venesuelos volumen 9

5/9/2018 VENESUELOS VOLUMEN 9 - slidepdf.com

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VENESUELOSRevista de la Sociedad Venezolana de la Ciencia del Suelo

y del Instituto de Edafología de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela

Volumen 9Números 1 y 2

2001



2

SOCIEDAD VENEZOLANADE LA CIENCIA DEL SUELO

JUNTA DIRECTIVA

(Periodo 2004-2006)

PRESIDENTE Evelyn Cabrera de Bisval Rosa M. Hernández

SECRETARIO Jorge Paolini María J. Pérez

TESORERO Yusmary Espinoza Rodolfo Delgado

VOCAL Fernando Delgado Eladio Arias

MIEMBROS HONORARIOS

Luís J. Medina (†) (fundador) - Juan Bautista Castillo (Fundador)Justo Avilán R.- Luís Maria de Elizalde (†) - Antonio Estrada B.

Samuel J. Strebin - Angel Chirinos (†) - Luís Bascones (†) - Luis Segnini M.Emilio Hidalgo - Ildefonso Pla Sentis - Julia Gilabert de Brito - Juan Comerma

Richard Schargel - Carmen E. Carrillo de Cori

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE AGRONOMÍA

INSTITUTO DE EDAFOLOGÍA

DIRECTORA Prof. Deyanira Lobo L.

CONSEJO TÉCNICO Prof. Zenaida Lozano P.

(Jefe Laboratorio de Química de Suelos)

Prof. Jesús Viloria R.

(Jefe Laboratorio de Agrología)

Prof. Juan Carlos Aciego P.

(Jefe Laboratorio de Fertilidad y Biología de Suelos)

Prof. Stalín Torres

(Director del Centro de Información y Referencia de Suelos, CIRS)

Prof. Adriana Florentino

(Coordinadora del Postgrado en Ciencia del Suelo)



3

VENESUELOSRevista de la Sociedad Venezolana de la Ciencia del Suelo

y del Instituto de Edafología de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela

Enero-Diciembre 2001 Vol. 9, No 1 y 2 2001Depósito Legal: DLPP92-0468 ISNN: 1315-0359

Apartado Postal 4579, Fax: 0243-2453242, Telefax: 0243-5507169E-mail: [email protected] Maracay, estado Aragua Venezuela

COMITÉ EDITORIAL

Directora: Carmen E. Carrillo de Cori

Editores Asociados Carmen Rivero

Eduardo CasanovaMaría Fernanda Rodríguez

Belkis Rodríguez

VENESUELOS: Consta de un volumen anual de dos números. Precio de suscripción Bs. 4000, U.S $ 30,00 para elexterior, incluyendo franqueo

VENESUELOS: Is issued twice a year in one annual volume. The subscription price is US $ 30,00

Número editado e impreso en Marzo, 2006



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CONTENIDO

Carmen Rivero 5La materia orgánica estable del suelo y su caracterizaciónThe soil organic matter and its characterization

Lisset García M. y Deyanira Lobo L. 16Efectos de la incorporación de materiales compostados sobre las propiedades de un inceptisoldegradado, bajo cultivo de maíz (Zea mays L.) Effect of composted material on an inceptisol degraded properties under corn (Zea mays L.) culture

Carmen Rivero, Eli Hernández 24

Efecto de la aplicación de dos tipos de compost en la evolución de CO2 y la actividad de fosfatasaen un suelo inceptisol.Effect of two types of compost on CO 2 evolution and phosphatase activity on an inceptisol

Froilán Contreras, Carmen Rivero, Jorge Paolini 32Efecto de dos tipos de labranza con y sin incorporación de residuos de cultivo sobre la actividadenzimática en un Alfisol de VenezuelaEffect of two types of tillage with and without incorporation of crop residues on the enzymatic activity in an Alfisol in Venezuela

Alfonzo Nidia y López Marisol 38Efecto de la fertilización nitrogenada sobre la recuperación del pasto Urochloa humidicola al

final del período de lluviasEffect of nitrogen fertilization on the recovery of the grass Urochloa humidicola at the end of the rainy season

José Pastor Mogollón, Omar Tremont y Nectalí Rodriguez 48Efecto del uso de un vermicompost sobre las propiedades biológicas y químicas de suelosdegradados por sales Effect of the use of vermicompost on the biological and chemical properties of salts degraded soils



5

La materia orgánica estable del suelo y su caracterización

The stable soil organic matter and its characterization

Carmen Rivero

Facultad de Agronomía. Instituto de Edafología. Aragua-Venezuela

Correo-E: [email protected]

Resumen

Este trabajo constituye una revisión acerca delestado del arte en el área de evaluación y carac-terización de la materia orgánica estable del sue-lo. Se revisan las bondades de técnicas tales co-mo el análisis elemental, espectroscopía ultravio-leta visible (UV-VIS), espectroscopía infrarrojo

(IR), resonancia de spin electrón (RSE), resonan-cia magnética nuclear (RMN), rayos X, pirolisis-espectrometría de masas (P-EM), microscopíaelectrónica, termogravimetría-Infrarrojo (TG-IFTR),punto de focalización isoeléctrica (PFI), electrofo-resis capilar, viscosimetría, cromatografía y Poten-ciometría diferencial de barrido (DSP).

Palabras clave: materia orgánica, suelo, espectros-copía, resonancia

Abstract

This paper is a revision about the state of the art inthe evaluation and characterization of the stable soilorganic matter. The kindness of technical such asthe elementary analysis, visible ultraviolet spectros-copy (UV-VIS), infrared spectroscopy (IR), reso-nance of spin electron (RSE), nuclear magnetic

resonance (RMN), X rays, pyrolysis-spectrometry of masses (P-EM), electronic miscroscopy, termogra-vimetry-infrared (TG-IFTR), isoelectric focusing(PFI), capillary electrophoresis, viscosity, chroma-tography and differential potentiometry of scanning(DSP) are revised.

Key words: organic matter, soil, spectroscopy, reso-nance

Para hablar de caracterizar algo es necesario conocer en detalle ese algo. Por ello resulta muy impor-

tante contestar la siguiente pregunta: ¿Qué es la materia orgánica del suelo?. En tal sentido se debeindicar que aun hoy día existe poca especificidad en el uso de los términos y se tiene como aproxima-ción primaria, aquel concepto que incluye en la misma a toda sustancia del suelo que posea carbo-no orgánico en su constitución. En general se considera que la materia orgánica del suelo (MOS)posee una fracción viva conformada por los macro y microorganismos del suelo así como las raíces delas plantas que en él crecen y una fracción muerta conceptualizada como una mezcla heterogéneade las diferentes fases de transformación de los materiales orgánicos incorporados al suelo, quevaría con el tipo de suelo y con la profundidad.Es evidente que acometer la caracterización de cada una de dichas fracciones implica la puesta en mar-cha de métodos apropiados. Así para la caracterización de la fracción viva se han generado una seriede técnicas y procedimientos que van desde la identificación y conteo de los organismos hasta la eva-luación de variables vinculadas a las funciones que éstos cumplen en el sistema suelo. Una situaciónbastante similar se ha producido en el caso de la caracterización de la materia orgánica estable y esprecisamente este aspecto el que se abordará en la revisión que a continuación se desarrolla.Un paseo por el estado del arte en esta área del conocimiento debe necesariamente iniciarse por elhecho de comprender que la primera necesidad a ser cubierta es la referente al requerimiento de siste-mas de separación de las fracciones inorgánica y orgánica del suelo, esto implica la ruptura de interac-ciones de orden físico y químico. En tal sentido, se ha planteado que el aislamiento de la MOS debe,según Dubach y Mehta (1963), atenerse a los siguientes principios:

• Analizar el material sin que se alteren sus características físicas y químicas.• Aislar las sustancias orgánicas libres de contaminantes.

Rivero, Venesuelos 9(1 y 2):5-15



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• Tener la máxima eficiencia, es decir lograr extraer el 100 % del material estable.• Tener carácter universal, es decir que sea capaz de actuar sobre un variado tipo de suelos.

Para intentar cubrir estos cuatro aspectos se han probado muchos compuestos con capacidad para ex-traer algunas fracciones particulares o el total de la MOS, cada uno de dichos compuestos ha demostra-do lograr grados variables de eficiencia en el proceso de extracción. Al respecto, Stevenson (1994) se-

ñaló los siguientes:• Bases Fuertes: el NaOH ha sido el compuesto más usado a través del tiempo y ha resultado muy

apropiado para la extracción de sustancias húmicas (SH) con una eficiencia alrededor de un 80%.• Sales Neutras: dentro de este grupo destaca el uso del Na4P2O7 que extrae SH, aun cuando su

eficiencia es relativamente baja, aproximadamente un 30%.• Quelantes Orgánicos: son varios los agentes quelantes utilizados, sin embargo la 8-

Hidroxiquinolina ha sido de los mas usados dado que extrae sustancias húmicas con una eficienciaalrededor de 55%.

Ahora bien, en la actualidad se ha intentado establecer un método estándar para la extracción, para ellose ha propuesto seguir el método tradicional, basado en la extracción con agentes alcalinos, y posterior fraccionamiento del extracto obtenido de acuerdo a la solubilidad diferencial de cada una de las fraccio-

nes estables en ácidos y álcalis. La modificación fundamental consiste en usar como extractante unamezcla 50:50 de una base fuerte, usualmente el NOH 0,1M, con una sal neutra, usualmente Na4P2O7 0,1M, proceso que logra eficiencias por encima del 70%. Luego se continúa la separación de las frac-ciones por acidificación y centrifugación, esto puede ser resumido de la siguiente manera:

• Se toma una cantidad definida de suelo y se le agrega la mezcla de extractante en una proporción1:10, se coloca en atmósfera de nitrógeno y se deja en agitación por 24 horas. La cantidad de sueloa utilizar dependerá del contenido de carbono orgánico del mismo así como del tipo de estudio quese lleva adelante.

• Se separa por centrifugación el extracto alcalino (contiene los ácidos húmicos, los fúlvicos y lassustancias no húmicas) del suelo residual en el cual quedan adheridas las sustancias orgánicas demayor recalcitrancia química.

• Se acidifica el extracto alcalino (a pH entre 1 y 2) y se deja en reposo por veinticuatro horas.• Concluido este periodo se separa, por centrifugación, el floculado (ácidos húmicos) del sobrena-

dante (ácidos fúlvicos mas sustancias no húmicas).• Los ácidos húmicos son entonces purificados por uso de membranas de diálisis con un corte de

peso molecular apropiado, usualmente 5.000 unidades Dalton.• El sobrenadante es luego pasado a través de columnas de resinas para su purificación. El método

mas reciente establece el uso de la resina polivinilpirrolidona, para separar los ácidos fúlvicos delas sustancias no húmicas (Ciavatta et al ., 1990).

Una vez obtenidas estas fracciones estables se procede a su estudio con diferentes técnicas que permi-tan obtener información acerca de las estructuras tales como: sus pesos moleculares, grado de polimeri-zación, grado de condensación y su comportamiento fisicoquímico en general. Algunas de estas técni-cas serán revisadas a continuación:

Análisis elemental : Consiste en determinar el contenido de carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre yoxígeno de las moléculas de ácidos húmicos y fúlvicos aislados del suelo, hoy día esto se realiza con eluso de los modernos analizadores elementales, los cuales pueden determinar entre tres y cuatro ele-mentos en una sola corrida. En estos análisis es usual que el oxígeno sea obtenido por diferencia. Lainformación permite obtener las relaciones atómicas de los distintos elementos en la molécula húmica,ello podría constituirse en una herramienta para evaluar las modificaciones, a mediano y largo plazo, dela estructura de las moléculas como consecuencia de la intervención antrópica del suelo. El Cuadro 1muestra un ejemplo de los resultados de este tipo de análisis, aplicados a suelos venezolanos.




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Espectroscopía ultravioleta visible (UV-VIS): la producción de bandas de absorción de radiación, en elsector del UV-VIS, cuando se analizan las sustancias húmicas (SH), es originada por la presencia en lasmoléculas de anillos aromáticos, dobles enlaces u orbitales electrónicos delocalizados, que poseen bajasenergías de excitación.Un registro de estas bandas permite calcular la absortividad molar de las SH y la magnitud de la absor-ción para diferentes longitudes de onda en esta región del espectro. La aplicación de estas mediciones hadado origen a algunos métodos de caracterización de las SH entre los cuales se mencionan:

Relación E 4 /E 6 : es definida como la relación entre la absorbancia a 465 y 665 nm, respectivamente de unasolución de ácidos húmicos o fúlvicos en NaHCO3 amortiguado a pH 8,2 (Kononova, 1966), es un paráme-tro de muy sencilla obtención y bajo costo. La interpretación de esta relación indica que valores bajos de lamisma, implican un alto grado de aromaticidad, en tanto que valores altos indican un mayor con-tenido decadenas alifáticas. Al respecto, Chen et al . (1977), señalaron que esta relación presenta una alta correla-ción con el contenido de radicales libres, O, C y COOH, la acidez total y el peso molecular del material. ElCuadro 2 ilustra valores obtenidos para distintos órdenes de suelos venezolanos.

Cuadro 1. Composición elemental y relaciones atómicas de los ácidos húmicos de unatoposecuencia de los llanos venezolanos (Rivero et al ., 1998b).

Cuadro 2. Relaciones E4/E6 obtenidas para ácidos húmicos de suelos venezolanos

Referencia Tipo de suelo Uso E4/E6

Paolini, 1980 Oxisol Bosque amazónico mixto 5,11Paolini, 1980 Spodosol Caatinga amazónica 6,06

Rodríguez, 1982 Entisol Moriche 3,36

Rivero, 1993 Alfisol Cultivo de maíz 3,86

Rivero, 1993 Alfisol Sabana 5,53

Rivero, 1993 Inceptisol Cultivo de maíz 4,82

Ruiz, 1995 Ultisol Sabana 3,54

Rivero et al., 1998a Entisol Sabana 5,0

Rivero et al., 1998a Inceptisol Cultivo de banano 4,8

Mediciones de fluorescencia : cuando se produce la absorción de radiación se da luego un fenómeno depérdida de la misma: esta pérdida puede ser en forma de fluorescencia, cuando se retorna al estado basal.El aprovechamiento de este fenómeno permite obtener tres tipos de espectros de fluorescencia: de emi-sión, de excitación y sincronizados. En el primer caso, se mantiene constante la energía de excitación; enel segundo la de emisión y para los sincronizados se varían ambas simultáneamente y lo que se mantieneconstante es la diferencia entre ambas. La Figura 1 muestra los espectros sincronizados obtenidos en seisórdenes de suelos en Venezuela.

Suelo % C % H % N % S % O

Banco 50,12 4,86 4,07 0,37 40,58

Bajío 50,37 4,19 4,13 0,28 41,03Estero 53,43 4,55 4,26 0,35 37,41




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Son muchas las investigaciones que se han adelantado con el uso de la espectroscopia de fluorescenciacomo técnica de trabajo; se han logrado buenos resultados para cualificar la MOS y diferenciar moléculashúmicas formadas en diferentes ambientes (Schnitzer y Khan. 1978, Paolini, 1980, Senesi, 1992,Rivero et al ., 1998 a y b).

