcilla (Incremento: Nichols, 1984) • Intensidad y carga pastoreo (Disminución: Parton et al., 1987; Schnabel et al., 2001) • Labranza reducida (Incremento: Rasmussel y Collins, 1991; West y Post, 2002) • Intensidad de cultivos (Disminución: Burke et al., 1989) • Manejo de cultivos con aportes orgánicos (Incremento: Franzluebbers et al., 1998)

Relación entre Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) y C .O.S.

m a ot ta e c a n e CI C

o ci n ó

(horizontes Ah ) CIC = 3.806 + 2.427 r = COS 0.904**

4 0 )

g /lk o m c(

3 0 2 0 1 0 0

0

2

4

6

8 1 0 C.O.S. (%)