Clasificación de ácidos húmicos (Kumada, 1987): es un sistema que ubica estos compuestos en cinco

grupos: A, B, Rp, Po y P, de acuerdo a su posición en un sistema de ejes coordenados (figura 2) medianteel cálculo de los valores ΔlogK (donde K es la absorbancia medida a 400 y 600 nm, respectivamente) y elRF, obtenido mediante la expresión:

Donde c es la concentración de carbono orgánico en la muestra. El autor indica que la complejidad de lamolécula aumenta en el orden Po> P> B> A. y para validar su propuesta obtuvo información a través deuna técnica adicional: la espectroscopia infrarrojo.

Figura 1. Espectros de fluorescencia de excitación de seis órdenes de suelos (Rivero et al ., 1998a)

Espectroscopía infrarrojo (IR): La presencia en las SH de grupos funcionales capaces de absorber radiación en el sector IR, ha convertido esta técnica en una valiosa herramienta para estudiar la natura-leza, reactividad y arreglo estructural de las mismas. Permite además, detectar la presencia o au-encia

de proteínas y carbohidratos o de impurezas inorgánicas. El análisis de los espectros IR fue usado por Stevenson y Goh (1971) para clasificar las sustancias húmicas en cinco grupos con base en el tipo degrupos funcionales detectados. Es conveniente destacar que el infrarrojo con transformadas de Fourier es una técnica altamente efectiva desde el punto de vista cualitativo. En todo caso, Senesi (1992) plan-tea que la información obtenida por IR debe ser complementada por la aplicación de otras técnicas ana-líticas. En el país, Rivero et al . (1998a) aplicaron esta técnica en suelos de Venezuela y encontraronespectros similares a aquellos señalados para suelos de otras regiones climáticas (Figura 3).

100c

K 600

I n t e n s i d a d d e F l u o r e s c e n c i a

R e l a t i v a

300 550Longitud de onda (nm)

I n t e n s i d a d d e F l u o r e s c e n c i a

R e l a t i v a

300 550Longitud de onda (nm)




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Figura 2. Diagrama de Kumada para la clasificación de ácidos húmicos.

Figura 3. Espectros IR-TF de tres órdenes de suelos venezolanos (Rivero et al ., 1998a).

Resonancia de spin electrón (RSE): Se fundamenta en el aprovechamiento del efecto Zeeman y seevalúa el desdoblamiento en el nivel de energía de un electrón desapareado cuando se aplica un campomagnético. Esto provoca una modificación del factor g típico de un electrón libre (g = 2,00232). La medi-ción de la magnitud de la radiación absorbida, manteniendo constante la frecuencia de la radiación y va-riando la magnitud del campo, es lo que permite obtener los espectros de resonancia de spin electrón.Senesi (1992) indica que mediante el análisis de un espectro RSE de una muestra sólida de SH se co-noce la presencia, naturaleza y concentración de los radicales libres presentes en las mismas. Los pará-metros obtenidos de dichos espectros son el factor g, la amplitud de la señal y la concentración de elec-trones no apareados o “spines”. Rivero et al . (1998b) usan esta técnica para caracterizar los ácidoshúmicos de una toposecuencia, banco-bajío-estero, en los llanos venezolanos (Figura 4).

a

b

c

100015002000250030003500Número de Onda (cm-1)

T r a n s m i t a n c i a ( % )


Alfisol

Inceptisol

Entisol

a

b

c

100015002000250030003500Número de Onda (cm-1)



a

b

c

100015002000250030003500Número de Onda (cm-1)


Alfisol

Inceptisol

Entisol

T r a n

s m

i t a n c i a ( % )

a

b

c

100015002000250030003500Número de Onda (cm-1)



Alfisol

Inceptisol

Entisol

a

b

c

100015002000250030003500Número de Onda (cm-1)



a

b

c

100015002000250030003500Número de Onda (cm-1)


Alfisol

Inceptisol

Entisol

T r a n

s m

i t a n c i a ( % )

160 –

120 –

80 –

40 –

20 –

0 –1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀

ΔlogK

RF

Rp

B

A

P1

P0

160 –

120 –

80 –

40 –

20 –

0 –1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀

ΔlogK

RF

Rp

B

A

P1

P0




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Los parámetros RSE permiten inferencias sobre la reactividad de las SH en lo referente a sus posibilida-des de intervenir en reacciones químicas, bioquímicas y fotoquímicas por cuanto ellos indican la presen-cia de sistemas donadores – aceptores de electrones, La técnica también ha sido señalada como muyútil en el estudio de complejos de la MOS con metales presentes en el mismo tales como vanadio, cobrey hierro.

Resonancia magnética nuclear (RMN): El uso de esta técnica permite analizar la posición de los áto-mos de hidrógeno (resonancia de protones) y de carbono (resonancia de 13C) de las SH, mediante laobtención de sus espectros. Sciacovelli et al . (1980) y Schnitzer (1991), dividen los espectros de 13C enlas siguientes regiones:

• 0 - 40 ppm: carbono en cadenas rectas, ramificado, alcanos cíclicos y ácidos alcanoicos.• 41 - 60 ppm: carbono en ramificaciones alifáticas, aminoácidos y grupos metoxilos• 61 - 105 ppm: carbono en carbohidratos y en estructuras alifáticas que contienen carbono enlazado

a hidroxilos, éteres o presentes en anillos de 5-6 miembros enlazados a oxígeno• 106 - 150 ppm: carbono aromático.• 151 - 170 ppm: carbono fenólico.• 171 - 190 ppm: carbono en grupos carboxílicos, carbonilos y esteres.• 180 - 220 ppm: carbono en aldehídos y cetonas.

La técnica RMN ha cobrado mucha importancia en los estudios de MOS y se ha planteado como una delas herramientas ideales en los mismos. La Figura 5 ilustra el tipo de espectro obtenido para ácidoshúmicos de leonardita (LHA), ácidos húmicos de suelos (SHA) y ácidos húmicos comerciales. En es-tos espectros es posible identificar, con base en los criterios antes señalados, el tipo de estructurapresente.

Figura 4. Espectros de RSE de diferentes suelos venezolanos (Rivero et al ., 1998b)

Fe3+

Fe3+

Fe3+ Radicales Libres

Radicales Libres

Radicales Libres

0 500Gauss

Banco

Bajío

Estero

Fe3+

Fe3+

Fe3+ Radicales Libres

Radicales Libres

Radicales Libres

0 500Gauss

Banco

Bajío

Estero




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Rayos X : La aplicación de rayos X a muestras de ácidos húmicos permite obtener difractogramas quefacilitan la determinación de las dimensiones de la moléculas húmicas; en tal sentido Wershaw et al .(1967), usaron esta técnica para medir el tamaño de las partículas de humato de sodio, ellos conclu-yeron que, en solución, es posible detectar dos o más tamaños para un material extraído del mismosuelo y al mismo tiempo. Más recientemente, Monteil-Rivera et al . (2000) aplicaron la técnica paraidentificar el tipo de grupos presentes en la molécula y la energía de los enlaces (Figura 6).

Figura 5. Espectros de RMN de diferentes ácidos húmicos (Monteil-Rivera et al ., 2000)

Figura 6. Espectros de Rayos X de diferentes ácidos húmicos (Monteil-Rivera et al ., 2000)




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Pirólisis-espectrometría de masas (P-EM): La técnica consiste en efectuar la pirólisis directa de lamuestra de SH al vacío en un espectrómetro de masas, el cual permite identificar moléculas cargadaso fragmentos iónicos productos de la pirólisis. Estas unidades generan un espectro cuyas líneas de-penden de la relación masa/carga de la entidad química, parámetro que es característico y conocidocomo número de masa. La interpretación de los datos obtenidos de la pirolisis implica un conocimientodetallado del comportamiento pirolítico de los compuestos estudiados. La Figura 7 muestra el tipo de

espectros obtenidos.

Figura 7. Espectros de pirólisis espectrometría de masas de compuestos orgánicos (Kögel-Knabner,2000)

Microscopía electrónica : Se ha usado para estudiar la estructura macromolecular de los ácidos húmi-cos y fúlvicos, as161 como la formación de complejos con arcillas. No obstante se le atribuyen muchasdificultades derivadas de la susceptibilidad de la molécula de SH al bombardeo electrónico y de la for-mación de “compuestos artificiales" como consecuencia de la interacción de dichas moléculas con lasmembranas de parlodion-carbono usadas en el microscopio. Se ha usado tanto la microscopía electróni-ca de transmisión como la de barrido (Lobartini y Tan, 1988; Chen, 1994). La Figura 8 muestra las imáge-nes obtenidas en este tipo de evaluación

Termogravimetría-Infrarrojo (TG-IFTR): consiste en someter una pequeña cantidad de muestra a ca-

lentamiento, inicialmente a unos 100ºC y luego se lleva a unos 900ºC. Los gases que evolucionan sonsimultáneamente transferidos a un espectrofotómetro de infrarrojo con transformadas de Fourier, estopermite obtener una serie de espectros de IFTR en secuencia temporal (Geyer et al ., 2000). La figura 9muestra los espectros obtenidos por estos autores para los ácidos húmicos de un suelo.Además de las técnicas descritas, cuyo uso se ha extendido notablemente en los últimos tiempos dadala alta calidad de la información que generan, los estudiosos han ensayado un número bastante consi-derable de otras técnicas; muchas de las cuales han resultado de utilidad limitada. Sin embargo, existeun pequeño grupo que a pesar de no gozar de amplia difusión han resultado de bastante utilidad en al-gunos casos particulares y entre las cuales es posible citar:




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Figura 8. Imágenes de microscopio electrónico de complejos arcillas sustancias húmicas (Laird, 2001)

Punto de focalización isoeléctrica (PFI): la técnica consiste en separar las SH en un gel del tipo sep-hadex o poliacrilamida al cual se le añade un anfolito para crear un gradiente de pH, la separación de losdistintos analitos se verifica con base a su respectivo punto isoeléctrico (Schmitt et al ., 1997; De Nobili et al ., 1988).

Electroforesis capilar : El uso de esta técnica está basado en la separación por electroforesis capilar delas SH, en un sistema con pH buferado a 3,5; esto es posible debido a que el pK a de los grupos funcio-nales de las SH se encuentra en el rango comprendido entre 3,5 y 5,0 ( Schmitt-Kopplin et al ., 1998)

Viscosimetría y Cromatografía : ambas se han utilizado para determinar propiedades de las SH talescomo su peso molecular (Visser, 1985; Gonet y Wagner, 1996, Lombardini y Jardin. 1999). En el casodel uso de cromatografía ha recibido especial atención la cromatografía de exclusión por cuanto permiteuna buena separación de las moléculas en función de su peso molecular (Pelekani et al ., 1999)

Potenciometría diferencial de barrido (DSP): su aplicación permite titular pequeñas cantidades demuestras de SH, ligeramente solubles en medio acuoso, con el establecimiento de las zonas de cargaspositivas y negativas. Esto permite obtener información acerca de las características ácido-base de lasSH, las constantes de disociación aparente y el desarrollo de cargas. La Figura 10 muestra el tipo degrafico que se construye en este caso (Ceppi et al ., 1999).

Ahora bien, la aplicación de algunos de estos métodos no resulta, en muchos casos fácil dada la instru-mentación que requieren. Sin embargo, pareciera que el conocimiento acerca de la composición y carac-

terísticas de la materia orgánica estable permitiría inferir acerca de su efecto real sobre propiedades desuelo, de relevante importancia, como la estructura o la capacidad de intercambio catiónico, por lo que almenos una serie de determinaciones mínimas deberían realizarse. En tal sentido se recomienda que laejecución de manera conjunta de al menos dos de las técnicas basadas en la espectroscopia visible lacual está ampliamente difundida, y en general es de bajo costo, podría ayudar a disponer de una informa-ción que al menos permita una garantía mínima en la toma de decisiones del manejo de un determinadosuelo, con ello se espera ir siempre en la dirección de lograr la sostenibilidad de los agrosistemas.




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Figura 10. Curvas de titulación por potenciometría diferencial (Ceppi et al ., 1999)

LITERATURA CITADA

Ceppi, S.B., M.I. Velasco, C.P. De Pauli. 1999. Differential scanning potentiometry: surface chargedevelopment and apparent dissociation constants of natural humic acids. Talanta 50 (1999) 1057–

1063.Chen, M., M. Senesi y M. Schnitzer. 1977. Information provided on humic substances by E4:E6 ratios.

Soil Sci. Soc. Am. J. 41:3-53-357.Chen, Y. 1994. Electron microscopy techniques applied to soil organic matter and soil structure studies.

15th World Congress of Soil Sci. Transactions. 3a:85-99Ciavatta, C., Govi, L. Vittori Antisari y Sequi, P. 1990 Characterization of humified compounds by

extraction and fractionation on solid polyvinylpyrrolidine. Journal of chromatography, 509: 141–146.

De Nobili, M. 1988. Electrophoretic evidence of the integrity of humic substances separated by meansof electrofocusing. J. Soil Sci. 39:437-446.

Dubach P. y N. C. Metha. 1963. The chemistry of soil humic substances. Soil and Fertilizer 24:293-300.

Geyer, W., F.A.-H. Hemidia, L. Brüggemann, G. Hanschmann. 2000 . Investigation of soil humicsubstances from different environments using TG-FTIR and multivariate data analysis Thermo-chimica Acta 361: 139-146

Gonet, S.S., K. Wagner. 1996. Viscosimetry and chromatographic studies of soil humic acid. Environ-ment International. 22:485-488.

Kögel-Knabner, I. 2000. Analytical approaches for characterizing soil organic matter. Organic Geo-chemistry 31:609±625.

Kononova, M. 1966. Soil organic matter. 2ª Ed. Pergamon Press, Oxford. 404 p.




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Kumada, K. 1987. Chemistry of Soil Organic Matter. Japan Scientific Societies Press. Elsevier. Tokyo.241 p.

Laird D. 2001. Nature of Clay–Humic Complexes in an Agricultural Soil II. Scanning Electron Micros-copy Analysis. Soil Sci. Soci. of Am. J. 65:1419-1425

Lobartini, J. C. y K. H. Tan.1988. Differences in humic acid characteristic as determined by carbon-13

nuclear magnetic resonance, scanning electron microscopy and infrared analysis. Soil Sci. Soc.Am. J. 52:125-130.Lombardini, A.T., W.F. Jardin. 1999. Fluorescence spectroscopy of high performance liquid chroma-

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Efectos de la incorporación de materiales compostados sobre las propiedades de uninceptisol degradado, bajo cultivo de maíz (Zea mays L.)

Effect of composted material on an inceptisol degraded properties under corn (Zea mays L.) culture

Lisset García M. y Deyanira Lobo L.*

*Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía. Instituto de Edafologí[email protected]

RESUMEN

La incorporación de materiales orgánicos afectapositivamente las propiedades físicas y químicasdel suelo. Se determinaron los efectos de la in-corporación de dos composts producidos a partir de lodos de la planta de tratamiento de aguas

residuales de REMAVENCA, (industria producto-ra de harina y aceite de maíz) sobre algunas pro-piedades físicas, químicas y biológicas (densidadaparente, módulo de ruptura, porosidad total ycon radio mayor de 15 µm, pH, conductividadeléctrica, CIC, iones intercambiables y disponi-bles, y materia orgánica) de un inceptisol degra-dado, y sobre el cultivo de maíz (materia seca,altura de planta y N, P, K, , Ca, Mg, Fe, Mn y Znabsorbidos), bajo condiciones controladas. Lostratamientos fueron: el testigo (sin compost),compost A (12 y 19 t.ha-1), y compost B (12 y 19t.ha-1). Después de 15 días de incorporación de

los composts, se sembró el maíz, y a los 45 díasfue cosechado. El efecto de la incorporación delos composts sobre las propiedades físicas nofue significativo para el periodo evaluado, pero laligera tendencia observada al aumento en la den-sidad aparente, módulo de ruptura y conductivi-dad hidráulica, parece indicar efectos a largo pla-zo. Respecto a las variables químicas, sólo seencontraron aumentos significativos en la con-ductividad eléctrica y contenidos de Ca, P y Nadisponibles, con la incorporación de estos mate-riales en relación al testigo. En cuanto a los pará-metros del cultivo, no se encontraron diferencias

para ninguna de las variables evaluadas. Losniveles de nitrógeno en los tejidos fueron bajos,quizás debido a la baja disponibilidad de esteelemento en el suelo y en los materiales compos-tados. Se encontró que la alta absorción del Fecontenido en los composts afectó la dinámica deabsorción de otros nutrimentos como P, Ca y Mn.

Palabras clave: compost, materia orgánica, pro-piedades del suelo, maíz (Zea mays L.), lodos

ABSTRACT

The addition of organic materials is known to havepositive effects on soil physical, chemical and bio-logical properties. The objectives of this experi-ment were to determine the effects of the incorpo-ration of two composts made from solid waste and

sludge originated in food industry. These effectswere evaluated on soil physical, chemical, and bio-logical properties, such as: bulk density, rupturemodule, hydraulic conductivity, total porosity, air porosity, pH, electric conductivity, cationic ex-change capacity, exchange and available ions, andorganic matter, and crop parameters (dry matter,plant height, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn y Zn ab-sorbed). The experiment was conducted under con-trolled conditions using the selected soil alone(control) and two different composts in differentdoses, (12 and 19 t.ha-1). Maize was planted andsoil productivity was determined 15 days after com-

post incubation. There were not significant effectson soil physical properties. However, there was aslight trend to increase bulk density, rupture moduleand hydraulic conductivity, which could indicate along term effect. Electrical conductivity and avail-able Ca, P, and Na were significantly higher withthe incorporation of compost. There were not sig-nificant differences in plant parameters. A high ab-sorption of Fe could influence the absorption of Ca,P and Mn. Low availability of N in composts andsoil probably caused low levels of N in plant.

Key words: organic matter, soil properties, maize

(Zea mays L), sludge, compost.

García y Lobo, Venesuelos 9(1 y 2):16-24



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INTRODUCCIÓN

El uso de materiales orgánicos para el mejoramiento de las propiedades del suelo es tan antiguo comola historia de la agricultura. Sin embargo, el manejo de estos materiales ha sido de una manera empíri-ca, aunque existe un amplio volumen de resultados de investigación de estudios de los procesos dedescomposición que hacen que el manejo sea conducido de una forma más predictiva (Swift, 1999).

Cuando se incorporan al suelo materiales orgánicos se producen cambios en sus propiedades debidotanto, a la actividad biológica que se induce, como a las modificaciones de las fuerzas actuantes entrepartículas por la adsorción de moléculas orgánicas en la superficie de los coloides del suelo. Estos cam-bios alteran la relación de las partículas con el agua y los iones en solución que las rodean, ayudando aflocular un sistema disperso de partículas o a estabilizar agregados inestables ya existentes (Pla, 1975).La incorporación de materia orgánica al suelo a través de compuestos orgánicos (estiércol, pulpa, com-post, etc.) sirve para mejorar tanto su fertilidad química como su estructura. En las zonas tropicales,donde los procesos de oxidación y lavado de los suelos son más activos que en otras zonas climáticas,el contenido orgánico de los suelos expuestos se reduce rápidamente y es necesario reponerlo(Sheng ,1990).Tiessen et al, (1998) señalaron la importancia del manejo de los suelos en condiciones tropicales con elpropósito de mantener niveles adecuados de materia orgánica. El incremento del contenido de la mate-

ria orgánica del suelo puede modificar también la acción de los materiales fertilizantes y en consecuen-cia su eficiencia. (Baligar y Fageria, 1999)Se ha encontrado que la aplicación de compost aumenta la microporosidad del suelo, lo cual es impor-tante ya que se trata de la fracción de retención de agua y relacionada con la cantidad de agua disponi-ble para las plantas. El incremento de microporos elongados está asociado con la nueva formación demicroagregados. Un efecto positivo adicional con la adición de compost al suelo es la disminución de losvalores de densidad aparente, lo cual es debido al incremento de la porosidad total en todos los rangosde tamaños de poros (Arthur et al , 1998, citado por Jinchang, 1999).En Venezuela se han acumulado diversas experiencias con diferentes materiales orgánicos y sus efec-tos sobre las propiedades de los suelos y la productividad de los cultivos con resultados muy diversos.Así, se mencionan algunos ejemplos: estiércol de gallina y pulpa de café en un ultisol con cultivo de re-molacha (Arismendi, 1993), estiércol de gallina y cachaza de caña de azúcar en un ultisol con cultivo de

lechuga (Romero, 1993), residuos vegetales de gramínea (Sorghum vulgare ) y leguminosas(Cannavalia ensiformes y Phaseolus mungo) con cultivo de maíz (Rivero y Paolini, 1995), residuos ve-getales de crotalaria y pasto elefante (Rivero et al, 1998)De igual manera se han utilizado materiales compostados, entendiéndose como compostaje la degrada-ción o descomposición de materiales de desecho orgánicos por una población mixta de microorganis-mos en un ambiente cálido, húmedo y aireado (Dalzell, et al,1991). Así, se han utilizado, por ejemplo:pulpa de café y compost de champiñón con cultivo de lechuga (Rodríguez, 1996), diferentes mezclas delodos residuales de cervecería en cultivos de tomate, maní, sorgo y maíz (Luque, 1983). El objetivo delpresente estudio fue evaluar los efectos de la incorporación de lodos residuales de una planta de trata-miento de aguas, mezclados con materiales sólidos orgánicos, formando un compost, sobre las propie-dades de un suelo y su productividad, usando maíz como cultivo indicador.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se seleccionó un Inceptisol del Campo Experimental de la Facultad de Agronomía, en el cual se habíandetectado limitaciones para la producción de cítricos, debido al deterioro de las propiedades químicas yfísicas (Ostos, 1993; Espinosa, 1996).Entre las principales propiedades se puede destacar la alta proporción de partículas con diámetros equi-valentes entre 50 y 250 μm, lo cual le confiere una alta vulnerabilidad a la separación (Poesen, 1992) ypor tanto una alta susceptibilidad al sellado y encostramiento y a la compactación (Cuadro 1).




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Fuente: Ostos, 1993

Cuadro 1. Distribución de tamaño de partículas

Con respecto a las características químicas y físico-químicas el suelo presenta una moderada a altafertilidad química, en función de la alta disponibilidad de nutrientes esenciales y la capacidad de reten-ción de los mismos. Sin embargo, se destaca una relación inversa en la proporción de calcio y magne-sio intercambiables, es decir que la relación Ca:Mg en este suelo es 0,3:1, en lugar de 3:1, lo que pue-de producir efectos negativos en las propiedades físicas del suelo, así como desbalances nutricionales(Cuadro 2.)

Cuadro 2. Características del horizonte superficial del suelo bajo estudio

Con el propósito de evaluar los efectos de la incorporación de lodos residuales de una planta de trata-miento de aguas de una agroindustria productora de harina y aceite de maíz, mezclados con materialessólidos orgánicos, formando un compost, sobre las propiedades del suelo, se prepararon dos compost:A y B, utilizando como materias primas: el lodo deshidratado, impurezas obtenidas en los silos de maíz,tierra de blanqueo obtenida de la bentonita, aserrín y grama. La composición química y las proporciones

en que fueron utilizados estos materiales se presentan en el Cuadro3.Una vez concluido el proceso de compostaje (4 semanas), se caracterizaron los compost resultantes,cuya composición se presenta en el Cuadro 4.

Tratamientos: Con base en la composición química de los compost, la disponibilidad de nutrientes en elsuelo y los requerimientos del cultivo de maíz, se seleccionaron los siguientes tratamientos:

To: Suelo solo (Testigo)T1: Compost A, en dosis de 12 t.ha-1

T2: Compost A, en dosis de 19 t.ha-1

Profundidadcm.

% Arena Limo (%) Arcilla (%)

Muy. gruesa Gruesa Media Fina Muy. fina

2 – 1mm

1 – 0,5mm

0,5 – 0,25mm

0,25 – 0,1mm

0,1 – 0,05mm

0,05 –0,002 mm

< 0,002mm

0 – 14 0,80 1,40 3,30 18,8 28,50 34,80 12,20

14 – 36 0,20 0,90 3,00 20,90 27,00 35,00 13,00

CARACTERÍSTICA Valor

CARACTERÍSTICA Valor

Densidad aparente (Mg.m-3) 1,34 Na (mg.kg-1) 43

Porosidad Total (% v/v) 42 P (mg.kg-1) 92

Porosidad r >15 µm (% v/v) 12 K (mg.kg-1) 71

Módulo de Ruptura (kPa) 22 Ca (mg.kg-1) 1380

Materia orgánica (g.kg-1) 22,8 Mg (mg.kg-1) 304

pH 1:1 agua 6,8 Mg int. (cmol(+)kg-1) 10,14

C.E. (dS.m-1) 0,02 Ca int. (cmol(+)kg-1) 2,99

CIC (cmol(+)kg-1) 12,5 K int. (cmol(+)kg-1) 0,184

N (g.kg-1) 1,55 Na int. (cmol(+)kg-1) 0,087




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Cuadro 3. Análisis Químico de los Materiales que conforman los Compost

* trazas

T3: Compost B, en dosis de 12 t.ha-1 T4: Compost B, en dosis de 19 t.ha-1

Se aprecia que, en términos generales, se trata de materiales con muy altos contenidos de CarbonoOrgánico, Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Sodio y Calcio, y bajos contenidos de Manganeso. El Compost Apresenta un pH moderadamente ácido mientras que el Compost B presenta un pH ligeramente ácido.Ambos materiales compostados presentan valores de Conductividad Eléctrica que pudieran ser limitan-tes para algunos cultivos.

Cuadro 4. Análisis químico de los Compost

Aserrín (g.kg-1)

Impurezas(g.kg-1)

Lodo(g.kg-1)

Tierra de blanqueo(mg.kg-1)

%

COMPOST A 12,5 25,0 37,5 25,0

COMPOST B 12,5 12,5 25,0 37,5

N (g.kg-1) 10,6 8,8 32,5 410

P (g.kg-1) 1,7 2,8 8,0 128

K (g.kg-1) 20,1 0,0 6,9 122

Ca (g.kg-1) 10,1 8,6 5,1 3344

Mg (g.kg-1) 8,3 5,0 2,2 *

Na (g.kg-1) * * 3,9 10

COMPOST A COMPOST B

pH 1:1 agua 5,44 6,25

C.E. (dS.m-1) 2,73 3,67

Carbono Orgánico (g.kg-1) 158,8 165,4

C/N 18,00 19,03

N (g.kg-1) 8,82 8,69

Na (mg.kg-1) 792 640

P (mg.kg-1) 138 123

K (mg.kg-1) 1520 1296

Ca (mg.kg-1) 4296 5296

Mn (mg.kg-1) 41 36

Fe (mg.kg-1) 738 753

Zn (mg.kg-1) 69 116

Cu (mg.kg-1) 0 0




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Los cinco tratamientos fueron distribuidos en un diseño experimental completamente aleatorizado y tresrepeticiones. En todos los tratamientos se sembró maíz, híbrido Himeca 92, 15 días después de incor-porados los materiales al suelo. La duración del ensayo fue de 45 días, manteniendo la humedad a ca-pacidad de campo, al cabo de los cuales (60 días) se evaluó: altura de plantas y materia seca, se toma-ron muestras no alteradas y disgregadas para evaluar los efectos sobre algunas propiedades físicas

(densidad aparente, módulo de ruptura, porosidad total y con radio mayor de 15 µm, conductividadhidráulica saturada e índice de sellado absoluto) y químicas (pH, conductividad eléctrica, CIC, iones in-tercambiables y disponibles y materia orgánica) y su efecto sobre el cultivo de maíz (toma de nutrimen-tos por parte del cultivo).Los métodos utilizados en la caracterización química y fisicoquímica, tanto de los materiales que forma-rían parte de los compost, como del suelo y los materiales compostados, fueron:

• Capacidad de Intercambio Catiónico e iones intercambiables por extracción con Acetato de Amonio

• Materia Orgánica por Walkley y Black

• Nitrógeno total por Kjeldhal modificado

• Iones disponibles por extracción con Melich I

El análisis de tejido fue realizado mediante combustión húmeda, determinándose:

• N, por método colorimétrico utilizando reactivo de Nessler

• P, por Vanadato – Molibdato

• K y Mg, por absorción atómica

Los micronutrimentos fueron determinados por incineración y posterior determinación en solución deácido nítrico. Los análisis estadísticos fueron procesados siguiendo el diseño experimental planteado,realizando análisis de varianza, mediante el paquete estadístico SAS, realizando luego pruebas de me-dias de Tukey.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Efectos sobre algunas propiedades físicas del suelo : Como se aprecia en el Cuadro 5, no se en-contraron diferencias significativas en los valores de densidad aparente, porosidad de aireación y poro-sidad con r > 15 μm; sin embargo, se observa un ligero incremento en los valores de densidad aparentecon el Compost B, en dosis de 12 t.ha-1, correspondiéndose con los menores valores de porosidad totaly con r > 15 μm. En cuanto al módulo de ruptura, aun cuando las diferencias no son significativas, senota un incremento con la incorporación de los materiales orgánicos.Con respecto a los parámetros de penetración y movimiento de agua en el suelo, se presentan incre-mentos significativos en la conductividad hidráulica con la incorporación de los compost, excepto con elCompost B en dosis de 12 t.ha-1. Mientras que los valores de Índice de Sellado (ISA) no reflejan diferen-cia alguna. Esto puede atribuirse al corto período de tiempo en el cual se está realizando la evaluación,para que el compost manifieste sus efectos benéficos sobre mejoramiento de la estructura, especial-mente en este suelo que presenta mas del 80 % de partículas con alta separabilidad (limo, arena fina y

arena muy fina). Otras investigaciones han puesto de manifiesto las mismas tendencias, relacionadascon efectos no significativos de los materiales orgánicos sobre las propiedades físicas. (Rivero et al,

1997; Rodríguez, 1996; Romero, 1993; Arismendi, 1993).Efectos sobre características químicas y físico-químicas del suelo : En el Cuadro 6 se presentan los re-sultados de los muestreos realizados para evaluar los efectos sobre características químicas y físico-químicas del suelo, tanto a los 15 días después de la incorporación (antes de la siembra), como a los 45días después de la siembra, o 60 días después de la incorporación. Se puede apreciar que no hubo va-riaciones significativas en el pH, manteniéndose prácticamente dentro del rango de neutralidad.




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Cuadro 5. Efectos sobre algunas propiedades físicas

*ISA: Índice de sellado absoluto

La conductividad eléctrica presentó incrementos significativos en los tratamientos con compost a los 15días, especialmente con el Compost B. No hubo incrementos significativos en el contenido de materiaorgánica, lo que sugiere una descomposición lenta de los materiales. El Compost A presenta un mayor

aporte que el Compost B. No se presentan efectos sobre la CIC del suelo, debido probablemente a laescasa respuesta con relación a la materia orgánica.En cuanto al Calcio y Magnesio intercambiable se presentan ligeros incrementos en los tratamientos concompost, en relación con el testigo. El Potasio intercambiable aumenta significativamente a los 15 díasdespués de la incorporación para luego descender a los valores iniciales. El sodio aumenta de manerasignificativa en los tratamientos con compost, lo cual se explica por el alto contenido de este elementoen dichos materiales.En cuanto a los iones disponibles no se encontraron diferencias significativas en las concentraciones deFósforo, manteniéndose en niveles altos, mientras que para Potasio y Calcio se aprecian ligeros incre-mentos, aunque no significativos, con la incorporación de los materiales compostados. Igualmente senotan incrementos en el contenido de Sodio disponible.

Efectos sobre el cultivo de maíz : Con relación a la materia seca acumulada en el período de 45 días,se puede apreciar en el cuadro 7 que no hubo diferencias en los tratamientos, solo un ligero descensoen el tratamiento con 19 t.ha-1 del compost B.Esta tendencia se revierte con la altura de plantas, ya que en la mayoría de los casos, los tratamientoscon compost superan al testigo, lo que sugiere que en el tratamiento con 19 t.ha -1 del compost A, la di-námica de los nutrimentos se manifestó en una mayor acumulación que en desarrollo de tejidos.Acumulación de nutrimentos por parte del cultivo : En cuanto al Nitrógeno se puede apreciar que laextracción está muy por debajo de los valores críticos reportados para maíz a esa edad, lo cual puedeatribuirse a la baja concentración de este elemento tanto en el suelo como en los materiales composta-dos, además de una probable inmovilización por parte de los microorganismos, dada la alta relación C/Nde los materiales (Cuadro 4) y el incremento de respiración microbiana detectado a lo largo del ensayo.(datos no mostrados).

Se observa que los niveles de Fósforo en la planta superaron los niveles críticos reportados, especial-mente en el testigo, dado el alto nivel de este elemento en el suelo. Sin embargo, la absorción de Fósfo-ro en los tratamientos con compost fue más baja, debido probablemente a su interacción con el hierro,del cual es sabido que excesos en los tejidos precipitan al Fósforo, afectando su disponibilidad. Situa-ción similar ocurre con el Potasio, cuyo contenido en el suelo y en los materiales compostados es alto,especialmente en el Compost A.Igualmente se puede observar como la dinámica de absorción del Hierro afectó la del Calcio y el Manga-neso, aun cuando el contenido de Calcio en los tejidos superó el nivel crítico reportado.

Tratamiento DensidadAparente(Mg.m-3)

PorosidadTotal (%) (v/

v)

Porosidad r > 15 m (%)

(v/v)

Módulo deRuptura

(kPa)

Conductividadhidráulica(mm.h-1)

ISA*(mm.h-1)

To 1,53a 46,4a 12,8a 62a 0,05b 4,2a

T1 1,54a 47,7a 12,2a 68a 0,19a 5,0a

T2 1,53a 46,6a 11,8a 59a 0,20a 4,8a

T3 1,60a 45,2a 10,0a 76a 0,02b 4,3a

T4 1,54a 49,1a 12,0a 80a 0,16a 4,1a




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Cuadro 6. Efectos de los tratamientos sobre algunas características químicas y fisicoquímicas

Cuadro 7. Efectos de los tratamientos sobre el cultivo de maíz

Cuadro 8. Efecto de los tratamientos sobre la acumulación de nutrientes por parte del cultivo

*Fuentes: Casanova (1991); Benton et al (1991)

To T1 T2 T3 T4

15 d1 60 d 15 d 60 d 15 d 60 d 15 d 60 d 15 d 60 d

pH 6,30 6,67 6,50 6,70 6,41 6,82 6,44 6,83 6,45 6,74

CE (dS.m-1) 0,20 0,22 0,51 0,24 0,55 0,27 0,61 0,31 0,62 0,37

MO (gr.kg-1) 24,2 23,5 26,5 29,3 24,2 30,3 26,1 25,1 26,2 24,6

CIC (cmol.kg-1) 13,40 13,77 13,47 13,28 13,23 13,20 12,80 13,50 13,60 13,90

Ca int. (cmol.kg-1) 7,51 7,38 7,66 9,89 8,52 8,39 8,49 8,76 8,50 8,05

Mg int. (cmol.kg-1) 2,57 2,51 2,94 3,09 2,93 3,02 2,72 2,84 2,80 2,65

K int. (cmol.kg-1) 0,22 0,22 0,42 0,22 0,29 0,22 ,37 0,20 0,27 0,22

Na int. (cmol.kg-1) 0,08 0,10 0,07 0,13 0,08 0,29 0,06 0,26 0,12 0,19

P (mg.kg-1) 110 102 89 90 107 106 99 104 102 105

K (mg.kg-1) 62 55 75 64 70 61 71 56 67 63

Ca (mg.kg-1) 1676 1692 1743 1618 1787 1947 1999 2041 2000 2045

Na (mg.kg-1) 43 50 29 50 42 45 63 53 68 56

To T1 T2 T3 T4

Materia Seca (g/planta) 28.3 27.1 28.2 27.8 25.5

Altura de plantas (cm) 82 84 80 87 85

To T1 T2 T3 T4 Nivel Crítico*

N (g.kg-1) 5.7 3.4 4.6 6.8 5.4 14.0

P (g.kg-1) 5.60 2.80 3.10 1.80 2.40 2.0

K (g.kg-1) 20.60 29.20 28.90 19.10 23.80 12.0

Ca (g.kg-1) 6.60 5.40 6.30 4.90 6.50 2.0

Mg (g.kg-1) 3.50 2.90 2.90 2.60 2.60 0.90

Fe (mg.kg-1) 78 96 91 148 92 45

Mn (mg.kg-1) 13 11 7 11 10 20

Zn (mg.kg-1) 10 11 6 4 5 15

1= días después de la siembra




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CONCLUSIONES

− No se encontraron efectos significativos sobre las propiedades físicas durante el período de ensa-yo.

− Los efectos sobre las características químicas resultaron significativos para la Conductividad eléc-trica, P, Ca y Na disponibles.

− La acumulación de nutrimentos por parte del cultivo revela ciertas interacciones que deben ser to-madas en cuenta al momento de utilizar estos materiales como fuentes fertilizantes.

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Efecto de la aplicación de dos tipos de compost en la evolución de CO2 y la actividad de fosfatasa en un suelo inceptisol.

Effect of two types of compost on CO 2 evolution and phosphatase activity on an inceptisol

Carmen Rivero, Eli Hernández**Instituto de Edafología, Facultad de Agronomía, UCV, Maracay, Venezuela.

Correo electrónico: [email protected]

RESUMEN

Los lodos residuales industriales o los compostobtenidos a partir de éstos se han utilizado comoacondicionadores de suelo por su elevada capa-cidad para actuar en el mantenimiento o mejorade todas aquellas características vinculadas a loscontenidos de materia orgánica. No obstante, lapresencia de algunos factores indeseables hacenecesario evaluar este tipo de material a los fines

de autorizar o no su uso agrícola. En los últimostiempos se ha buscado información experimentalque permita seleccionar variables del suelo queindiquen el impacto del uso de este tipo de mate-riales. El principal objetivo de este experimentofue comparar el efecto de dos tipos de compost,obtenidos a partir de diferentes proporciones delodos industriales (uno, con 25 % y el otro con38% de lodo residual), en la evolución de CO2 yla actividad de fosfatasa ácida en un suelo delcampo experimental de la Facultad de Agrono-

mía de la UCV en Maracay. El suelo se trató condos tipos de compost , en dosis equivalentes a12 y 19 Mg.ha-1. En todos los casos la aplica-ción de compost provocó incrementos significati-vos (p ≤ 0,05) en la evolución de CO2, En el casode la actividad de fosfatasa, la respuesta fueheterogénea y los incrementos y descensos re-gistrados arrojaron diferencias significativas soloen algunos momentos del periodo de incubación,

ABSTRACT

Industrial sludges, and compost made from these,have been used as soil amendments because their high capacity to maintain or improve those charac-teristics linked to organic matter contents. Never-theless, the presence of some undesirable factorsmakes necessary to evaluate these materials be-fore authorizing or not its agricultural use. In thisexperiment, the effects of two types of compost (25% and 38 % of industrial sludge), on CO2 evolutionand acidic phosphatase activity were determined ina soil from the experimental field of the AgronomyFaculty at UCV, Maracay, Venezuela. The com-posts were incorporated in doses of 12 and 19 Mgha-1. In all cases the composts increase signifi-cantly (p ≤ 0.05) CO2 evolution. Phosphatase activ-ity had erratic trend with significant differences onlyin some moments during the incubation period.The results indicated that the largest proportion of sludge used in the production of the compostcaused a material of better quality from the agricul-tural point of view.

Key words: compost, sludge, CO2 evolution, phos-phatase activity

Rivero y Hernández, Venesuelos 9(1 y 2):24-32



25

aun cuando se puede indicar un efecto generalpositivo.Los resultados indican que la más alta proporciónde lodo residual usado en la producción del com-post produjo un material de mejor calidad desdeel punto de vista agrícola.

Palabras clave: compost, lodos, producción deCO2, actividad de fosfatasa.

INTRODUCCIÓN

Los lodos residuales o los compost obtenidos a partir de éstos, constituyen en razón de su composición,una importante fuente de materia orgánica (Gallardo-Lara y Nogales, 1987). Esta es la razón por la cualdichos materiales han sido visualizados como acondicionadores de suelo con una elevada capacidadpara actuar sobre el mantenimiento o mejora de todas aquellas características vinculadas a los conteni-dos de materia orgánica (Rivero, 1999). Sin embargo, también se ha reconocido que estos materiales,desechos de la actividad humana, podrían ocasionar un alto impacto sobre el ecosistema en el cual se

usan debido a la presencia en los mismos de metales pesados o compuestos orgánicos tóxicos de altaresistencia a los procesos de degradación (Giusquiani et al ., 1995), este impacto lógicamente opacaríacualquier efecto de carácter beneficioso.Esto plantea entonces la necesidad de evaluar este tipo de material a los fines de autorizar o no su posi-ble uso agrícola, por ello en los últimos tiempos se ha emprendido una búsqueda de información experi-mental que permita seleccionar cuales son las variables del sistema que mejor reflejan los impactos delañadido de este tipo de materiales. En tal sentido, Frankenberger y Dick, (1983) señalaron que existeuna relación muy estrecha entre la actividad biológica de un suelo y su fertilidad por lo que parámetrosvinculados a la primera han sido propuestos como indicadores apropiados del mencionado impacto. En-tre los parámetros propuestos como buenos indicadores de la actividad biológica del suelo y sus modifi-caciones se tienen: la producción de CO2 (como reflejo del sustrato carbonado consumido por los mi-croorganismos), el carbono o el nitrógeno unido a la biomasa microbiana y la actividad de las enzimasdel suelo (Ajwa et al ., 1999). En este último caso es importante indicar que autores como Park y Seaton(1996) y Ajwa et al ., (1999) sugirieron que una evaluación sistemática de la actividad enzimática delsuelo, puede mostrar adecuadamente la respuesta del sistema a las modificaciones en su manejo. EnVenezuela es escasa la información disponible en esta área del conocimiento, no obstante la conduc-ción de algunas experiencias donde se ha determinado la actividad enzimática nativa de algunos sueloso su respuesta a modificaciones del manejo, especialmente el añadido de residuos de origen vegetal(Contreras et al ., 1995; Contreras et al ., 1997; Rivero, 1999b) y en menor cuantía la aplicación de resi-duos urbanos o industriales (García y Rivero, 2003, Ruíz, 2002). En virtud de estos enfoques y de losrequerimientos de información en el país, se planteó como objetivo de esta experiencia comparar elefecto de dos compost, obtenidos a partir de lodos industriales sobre la producción de CO2 y la actividadde fosfatasa ácida en un suelo venezolano.


El experimento se llevó a cabo en el Laboratorio de Fertilidad y Biología de Suelos, del Departamentode Edafología de la Facultad de Agronomía, UCV, Maracay. Para el estudio se utilizó la capa de 0-20cm, de un suelo proveniente del lote E del campo experimental de la Facultad de Agronomía, UCV, Ma-racay. Este suelo presenta importantes limitaciones de carácter físico derivadas de su tendencia al sella-do superficial y a la compactación. Las principales características de la capa superficial de este suelo sepresentan en el Cuadro1.El suelo fue tratado con dos tipos de compost obtenidos en el marco del trabajo desarrollado por Garcíay Lobo (2002) a partir de la mezcla de materiales orgánicos provenientes de una planta de producciónde aceite y harina de maíz precocida.




26

La diferencia fundamental entre los dos compost utilizados son una función de las proporciones de losmateriales originales, dichas proporciones, expresadas en kilogramos de cada uno de los materiales seobservan en el Cuadro 2, en tanto que el análisis químico de los compost obtenidos se muestra en elCuadro 3.

Cuadro 1. Características del suelo utilizado

MO= Materia orgánica; CIC=Capacidad de intercambio catiónicoFuente: Espinosa, (1996)

Cuadro 2. Materiales usados en la preparación del compost (kg)

MATERIALES ORIGINALES COMPOST 1 COMPOST 2

Lodo 6 9

Impurezas 3 6

Aserrín 3 3

Tierra de Blanqueo 9 6

Recortes de Grama 3 0

Total 24 24

Características Valores

MO (gkg-1) 28,8

CIC (cmolc.Kg-1) 12,5

pH (1:1) 6,80

N (gKg-1) 1,55

P (mgkg-1) 92

K (mgkg-1) 71

Arena (%) 53

Limo (%) 34,80

Arcilla (%) 12,20

Da (Mgm-3) 1,34

Clasificación Textural Fa

Las dosis de compost aplicados al suelo, que constituyen uno de los factores componentes de los trata-mientos a evaluar, se determinaron en función de los requerimientos de nitrógeno del cultivo de maíz yde la capacidad de aportar nitrógeno por parte del material orgánico. Para ello se siguió el criterio esta-blecido por Bouldin (1988), quien señaló que el 65 % del nitrógeno que se encuentra en los restos orgá-nicos, es nitrógeno rápidamente disponible, lo cual se debería traducir en un aprovechamiento similar por parte de las plantas. En definitiva las dosis de compost incorporadas al suelo fueron las siguientes:

SSC: suelo sin añadido de compost (testigo)S12C2: suelo + 12 Mgha-1 mezcla de compost 2S19C2: suelo + 19 Mgha-1 mezcla de compost 2




27

Cuadro 3. Análisis químico de los Compost utilizados en este estudio

MO= Materia orgánica; CE= conductividad eléctrica

Características COMPOST 1 COMPOST 2

N (gkg-1) 8,69 8,82

MO (gkg-1) 284,5 273,1

Na (mgkg-1

) 640 792

P (mgkg-1) 123 138

K (mgkg-1) 1296 1520

Ca (mgkg-1) 5296 4296

Mn (mgkg-1) 36 41

Fe (mgkg-1) 753 738

Zn (mgkg-1) 116 69

Cu (mgkg-1) 0 0

pH 1:4 agua 6,25 5,44

CE (dSm-1)agua 3,67 2,73

S12C1: suelo + 12 Mgha-1 mezcla de compost 1S19C1: suelo + 19 Mgha-1 mezcla de compost 1

Sobre cada unidad experimental se estableció un cultivo de maíz, cuya respuesta fue evaluada en otrainvestigación (García y Lobo, 2002),El experimento siguió un diseño experimental completamente aleatorizado, con cinco tratamientos y tres

repeticiones, lo que generó quince unidades experimentales. Una vez incorporados los materiales or-gánicos, el suelo se incubó por un período de 15 días, durante los cuales se mantuvo un contenido dehumedad en el suelo cercano a la capacidad de campo del mismo; concluido este periodo se procedió ala siembra de maíz. El tiempo total de la evaluación fue de 58 días.

Las variables evaluadas fueron las siguientes:

Producción de CO 2 : La medición se realizó por captura del CO2 producido desde una determinada su-perficie de suelo, mediante una trampa de álcali, que contenía NaOH 0,1 M, y posterior titulación conácido patrón (HCl 0,1M), La medición del CO2 producido se efectuó en periodos de 24 horas. La expre-sión usada para el cálculo del CO2 producido fue la siguiente:

donde:V(HCl) = Volumen de HCl gastado2 = Factor para considerar el total de moles de carga presentes M(HCl) = Molaridad del HCl 24 = Tiempo de captura de CO2, en horas Área = Área cubierta por la campana en la unidad experimental, (m2)




28

Actividad de la fosfatasa ácida: para medir esta variable se utilizó el método descrito por Tabatabai(1977), que consiste en la determinación colorimétrica del p-nitrofenol liberado cuando el suelo es in-cubado con una solución tamponada (pH = 6,5) de p-nitrofenilfosfato a 37 0C por 1 hora. La mediciónfinal de la absorbancia se realizó en un Spectronic 20D a una longitud de onda de 420 nm. A partir de laabsorbancia obtenida para cada muestra se calculó la actividad de la enzima en términos de la cantidadde p-nitrofenol producido por cada gramo de suelo por unidad de tiempo (µg p-NF. gSS-1. h-1).

Los resultados obtenidos para ambas variables fueron procesados, con el uso del paquete estadísticoSAS (1998), Dado que los datos no siguieron los supuestos de normalidad se les aplicó las pruebas noparamétricas de Kruskal-Wallis.


Producción de CO 2

Para todos los tratamientos utilizados en esta experiencia, la incorporación de residuos orgánicos com-postados provocó grandes incrementos en los volúmenes de respiración del suelo, significativamentediferentes al testigo (SSC) (P ≤ 0,05) en algunos puntos de la dinámica de producción de CO2. La Figura1 ilustra la producción diaria de CO2 para cada uno de los tratamientos. Los incrementos registrados se

concentraron básicamente en los primeros 10 días posteriores a la incorporación. Esto se vincula a ladegradación inmediata de las fracciones orgánicas lábiles presentes en el material añadido, con la con-secuente producción de energía para el crecimiento de los microorganismos.Las diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos (P<0,005) se detectaron específica-mente los días 1,5, 42 y 56. La máxima producción de CO2 ocurrió en tratamientos con compost losdías cuatro, cinco y seis.Algunos investigadores han señalado las diferencias en la cantidad de CO2 producido, que se concen-tran básicamente en los primeros trece días posteriores a la incorporación, son una consecuencia de ladescomposición de la fracción menos estable de los residuos orgánicos incorporados al suelo (Stott et

al ., 1986; Rivero, 1993 y Rivero y Paolini, 1995)

Figura 1. Efecto de los tratamientos sobre la dinámica de la producción de CO2

0,00

30,00

60,00

90,00

120,00

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56

Días

m M o l e s C O 2 . m

- 2 . h

- 1

SSC

S12C2

S19C2

S12C1

S19C1




29

Otro parámetro importante, derivado de la producción de CO2, es el volumen total de éste producidodurante un tiempo determinado o producción acumulada de CO2. La Figura 2, ilustra los valores obteni-dos para cada uno de los tratamientos aplicados en esta experiencia. Esta variable permite visualizar rápidamente en cuál de los tratamientos se produjo una mayor mineralización de los compost aplica-dos. Este tipo de representación muestra además una alta pendiente en la curva durante los primeros10 días vinculada a la mineralización rápida de materiales orgánicos lábiles, como ya se indicó. En este

caso, se observa que en el S12C2, fue donde se produjo el mayor volumen de CO2. Ahora bien, si setoman en cuenta las proporciones de materiales originales (Cuadro 2) y la caracterización final de loscompost (Cuadro 3) se podría inferir que es el lodo el que define la presencia de materiales mas fácil-mente degradables. Este efecto, sin embargo, no es proporcional a la dosis utilizada, por el contrario,una mayor dosis indujo una depresión en la producción de CO2.

Figura 2. Efecto de los tratamientos sobre la producción de CO2 acumulada

Aún cuando no se dispone de parámetros que permitan tener una idea clara de las razones que inducenla depresión de la producción de CO2, la misma podría eventualmente estar vinculada a los elevadoscontenidos de elementos como el sodio, el hierro y el zinc. En tal sentido Rost et al ., 2001 indican inhibi-

ción de la producción de CO2 con niveles de zinc de alrededor de 200 μg por gramo de suelo cantidadque es sensiblemente menor a la aplicada al suelo en los tratamientos de esta experiencia. Otra posibleexplicación es la aportada por Wong et al ., 1998 quienes indican que la adición de mayores cantidadesde sustrato orgánico pueden eventualmente superar la capacidad de los microorganismos para degra-dar dichos materiales.

Fosfatasa ácida

En todos los tratamientos se produjo un incremento súbito de la actividad de la fosfatasa ácida, en losprimeros 4 días, luego de la incorporación de compost (Figura 3), para después producirse un descen-so, también generalizado, entre los días 4 y 9. A partir del noveno día se suceden nuevos incrementoshasta el día 58, cabe destacar que en algunos casos (SSC y S12C2) los valores al final del periodo deevaluación superaron los incrementos iniciales producidos los primeros cinco días del ensayo.

0,0

60,0

120,0

180,0

240,0

300,0

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61

Días

m M o l e s C O 2 . m

- 2SSC

S12C2

S19C2

S12C1

S19C1




30

Figura 3. Efecto de los tratamientos sobre la actividad de la enzima fosfatasa ácida

Por otra parte es necesario considerar, a partir del día 15, el efecto de la presencia del cultivo cuyas raí-ces se señalan como productoras de esta enzima. De la misma manera que para la producción de CO 2,en el caso de esta variable el tratamiento S12C2 fue el que indujo, de manera general, los mayores ni-veles de la actividad de la fosfatasa ácida. Las razones que soportarían este comportamiento seríanbásicamente las mismas que las reseñadas anteriormente para la producción de CO2, dado que un altoporcentaje de esta enzima presente en el suelo es de origen microbiano. Por otra parte, no se observórelación positiva entre la actividad de esta enzima y la mineralización del sustrato carbonado (P ≤ 0,05).No obstante, cuando García y Lobo (2001) evaluaron el efecto de los tratamientos sobre el rendimientodel cultivo de maíz, no encontraron diferencias estadísticas para las variables evaluadas: materia seca yaltura de planta. Es notable, aún sin la existencia de significación estadística, que en el tratamiento T2,con mayor cantidad de carbono mineralizado y actividad de la fosfatasa ácida sea el que genera los ma-yores rendimientos en materia seca (Figura 4), lo cual lleva a inferir una relación entre la actividad bioló-gica del suelo y su posibilidad de suplir nutrimentos para el cultivo.

Figura 4. Producción de materia seca en el maíz (Adaptado de García y Lobo, 2001)

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56

Días

ℵ g p N F F . g S S - 1 . h

- 1 SSC

S12C2S19C2

S12C1

S19C1

SSCS12C2

S19C2 S12C1

S19C1

22,00

24,00

26,00

28,00

30,00

Tratamientos

g M S . p l a n t a - 1

SSC

S12C2

S19C2S12C1

S19C1




31

CONCLUSIONES

En general, la incorporación del residuo orgánico indujo una modificación positiva, no significativa, des-de el punto de vista estadístico, de la actividad biológica del suelo, medida a través de la producción deCO2 y la actividad de la enzima fosfatasa. Los resultados llevan a indicar además que la inclusión deuna mayor proporción de lodo residual en la producción del compost produjo un material de mejor cali-

dad desde el punto de vista agrícola.

AGRADECIMIENTO

Los autores desean expresar su agradecimiento al Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de laUCV (Venezuela) cuyo soporte permitió esta investigación.

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Efecto de dos tipos de labranza con y sin incorporación de residuos de cultivo sobrela actividad enzimática en un Alfisol de Venezuela

Effect of two types of tillage with and without incorporation of crop residues on the enzymatic activity in an Alfisol in Venezuela

Froilán Contreras1, Carmen Rivero2, Jorge Paolini31Facultad de Ciencias, ULA; 2Facultad de Agronomía. UCV;

3Centro de Ecología y Ciencias Ambientales, IVIC

Resumen

La materia orgánica del suelo es vital para elcrecimiento y actividad de los microorganismos,por lo que su ausencia produce una disminucióno cese de la actividad enzimática del suelo. Engeneral, la actividad biológica es mayor en los

primeros centímetros del perfil, y se ha señala-do que el tipo de labranza utilizado puede provo-car modificaciones de dicha actividad a mayoresprofundidades en el perfil. El objetivo principal deeste trabajo consistió en evaluar la modificaciónde la actividad de las enzimas ureasa y fosfo-monoesterasa, a través del perfil del suelo enrespuesta a la aplicación de dos tipos de labran-za con y sin incorporación de residuos de cultivo. El suelo es un Oxic Haplustalf, arcilloso, pertene-ciente a la serie Uribeque. Se evaluó la combina-ción de dos tipos de labranza (convencional y

conservacionista) y la aplicación de dos tipos deresiduos de leguminosas: tapiramo (Phaseolus

lunatus ) y crotalaria (Crotalaria juncea ). Se contócon dos testigos donde el residuo presente co-rrespondió al barbecho natural de la zona. Losresultados indicaron que la aplicación de labran-za conservacionista y residuos de tapiramo cau-saron los mayores niveles de actividad para laureasa (115 μg urea g suelo-1 h-1).

AbstractThe activity and growth of microorganism in soils isstrongly dependant on the presence of organicmatter. Absence of organic matter causes a de-crease or cease of enzymatic activity in soils. It isgenerally accepted that a larger biological activity

is found in the first centimeters of the soil profile;however, tillage type could cause changes in enzy-matic activity toward the inner part of the soil pro-file. Changes in urease and phosphomono-esterease activities through soil profile caused bytwo tillage types were determined with and withoutincorporation of crop residues. The soil used wasclassified as Oxic Haplustalf, loamy, Uribeque se-ries. In this experiment six treatments were evalu-ated, five corresponding to combinations of tillagetypes (conventional and no-tillage) with legumi-nous residues tapiramo (Phaseolus lunatus) and

crotalaria (Crotalaria juncea), and a fallow treat-ment as control. The highest significant (p<0,001) urease activity(115 mg urea g-1 soil h-1) was found in the treat-ment with no-tillage and tapiramo, and the highestsignificant (p<0,001) phosphomonoesterease ac-tivity (65 mg p-nitrophenol g-1 h-1) was obtainedwith no-tillage and crotalaria residue.

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Contreras et al., Venesuelos 9(1 y 2):32-38



33

Para el caso de la fosfomonoesterasa los mayo-res valores se obtuvieron para la combinaciónlabranza conservacionista y residuos de crotala-

ria (65 μg p-NF g suelo-1 h-1). Los factores res-ponsables de los niveles de actividad y su modi-

ficación fueron básicamente el tipo de labranza yla calidad de residuo.

Palabras Clave: suelo, labranza, residuosorgánicos, ureasa, fosfomonoesterasa

Words Key: soil, tillage, organic residues, urease,phosphomonoesterase

INTRODUCCIÓN

La presencia de materia orgánica, con un apreciable contenido de residuos orgánicos frescos es de vitalimportancia tanto para el crecimiento de los microorganismos del suelo como para la nutrición de plan-tas superiores. La descomposición de los residuos presentes en el suelo permite obtener en primer tér-

mino la energía, sustrato carbonado fresco, y luego elementos nutritivos esenciales especialmente nitró-geno, fósforo y azufre. En general, el contenido de materia orgánica (MO) de un suelo y la presencia deresiduos orgánicos frescos disminuye a medida que se avanza hacia los estratos más profundos(Martens et al ., 1992, Contreras et al ., 1995).Como consecuencia lógica se produce una disminución o ausencia de funciones vinculadas a dicha pre-sencia entre las cuales destacan la actividad microbiana y la actividad enzimática del suelo. Ambas fun-ciones están estrechamente relacionadas con la descomposición de los residuos orgánicos y por endecon los ciclos biogeoquímicos de los nutrientes.Aun cuando no se discute la presencia de una mayor actividad biológica en los primeros centímetros delperfil del suelo (Dick, 1984, Martens et al ., 1992), sí se ha señalado que el manejo al cual es sometido elsistema puede provocar modificaciones importantes de los parámetros vinculados a dicha actividad. Ental sentido, se ha planteado que las modificaciones inducidas pueden ser usadas como indicadores de

la respuesta del sistema suelo a la aplicación de un determinado paquete de Manejo (Kennedy y Papen-dick , 1995 y Awja et al ., 1999).Salinas-García et al . (1997), indicaron que un excesivo laboreo, característico de los sistemas de labran-za denominados convencionales, tienen un elevado impacto sobre la productividad del suelo como con-secuencia de su efecto sobre la actividad biológica y el ciclaje de nutrientes. Esto ha llevado hacia lainstrumentación de prácticas de manejo alternativas, que han sido agrupadas bajo el término genéricode conservacionistas. Sin embargo, Prasad y Power (1991) plantean que el efecto de prácticasconservacionistas debe ser cuidadosamente evaluado por cuanto el resultado final depende, en granmedida, de la interacción de las mismas con otros factores tales como el tipo de suelo, el clima y la his-toria previa de manejo.Por otra parte, la estrecha relación entre la actividad y funcionalidad de los microorganismos del suelo ypropiedades como la estructura del mismo, responsable en buena parte de un comportamiento agronó-

micamente deseable (Stenberg et al ., 2000), ha planteado un sin número de interrogantes acerca de laextensión del efecto de una determinada práctica sobre los parámetros de actividad y funcionalidad. Laextensión aludida puede ser visualizada desde varios puntos de vista: en primer lugar de acuerdo a lamagnitud y al tiempo de duración del efecto y en segundo lugar en función de la máxima profundidad delperfil hasta donde es posible detectar la influencia de la práctica aplicada.En este orden de ideas el objetivo principal del presente trabajo consistió en evaluar la modificación dela actividad de la amidohidrolasa (ureasa) y la fosfomonoesterasa, a través del perfil del suelo comoconsecuencia de la aplicación de dos tipos de labranza (convencional y conservacionista con y sin incor-poración de residuos orgánicos vegetales).




34


La experiencia fue realizada en la estación experimental del INIA. La misma está localizada en el Muni-cipio Peña, Distrito Yaritagua, Estado Yaracuy (Venezuela), a 10° 05' de latitud norte, 69" 07' de longitudoeste y 320 msnm. Según la clasificación de Holdrige la zona se corresponde con un bosque seco tropi-cal, con un promedio de precipitación anual alrededor de 940 mm. La zona se caracteriza además por una elevada variabilidad en la distribución de las lluvias así como de la lámina total caída de un año aotro.Durante el periodo lluvioso (mayo a octubre) se presentan lluvias de alta intensidad con elevado poder erosivo (Leon, 1993). Los cultivos predominantes en el área son caña de azúcar y maíz, éste últimomuchas veces en terrenos de alta pendiente inadecuadamente mecanizados.El suelo usado en el estudio ha sido clasificado por Comerma y Ovalles (1984) como un Oxic Haplus-talf, arcilloso, caolinítico, isohipertérmico perteneciente a la serie Uribeque. Presenta moderados con-tenidos de arcilla que se incrementan con la profundidad, estructura blocosa subangular, permea-bilidad moderada y limitaciones por topografía y fertilidad química. El Cuadro 1 ilustra las principalescaracterísticas.

Cuadro 1. Características del suelo Uribeque

Prof. (cm)Arena

%

Limo

%

Arcilla

%

TexturapH (agua

1:2,5)

CO2

g.Kg

-1

C:N3 CIC4

cMolcKg

-1

0 – 10 49,5 28,1 22,4 F 7,2 8,6 7 6,6

10 – 30 44,7 29,3 26,0 F 7,5 7,0 7 5,4

30 – 60 39,4 24,9 35,7 FA 8,1 3,1 4 5,5

60 – 100 33,5 23,7 48,8 A 8,1 1,9 2 6,4

100 – 160 35,2 22,1 42,6 A 7,7 1,5 2 6,5

Se evaluaron seis tratamientos provenientes de la combinación de la aplicación de dos tipos de labran-za, convencional y conservacionista; tres tipos de residuos de leguminosas, tapiramo, (Phaseolus lunatus ) y crotalaria (Crotalaria juncea ); y barbecho éste último representó el testigo por cuanto el residuopresente correspondió a la vegetación natural de la zona. Paralelamente se evaluó, bajo labranza con-vencional el efecto de la aplicación de residuo de gramínea: pasto elefante (Penisetum purpureum ) soloo mezclado con residuos de crotalaria.El Cuadro 2 muestra la composición de los tratamientos y la nomenclatura que se usará a lo largo deeste trabajo. La dosis de residuo utilizada en cada tratamiento fue de 10 Mg.ha -1, con base a materiaseca. En todos los casos las parcelas fueron sembradas con maíz (Híbrido PB-8).Los residuos vegetales fueron incorporados (labranza convencional) o dejados en superficie (labranzaconservacionista) a la edad de 45 días. El día en que fueron cortados se tomó una muestra a los finesde conocer algunos parámetros inherentes a su composición química, los resultados se muestran en elCuadro 3.

Cuadro 2. Tratamientos evaluados en la experiencia

Tratamiento Labranza Residuo

CosB Conservacionista Barbecho

CosT Conservacionista Tapiramo

CosC Conservacionista Crotalaria

ConB Convencional Barbecho

ConT Convencional Tapiramo

ConC Convencional Crotalaria




35

Cuadro 3. Análisis químico de las especies utilizadas como residuos

Residuo C0 (%) N (%) P (%) Ca (%) Mg (%) K (%) C:N

Crotalaria 46,25 3,21 0,30 2,63 0,44 1,44 14,5

Tapiramo 54,22 1,85 0.25 1,60 0,26 1,74 24,3

Una vez finalizado el periodo de siembra del maíz, se realizaron los muestreos, para lo cual se subdivi-dió cada parcela en cuatro subparcelas de seis metros aproximadamente, usando barreno tipo Veime-yer, las cuatro submuestras fueron mezcladas para obtener una muestra compuesta por cada tratamien-to y cada estrato del suelo desde el nivel superficial, cada 10cm, hasta sesenta centímetros de profundi-dad. Para los diversos análisis los suelos colectados en cada muestreo fueron secados al aire en el laborato-rio por dos o tres días y posteriormente se tamizaron a 2 mm, luego se procedió a medir la actividad dela fosfomonoesterasa ácida por medio del método descrito por Tabatabai (1982), mientras que la activi-dad de la ureasa fue medida por el método descrito por Tabatabai (1982) y modificado por Praveen-Kumar (1989).


Los resultados obtenidos se ilustran en las Figuras 1 (a y b) y 2 (a y b) en las cuales se muestra la acti-vidad de la ureasa y de la fosfomonoesterasa respectivamente, en los diferentes estratos del suelo ypara los distintos tratamientos.Con respecto a la actividad ureásica (Figura 1) se observa una disminución de la misma, con la profun-didad del suelo. Esta disminución es mas uniforme en los bloques bajo labranza conservacionista quebajo labranza convencional aun cuando en este caso el descenso es mas rápido, esto coincide con losresultados reseñados por Pérez Mateos y González Carcedo (1984) y Dick (1984). Los primeros auto-res encontraron una mayor actividad de la ureasa, con respecto a otras enzimas evaluadas a profundi-dades comprendidas entre 40-50 centímetros del suelo. En tal sentido, en el trabajo realizado por Tors-tensson (1980), se atribuyó este comportamiento a la existencia de una menor población microbiana a

dichas profundidades del suelo, 40-50 centímetros, que en la superficie del mismo.Ahora bien, en esta experiencia se observó que en los tratamientos donde se utilizó crotalaria la dismi-nución de la actividad de la ureasa en los distintos estratos del suelo fue más lenta, lo cual podría atri-buirse a su alto contenido de lignina (7,84 %) mostrado por Rivero (1993), quien indica que este es unvalor alto comparado con otras especies de leguminosas. Este material es bastante estable por lo quesu descomposición no es tan rápida como la del resto de los residuos añadidos. Esto genera una veloci-dad de suministro de carbono menor para la actividad microbiana (Rivero, 1993), efecto que se produci-ría a pesar de existir un mayor contacto con el suelo.En cuanto a la actividad de la fosfomonoesterasa, los mayores niveles de actividad fueron detectadosen la capa más superficial. Estos niveles disminuyeron en forma uniforme hacia los estratos más pro-fundos, sobre todo en aquellos bloques donde se utilizó labranza conservacionista. En el caso de la la-branza convencional, los niveles de actividad fueron menores a los de labranza conservacionista y sudisminución con la profundidad fue mas rápida a excepción del tratamiento donde se usaron los resi-

duos de crotalaria (CosC). La explicación para este comportamiento no difiere fundamentalmente dela indicada anteriormente para el caso de la ureasa, amparada en los argumentos de autores comoTorstensson (1980), Rivero (1993), Dick (1984), Pérez Mateos y González Carcedo (1984) y Pang Ko-lenko (1986).Un aspecto importante que podría ser eventualmente explicativo del comportamiento detectado, tantopara la ureasa como para la fosfomonoesterasa a través del perfil del suelo, es el hecho de que los ma-teriales orgánicos añadidos, sufren inicialmente, procesos de adsorción sobre las partículas edáficas yposteriormente, bien a través de reacciones químicas intermedias o bien directamente, se desorbenejerciendo efectos indirectos sobre la actividad enzimática, vía la estimulación del crecimiento de losmicroorganismos (Pérez Mateos y González Carcedo, 1985).




36

0 40 80 120

0

20

40

60

0 40 80 120

0

20

40

60

0 40 80 120

0

20

40

60

BARBECHO

P r o f u n

d i d a d ( c m )

μg urea.gsuelo-1.h-1 μg urea.gsuelo-1.h-1 μg urea.gsuelo-1.h-1

CROTALARIA TAPIRAMO

0 40 80 120

0

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40

60

0 40 80 120

0

20

40

60

0 40 80 120

0

20

40

60

BARBECHO

P r o f u n d i d a d ( c m )

μg urea.gsuelo-1.h-1 μg urea.gsuelo-1.h-1 μg urea.gsuelo-1.h-1

CROTALARIA TAPIRAMO

L A B R A N Z A C

O N S E R V A C I O N I S T A

L A B R A N Z A C O N V E N C I O N A L

(a)

(b)

Figura 1. Modificación de la actividad de la ureasa a través del perfil del suelo

Figura 2. Efecto de los tratamientos sobre la modificación de la actividad de la fosfatasaa través del perfil del suelo

0

20

40

60

0

20

40

60

0

20

40

60

BARBECHO


μg p-NF.gsuelo-1.h-1 μg p-NF.gsuelo-1.h-1 μg p-NF.gsuelo-1.h-1

CROTALARIA TAPIRAMO

L A B R A N Z A C O N V E N C I O N A L

0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60

0

20

40

60

0

20

40

60

0 20 40 60

0

20

40

60

BARBECHO


μg p-NF.gsuelo-1.h-1 μg p-NF.gsuelo-1.h-1 μg p-NF.gsuelo-1.h-1

CROTALARIA TAPIRAMO L A B R A N Z A C O N S E R

V A C I O N I S T A

0 20 40 60 0 20 40 60

(a)

(b)




37

CONCLUSIONES

El experimnto permitió evidenciar nuevamente el descenso de la actividad enzimática del suelo, evalua-da en este caso a través de la ureasa y la fosfomonoesterasa, con la profundidad. Los niveles de activi-dad y la disminución de los mismos hacia el interior del perfil estuvieron vinculados en primer lugar altipo de labranza utilizado por cuanto la aplicación de labranza convencional indujo una disminución másrápida con la profundidad que la inducida por la labranza conservacionista.El otro factor importante es el referido al tipo de residuo utilizado, en tal sentido, se observó que cuan-do se utilizó residuo de crotalaria, la disminución de la actividad enzimática con la profundidad seprodujo a menor velocidad, lo cual fue atribuido, con base a la información obtenida para el mismo ma-terial en ensayos paralelos a éste (Rivero, 1993), al alto contenido de lignina presente en el tejido deesta leguminosa.

Agradecimiento

Los autores desean expresar su agradecimiento al CDCHT de la Universidad de los Andes por el sopor-te financiero para los proyectos C7379501 y C9049801A.

LITERATURA CITADA

Awja, H. A., C. D. Dell y C. VV. Rice. (1999). Changes in enzyme activities and microbial biomass of tallgrass prairie soil as related to burning and nitrogen fertilization, Soil Biol. Biochem. 31:767-769.

Comerma, J. y F. Ovalles. (1984) Informe mimeografiado incluido en el material de la Cátedra"Conservación de Suelos y aguas' del Postgrado en Ciencia del Suelo de la Facultad de Agronomía.UCV, Maracay.

Contreras, F., Rivero C. y J. Paolini (1995). Efecto de incorporación de residuos orgánicos y dos tiposde labranza sobre la actividad de la ureasa en un Alfisol. Venesuelos. Vol. 3 No. 1.

Contreras, F., Rivero, C. y J. Paolini (1996). Efecto de incorporación de residuos orgánicos y dos tiposde labranza sobre la actividad de la fosfatasa en un Alfisol. Revista de !a Facultad de Agronomía 23(2-4):

Dick, W. A. (1984). Influence of long term and crop rotation combinations on soil enzymes activities. SoilSci. Soc. Am. J. 48:569-574.

Kennedy, A. C. y R. 1. Papendick. (1995). Microbial characteristic of soil quality. J. Soil Sci. Conserva-tion. 50:81-100.

León, M. (1993). Efecto de sistemas de labranza conservacionista con el uso de leguminosas en un Alfi-sol de la zona de Yaracuy. Tesis de Maestría Facultad de Agronomía. UCV, Maracay 74 p.

Martens, D. A., Johanson, D. B. y D.T. Frarwenberger Jr . (1992) Production an persistence of soilenzymes with repeated of organic residues. Soil Sci. 153(1):53-40.

Pang, P.C. y H. Kolenko. (1986) Phosphomonoesterase activity in forest soil. Soil. Biol. Biochem. 18(1):35-40

Pérez Mateos, M. y S. González Carcedo. (1984). Evolución de la actividad enzimática del suelo a tra-vés del tiempo y su distribución en los horizontes del perfil edáfico. Anal. Edafol. Agrobiol. 42(1-2):133-141

Pérez Mateos, M. y S. González Carcedo. (1985). Interacción entre materiales orgánicos añadidos alsuelo y su actividad ureásica Anal. Edafol. Agrobiol. 44(1-2):23-24.

Prasad, R., J. F. Power. 1991. Crop residue management. Adv. Agron. 15:205-250.Praveen-Kumar, R. K. Aggarwal. (1989) A modification of Douglas and Bremner method for colorimet-

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Efecto de la fertilización nitrogenada sobre la recuperación del pasto Urochloa

humidicola al final del período de lluvias.

Effect of nitrogen fertilization on the recovery of the grass Urochloa humidicola at the end of the rainy season

Alfonzo Nidia1 y López Marisol 2

1Instituto Nacional de Investigaciones Agrícola. CIAE-Guárico, Calabozo. e-mail: [email protected] Nacional de Investigaciones Agrícola CENIAP, Maracay. e-mail: [email protected].

Resumen

Con el propósito de evaluar el efecto de la fertili-zación nitrogenada en la recuperación de unapastura degradada de Urochloa humidicola al finaldel período de lluvias e inicio de la estación seca,en un suelo ácido (Typic Ochraquox), ubicado enel Distrito Miranda, estado Guárico, Venezuela, sedesarrolló un experimento con un diseño de blo-ques al azar con arreglo de parcelas subdivididasy 4 repeticiones, evaluando como fuentes de ni-

trógeno la urea, el (NH4)2SO4, y la urea + MgSO4 .y un testigo sin nitrógeno. Las dosis de nutrimen-tos fueron 100, 22 y 50 kg.ha-1 de N, P y K res-pectivamente, y las edades de corte a los 35, 70,105, 140 y 175 días después de la fertilización.Los resultados en materia seca y N recuperadomuestran una respuesta significativa a la fertiliza-ción nitrogenada al inicio del período de sequía.El más alto rendimiento de materia seca se obtu-vo con (NH4)2SO4 (6,8 Mg.ha-1) y un 55 % de re-cuperación de N a los 105 días después de fertili-zar. Con urea y la mezcla de urea y MgSO4 la re-

cuperación de nitrógeno fue de 20 y 13% respecti-vamente, en la primera fecha de corte (35 días).Esto presumiblemente se debe a pérdidas de Npor volatilización y lixiviación, lo cual se reflejaríaen una más baja producción de materia seca (2Mg.ha-1) que en el tratamiento con (NH4)2SO4.

Palabras claves: Suelos ácidos, fertilizantes ni-trogenados, recuperación de pasturas.

Abstract

To evaluate the effect of nitrogen fertilization onthe recovery of a degraded pasture of Urochloa

humidicola at the end of the rainy season and be-gining of the dry period, in a Typic Ochraquox soil,located in the District Miranda (08o 43,61' N and67ª 17,80' W) Guárico state , Venezuela, a ran-dom blocks design experiment, arranged as a splitplot with 4 replicates, was used. The nitrogensources were: Urea, ammonium sulfate, urea +

magnesium sulfate and the control plot withoutnitrogen. The doses of nutrients in kg ha-1 were100, 22 and 50 of N, P and K respectively, and theharvest dates were: 35, 70, 105, 140 and 175 daysafter fertilizing. The results in dry matter and re-covered N showed a significant response to N fer-tilization at the beginning of the dry period. Ammo-nium sulfate caused the highest dry matter yield(6,8 Mg ha-1), with 55 % of N recovered at 105days after fertilizing. The two treatments urea andurea + magnesium sulphate had 13 and 20% of Nrecovered respectively, at the first harvest date,

presumably due to the volatilization and lixiviationof N, and reflected in a lower dry matter production(2 Mg ha-1) than the treatment with ammoniumsulfate.

Key words: Acid soil, nitrogen fertilizers, pasture,N recovery.

Stenberg, M, B. Stenberg, T. Rydberg. 2000. Effects of reduced tillage and liming on microbial activityand soil properties in a weakly-structured soil. Applied Soil Ecology 14: 135–145

Tabatabai, M. A. (1982). Soil Enzymes. In Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and microbiologi-cal properties. A.L. Page (Editor) American Society of Agronomy Madison. pp 903-347.

Torstensson, L. (1980). Role of microorganisms in decomposition. In "Interaction between herbicidesand the soil". R.J. Hance (Editor). Academic Press, London. pp. 159-173.

Alfonso y López, Venesuelos 9(1 y 2):38-47



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INTRODUCCIÓN

Gran parte de los suelos en los Llanos Centrales, dedicados al sistema de producción de ganadería ex-tensiva, presentan limitaciones debido a baja fertilidad natural y reacción ácida (López et al ., 2001), locual, aunado a la escasa superficie de pasturas establecidas y ausencia de prácticas de manejo que

tiendan al mantenimiento de las pasturas nativas o introducidas (Faria et al ., 1981), representan unaimportante limitación para el desarrollo óptimo de la producción agrícola animal. En el Occidente deGuárico, particularmente, cerca de 85% de la producción de forraje se concentra durante el período delluvias. La escasa producción de forraje durante la época seca se refleja en la baja productividad de losrebaños, la disminución en la producción de queso, pérdida de peso de los animales y la gran reducciónde la capacidad de soporte de los pastos. La conservación del excedente forrajero producido durante elperíodo de lluvias en forma de heno o ensilaje como oferta alimenticia para ser usado durante el períodocrítico de sequía, constituyen una solución técnicamente viable, pero esta práctica es poco usada por los productores, debido a la utilización de los restos de cosecha de los cultivos de interés económico(arroz, maíz y sorgo) así como la soca de sorgo y arroz, manejo que ha logrado disminuir las pérdidasde peso acumulado (en la época de mayor oferta forrajera) por el ganado bovino durante el período desequía, constituyendo una alternativa para los productores, cuyo principal sistema de producción es el

ganado de carne bajo la modalidad extensiva. Por otra parte, este sistema de producción mixto: cereal-ganado ha contribuido a incrementar los problemas de degradación de suelos, lo cual amerita la necesi-dad de ofrecer a los agricultores otras alternativas de manejo que minimicen los efectos negativos delmanejo inadecuado del sistema de producción mixto. En el Occidente de Guárico, se promueve el esta-blecimiento de pastos adaptados a las condiciones agro climáticas, a fin de disponer de una mejor y ma-yor oferta forrajera que provea oportunamente las proteínas y fibras que permitan soportar una cargaanimal adecuada durante el período de sequía. La especie Urochloa humidicola -antes denominadaBrachiaria humidicola - es considerada una gramínea de un valor nutritivo de bajo a medio (Skerman yRivero, 1992) por lo que constituye una alternativa para los suelos ácidos de baja fertilidad natural yaltos contenidos de Al intercambiable, principalmente durante el período de sequía en suelos con altacapacidad para retener humedad, constituyendo un potencial forrajero a ser usado en dieta de manteni-miento, lo cual pudiera contribuir a reducir las pérdidas de peso que experimentan los animales someti-

dos a manejo extensivo en las sabanas del occidente de Guárico. Sin embargo, sin un adecuado plande mantenimiento de las pasturas, no se garantiza el éxito y su duración en el tiempo, ya que el manejoinadecuado (sobrepastoreo, ausencia de fertilización de mantenimiento, entre otras) ha contribuido a ladegradación de los pastos establecidos. Diversos trabajos de investigación han demostrado que la prác-tica de fertilización contribuye a la recuperación significativa de la pastura, mientras que los manejosque involucran acciones físicas, mecánicas y la quema, afectarán la recuperación de materiales forraje-ros (Arruda et al ., 1993; Ruda et al ., 1993; Soares Filho et al ., 1992; Tejos, 1998). Un plan de fertiliza-ción para mantener o recuperar pasturas debe considerar el nitrógeno como elemento primordial, ya queeste nutrimento es necesario en el mantenimiento de la productividad de las pasturas, teniendo efectopreventivo contra la degradación de los pastos (Malavolta y Paulino, 1991; Sanzonowicz, 1988). Sin em-bargo, para seleccionar el tipo de fertilizante a utilizar hay que considerar las condiciones físico-químicas del suelo, el cultivo de referencia y las condiciones climáticas, ya que fuentes nitrogenadasque tiendan a acidificar los suelos (caso de urea, sulfato de amonio, nitrato de amonio), que contienen oforman amonio, pueden disminuir el pH a valores muy bajos e incrementar la reacción acida del suelo,dependiendo de la forma como las raíces del cultivo de referencia absorban el nitrógeno (NH4, NO-

3)(Thompsom y Troeh, 1982; Zapata, 2004), por lo que cualquier fuente nitrogenada que se recomiendedebe ser validada en el sistema de producción.El propósito de este trabajo fue evaluar el efecto del nitrógeno proveniente de diferentes fuentes sobrela recuperación del pasto Urochloa humidicola degradado, durante el período comprendido entre finalesdel ciclo de lluvias e inicio de la época seca.




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Estudio realizado por solicitud de productores, quienes frecuentemente acuden a la unidad de laborato-rios del INIA-CIAE-Guárico, Calabozo, en busca de asesoría técnica para recuperar pasturas y estable-cer nuevas especies, solicitando aval para usar fuentes nitrogenadas – como las evaluadas- ofertadas alos productores por algunas casas comerciales, así como las dosis, combinaciones y frecuencia de apli-cación. En aras de emitir recomendaciones confiables, se acordó realizar el experimento con la partici-pación de productor.


El experimento fue conducido desde septiembre del 1999 hasta abril del 2000 (período que correspondea los meses más secos del año en la región Occidental de Guárico) en condiciones de campo en la Uni-dad de Producción “Las tres Marías”, sector Venegas, vía Becerra del municipio Miranda del EstadoGuárico, entre las coordenadas geográficas: 08o 43,61’ Norte y 67 o 17,80’ Oeste. El suelo utilizado fueclasificado como: Typic Ochraquox. Para determinar las dosis de nutrimentos a ser aplicada en la recu-peración de la pastura degradada, se realizó un muestreo de suelo de 0 a 15 cm de profundidad, lasmuestras fueron tomadas al azar, 2 muestras compuestas, constituidas cada una por 10 submuestras,las cuales fueron procesadas en el laboratorio de suelos del INIA-CIAE-Guárico, con fines de fertiliza-ción, utilizando los métodos y procedimientos descritos en el Manual de Métodos del FONAIAP (Gilabertet al ., 1990). El análisis de suelo obtenido antes de aplicar los tratamientos se muestra en la Cuadro 1,reflejándose baja disponibilidad de los nutrimentos P, K, Ca, Mg y S, así como bajos contenidos de ma-teria orgánica (16,5g.kg-1) y reacción del suelo ácida. La textura es media, franco-limosa (FL), siendo el% de arena limo y arcilla de 22, 53,2 y 24,8 respectivamente, lo cual unido a la posición fisiográfica y alrégimen de humedad (ácuico) del suelo, le confieren una mayor capacidad para retener humedad du-rante los primeros meses del período de sequía. Los resultados fueron interpretados y se seleccionó lasdosis de nitrógeno, fósforo y potasio de acuerdo a los instructivos utilizados en dicho laboratorio, ade-más de un tratamiento sin aplicación como testigo. Las dosis de nitrógeno (N) fueron: cero (sin aplica-ción de N) y 100 Kg.ha-1 y las fuentes usadas: Urea, sulfato de amonio y urea + sulfato de magnesiohidratado 27% de MgO y 22% de S, las cuales representaron los tratamientos T1 (Sin N), mientras queT2, T3 y T4, correspondieron a las otras tres fuentes las nitrógeno indicadas, respectivamente. Las do-sis de fósforo y potasio aplicadas fueron en Kg.ha -1 de 22 y 50 respectivamente y se aplicaron todas lasfuentes de nitrógeno, potasio y fósforo. Los fertilizantes fueron mezclados por tratamiento y aplicados alvoleo sobre la pastura degradada e incorporados con un pase de rastra. El diseño experimental fue enbloques al azar y arreglo de parcelas subdivididas, donde las parcelas principales representaron a lasfuentes de nitrógeno y la combinación de fuentes, mientras que las sub parcelas representaron las épo-cas de cortes, siendo en total: 4 tratamientos x 5 cortes x 4 repeticiones = 80 unidades experimentales,con un área efectiva de 15 m2. Los datos fueron sometidos a una prueba de medias y análisis de varian-za, utilizando el paquete estadístico SAS. Para evaluar el rendimiento de materia seca (MS) del pastofueron realizados cortes a los 35, 70, 105, 140 y 175 días después de fertilizar. En cada cosecha se to-maron muestras del pasto por tratamiento, se determinó peso verde (PV) y luego se secaron en estufa a70oC hasta obtener peso seco (PS). El rendimiento de materia seca MS fue calculado al multiplicar PS(kg) por superficie (área, ha) = Rendimiento (kg.ha-1) según Toledo y Schultze-Kraft (1982). Posterior-

mente, las muestras de tejido fueron molidas y procesadas para análisis químico a fin de determinar niveles de N en el tejido. La obtención del nitrógeno total en el tejido se realizó utilizando el método deMicrokjeldal (Capó et al ., 1999). El efecto del nitrógeno en la recuperación de la pastura, se estimó através de la producción de materia seca (MS), altura del pasto (h) y porcentaje de cobertura del suelo,este último utilizando un marco con dimensiones de 0,5m x 0,5 según Toledo y Schuhze (1982); se to-maron tres muestras al azar por parcelas en cada edad de corte evaluada. En cada cosecha se calculóla recuperación de N usando la siguiente ecuación: Recuperación de N = N en la MS - N en la MS(testigo) / dosis de N aplicada.




41

Cuadro 1. Nivel de fertilidad del suelo al inicio del experimento.

Profundidad(cm)

Textura P K Ca Mg S MO(g.kg-1)

pHsuelo-agua 1:2,5

(mg.kg-1)

0-15 FL 2 36 40 30 7 16,5 4,3


Producción de materia seca : La fertilización nitrogenada tuvo un efecto positivo sobre la producciónde MS de Urochloa humidicola, encontrándose valores entre 0,97 y 6,8 Mg.ha-1. La producción de MSaumentó con la dosis de 100 kg.ha -1 de N independientemente de la fuente, sim embargo, este incre-mento fue significativamente mayor con el sulfato de amonio, lo cual puede ser debido al aporte de azu-fre de esta fuente, ya que este elemento se encontraba a niveles de muy baja disponibilidad en el suelo(7 mg.kg-1, Cuadro 1) antes de fertilizar. Scott (1995), ha demostrado que suelos con valores menoresde 10 mg.kg-1 de azufre extraíble con KH2PO4 0,016 M son deficientes en este elemento, coincidiendocon Sánchez y Salinas (1983), quienes señalan niveles críticos de S entre 11 y 14 mg.kg -1 de S disponi-

ble para cuatro gramíneas forrajeras tolerantes a la acidez. Por otra parte, la deficiencia de azufre res-tringe la formación de proteínas por los cultivos donde la parte aérea de la planta es de vital importancia,como el caso de pastos (Pumphrey y Moore, 1965). La alta respuesta de Urocloa humidicola a la fertili-zación nitrogenada ha sido señalada por otros investigadores como López de Rojas et al., 1994 y Cha-cón (1991). Se encontraron variaciones altamente significativas (P< 0,01) para la interacción fuente por edad de corte, la producción de MS por efecto del tiempo, el factor edad de corte afectó en forma cre-ciente la producción de MS, siendo lineal para el testigo. Mientras que al observar el efecto del nitrógenoproveniente de la fuente Sulfato de amonio, la producción de MS obedeció a efectos cuadráticos, conrendimientos máximos a los 105 y 140 días (Cuadro 2, Figura 1), con un R2 de 0,80 para la urea, y lamezcla urea + sulfato de magnesio y de 0,66 con sulfato de amonio.

Cuadro 2. Producción de materia seca (Kg/ha) de la especie Urochloa humidicola por efecto delas diferentes fuentes de nitrógeno y edad de corte (días).

Edad de corte(días)

Urea Sulfato de amonio Urea+Sulfato de Magnesio Testigo

35 2,84 2,31 2,20 0,98

70 5,48 3,01 2,89 1,54

105 6,79 3,70 3,58 2,11

140 6,78 4,39 4,27 2,67

175 5,45 5,09 4,96 3,23

En la Figura 1, se muestra el efecto de las fuentes de N sobre la producción de biomasa, expresada enrendimiento de MS, observándose una respuesta significativa a la aplicación de fertilizante con cualquie-ra de las fuentes evaluadas. Esta alta respuesta del pasto fue evidenciada principalmente a las edadesde cosecha de 105 días (6,9 Mg.ha-1), y a los 140 días (6,9 Mg.ha-1), no encontrándose diferencias esta-dísticamente significativas entre estas edades de corte. Mientras que el menor valor se obtuvo a los 35días (2,8 Mg.ha-1), y la acumulación de MS a los 175 días fue de 5,4 Mg.ha-1.




42

Figura 1. Producción de materia seca en Mg.ha-1 de la especie Urochloa humidicola por efectode diferentes fuentes de Nitrógeno y edad de rebrote

Con urea y la mezcla de sulfato de magnesio hidratado + Urea, la producción de materia seca fue simi-lar, correspondiendo la mayor producción de MS a la última fecha de corte (175 días), siendo de 5,0Mg.ha-1 con urea y de 4,9 Mg.ha-1 la mezcla urea + MgSO4.H2O, la producción de MS fue similar, corres-pondiendo la mayor producción de materia seca a la última fecha de corte (175 dás), siendo de 5, 0mg.ha-1 con urea y de 4,9 mg.kg-1 con la mezcla de sulfato de magnesio hidratado + urea, no encontrán-dose diferencias estadísticamente significativas entre estas dos fuentes a la edad de cosecha señalada.Los rendimientos obtenidos en este período crítico del año (octubre-abril), fueron menores a los alcan-zados por Alcántara et al., (1998) y próximos a los encontrados por Alvin et al., (1990) con esta mismaespecie forrajera, pero aplicando una dosis mayor de nitrógeno (150 Kg.ha -1). Por otra parte, los estu-dios dirigidos a evaluar la efectividad de fertilizantes son coincidentes en señalar la importancia del con-tenido de humedad en el suelo al momento de aplicar las diferentes fuentes de nutrimentos.Hay y Walker (1990) señalan que la precipitación es responsable en un 80% del crecimiento y compor-tamiento del pasto, y que el 95% del peso seco y 99% del área foliar es atribuido a este factor. Bernal(1990) y Humphreys, (1989) mencionaron que el desarrollo foliar es el proceso más sensible al déficithídrico. En este sentido, en la Figura 2 se observa la cantidad de lluvia registrada durante el año 1999(1352, 5mm), lo cual junto al régimen ácuico del suelo, la posición fisiográfica del lote experimental(transición bajío-estero) y el porcentaje de arcilla (24,8 %) contribuyen a mantener la humedad del sue-lo, factor primordial en la eficiencia de utilización de los nutrimentos aportados por los fertilizantes a loscultivos. Estas características del suelo le confieren mayor capacidad para retener y almacenar aguadurante períodos prolongados de sequía, lo cual favorece el crecimiento y desarrollo del pasto.


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

35 70 105 140 175

Edad de r ebrote (días)

P r o d u c c i ó n d e M . S . ( M g / h a )

Urea

Sulfato deamonioUrea+Sulfatode MagnesioTestigo



43

Figura 2. Precipitación registrada durantes los años 1999 y 2000 en el sitio experimental

Altura del pasto y cobertura del suelo: Se observó un efecto altamente significativo (P< 0.01) para las

fuentes de N, edades de cortes y su interacción sobre la altura y el grado de cobertura del suelo por laespecie forrajera Urochloa humidicola. El tratamiento testigo mostró menor altura como consecuenciade la reducción en el crecimiento en ausencia de la fertilización nitrogenada. La mayor altura (P< 0.01)se obtuvo con los tratamientos que incluyeron la fertilización nitrogenada, obedeciendo a efectos cua-dráticos para las edades de corte, (Figura 3).La aplicación de N contribuyó a una mayor producción de biomasa y por ende a una mayor coberturadel suelo, en comparación con el testigo (P< 0.01, Figura 4). Esta respuesta a la fertilización nitrogenadasobre el crecimiento del pasto, fue favorecida por la humedad disponible al cultivo, ya que la mayor pro-ducción de biomasa ocurrió en noviembre y diciembre (año 1999) y en marzo y abril (año 2000), mien-tras que la menor cobertura se presentó en enero y febrero. Al observar la cantidad (1352,5mm/año) yla distribución de la precipitación registrada en 1999 (Figura 2) así como las escasas lluvias (209,7 mm)caídas durante el período siguiente de evaluación del pasto, hacen suponer que la respuesta del pasto ala fertilización durante ese lapso de tiempo crítico, se puede atribuir a la capacidad del suelo para alma-cenar y retener humedad, ya que durante el tiempo de evaluación ((O, N, D, E, F, M y A ), solo se regis-tró precipitación en el mes de marzo de 2000 (30,5mm), lo que significa que la humedad almacenada enel suelo durante el año anterior (1999), las condiciones del régimen ácuico del suelo (significando quepermanece saturado por un tiempo lo suficientemente significativo para que ocurran condiciones de re-ducción), la posición fisiográfica y textura del suelo fueron factores importantes que contribuyeron a ladisponibilidad de humedad necesaria para cubrir los requerimientos del pasto, aún cuando no se regis-traron lluvias en los meses de enero, febrero y abril del año 2000.


0

50

100

150

200

250300

350

E n e r o

F e b r

e r o

M a r z o

A b r i l

M a y o

J u n i o J u

l i o

A g o s t o

S e p t i e m

b r e

O c t u b

r e

N o v i e m

b r e

D

i c i e m b r

e

Meses

P r e c i p i t a c i ó n ( m m )

1999

2000



44

Figura 3. Altura de la especie Urochloa humidicola en diferentes edades de rebrote enfunción de los tratamientos

Figura 4. Porcentaje de cobertura del suelo con la pastura Urochloa humidicola al momento de cadacorte con las diferentes fuentes nitrogenadas evaluadas. Medias seguidas por la misma letra no son sig-nificativamente diferentes entre si (Duncan, p ≤ 0,05)


0

10

20

30

40

50

60

35 70 105 140 175

Edad de reb rote (días)

A l t u r a d e l p a s t o ( c m )

Urea

Sulfato deamonioUrea+Sulfatode MagnesioTestigo

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

3 5 7 0 1 0 5 1 4 0 1 7 5

Epoca de Evaluac ión (Días )

C o b e r t u r a v e g e t a l e n s u e l o ( %

Urea

Sulfato de amonio

Urea+Sulfato deMagnesioTestigo

b

a

b

c

b

aba

c

aa

a

b



45

Recuperación de Nitrógeno: Los datos relativos a porcentajes de recuperación de N, como medida deeficiencia de fertilización nitrogenada se presentan en la Figura 5. Se observa que la eficiencia de recu-peración de N fue condicionada por las fuentes evaluadas y dentro de las fuentes por el momento deevaluación (fecha de corte). Con la fuente sulfato de amonio, la recuperación del N fue mayor que conurea o la mezcla (urea + sulfato de magnesio), siendo alrededor de 55 % el nitrógeno recuperado con lafuente de sulfato de amonio y a la edad de corte de 105 días, edad a la cual correspondió la mayor pro-

ducción de materia seca (Figura 1). Mientras que la menor recuperación de N (10%) con esta fuente fueen la última fecha de corte (175 días). La recuperación de nitrógeno fue igual en los cortes realizados alos 35, 70 y 140 días. Estos resultados, pudieran estar indicando que la fuente sulfato de amonio al pro-veer los nutrimentos N y S simultáneamente ocasionan una interacción positiva en la absorción del nitró-geno, atribuida a la acción sinergística de estos nutrimentos, ya que ha sido suficientemente demostra-do el efecto benéfico que ejercen ambos elementos al ser aplicados en conjunto (Bornemizsa, 1990).

Figura 5. Porcentaje de recuperación de nitrógeno en las diferentes fechas de corte para cada fuentenitrogenada evaluada. Medias seguidas por la misma letra no son significativamente diferentes entre si(Duncan, p ≤ 0,05)

Con relación a la eficiencia del N proveniente de las fuentes urea y la mezcla urea + sulfato de magne-

sio, la recuperación de N estuvo entre 10 y 20 %, siendo de 13 % la recuperación con la mezcla usada,no observándose diferencias significativas con este fertilizante a las edades de corte evaluadas. Mien-tras que con urea, la mayor recuperación de N (20%) correspondió con la primera fecha de corte (35días). La baja recuperación de nitrógeno con la fuente ureica y la mezcla que la contiene, pudiera ser atribuida a pérdidas de N al utilizar estas fuentes, ya que se ha señalado que una vez que la urea esaplicada al suelo, está sujeta a pérdidas de hasta 50% de N por volatilización del amonio (Terman,1979), debido a que las fuentes fueron incorporadas con un pase de rastra, pudiera haberse esperadoreducción en las pérdidas de este nutrimento, de acuerdo a lo señalado por Casanova (1994), quien haindicado que cuando la urea es incorporada en el suelo, las pérdidas de N se reducen drásticamente.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Urea Sulf ato de amonio Urea+Sulf ato deMagnesio

Epoca de Evaluación (Días )

R e c u p e r a c i ó n d e n i t r ó g e n o ( %

35

70

10 5

14 0

17 5ab

aaba

b

b

a

bb

c a a a a a



46

La recuperación de nitrógeno al utilizar urea sola fue ligeramente superior que cuando se utilizó la mez-cla (urea + sulfato de magnesio hidratado) sin embargo, con ambas fuentes, los valores de recuperaciónson muy bajos, (Figura 5). Estos resultados corresponden con los señalados por otros investigadores alevaluar la eficiencia de recuperación de N, señalándose que las principales razones de las deficienciasde N en cultivos como arroz, son debido a las pérdidas de nitrógeno por lixiviado, volatilización, drenajesuperficial y desnitrificación. Fageria et al. (1997), señalan rangos de eficiencia de N en arroz en un in-

ceptisol en la región central de Brasil alrededor de 44% con alta aplicación de N-(210 Kg N.ha-1) y de58% con mínimas dosis de aplicación (30 kg N.ha-1). En general, ha sido suficientemente señalado, labaja eficiencia de recuperación de N en cereales tales como: arroz, trigo, sorgo, maíz, avena, etc., lacual se estima en aproximadamente 33% (Fageria y Barbosa, 2001), significando que la recuperaciónobtenida con la fuente sulfato de amonio puede ser considerada alta, ya que la dosis de N utilizada fuede 100 kg.ha-1.

CONCLUSIONES

La Urocloa humidicola , responde positivamente a la aplicación de nitrógeno independientemente de la

fuente, siendo el sulfato de amonio la fuente que generó mayor rendimiento de Materia Seca y mayor recuperación de N atribuido al aporte de azufre.Las prácticas de fertilización tendentes a recuperar pasturas degradadas en suelos ácidos, debe consi-derar además de los macronutrimentos N, P y K, el Ca, Mg y el S, ya que este último elemento, contri-buye a incrementar la capacidad productiva del suelo, así como a cubrir los requerimientos los requeri-mientos del pasto, permitiéndole expresar su potencial de producción.

RECOMENDACIÓN

Es importante evaluar en condiciones de campo fuentes de fertilizantes, en este caso nitrogenadas, an-tes de emitir algún tipo de recomendaciones a los productores, que acuden consecutivamente a las Uni-dades de Laboratorio u otras instancias del estado en busca de asesoramiento sobre los tipos, forma,época y cantidad de fertilizantes a utilizar, así como el aval de las instituciones para usar fuentes reco-

mendadas por casas comerciales. También es necesario sugerirles a los productores la importancia derealizar análisis de suelo con fines de fertilización y solicitar información general de las condicionesagroclimáticas del sitio para disponer de datos sobre clima y suelo que pudieran garantizar el éxito delas prácticas de fertilización recomendadas.

AGRADECIMIENTO

Al Dr. Luís Ismael Arriojas, por la revisión y sugerencias emitidas al trabajo, así como al productor, Sr.Pedro Camacho, por colaborar, participar y facilitar su unidad de producción para la ejecución de esteexperimento.

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48

Efecto del uso de un vermicompost sobre las propiedades biológicas y químicasde suelos degradados por sales

Effect of a vermicompost on the biological properties of salts degraded soils

José Pastor Mogollón1, Omar Tremont2 y Nectalí Rodriguez2

Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda. Coro, estado Falcón. 1Dpto. de Ambiente yTecnología Agrícola; 2Dpto. de Producción y Desarrollo Agrícola.

Email: [email protected]

RESUMEN

El estado Falcón fue uno de los mayores produc-tores de hortalizas del país, siendo “El Cebollal”la principal zona productora del estado. La degra-dación de los suelos por salinización y sus efec-tos negativos sobre los rendimientos, entre otrosfactores, hicieron que hoy en día prácticamenteen ese sector ya no existan productores hortíco-las. Unos de los efectos negativos de la saliniza-ción es la disminución de la fertilidad biológicadel suelo. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el uso de un vermicompost sobre: la respiración,la actividad ureásica, el pH y la conductividadeléctrica del suelo de “El Cebollal”. El estudio serealizó tomando muestras de tres suelos de lazona. Los resultados indican que los suelos conmayores niveles de salinidad, presentan menoresvalores de respiración edáfica y actividad de laenzima ureasa. También se observó que la apli-cación del vermicompost a los suelos arenosos

(SB y SM) aumentó la actividad enzimática y larespiración edáfica, y redujo el pH y la conductivi-dad eléctrica del suelo. Los suelos tratados conel abono orgánico tuvieron una mayor tasa demineralización del nitrógeno, lo cual se evidencióal observar los mayores valores de NH4

+ inter-cambiable así como la mayor actividad de laureasa.

Palabras claves: vermicompost, recuperación desuelos, actividad ureásica, respiración edáfica,suelos salinos.

ABSTRACT

Falcon was one of the major vegetable producer states in Venezuela, and The Cebollal as its princi-pal location, until soil degradation by salts and thenegative effects on yields, caused abandoningfarms in this area. One possible negative effects of this salinization on soil could be the decreased inbiological fertility. The purpose of this experimentwas to evaluate the addition of vermicompost, asan organic amendment, on basal respiration,urease activity, pH and electrical conductivity inthree different soils of The Cebollal. Results indi-cate that the soils with highest salt concentrationshowed the lowest values of soil respiration andurease activity. The addition of vermicompost tosandy soils increased enzymatic activity and soilrespiration, and decreased pH and electrical con-ductivity. Soils amended with vermicompost proba-bly had the largest nitrogen mineralization as theNH4

+ concentration and urease activity were largest

in these soils.

Key words: Vermicompost; soil rehabilitation,urease activity, basal respiration, saline soils.

INTRODUCCIÓN

Las áreas de suelo afectadas por problemas de sales y sodio están ampliamente distribuidas en el mun-do, pero cobran mayor importancia para el hombre, las ubicadas en las zonas áridas y semiáridas quese han abierto a la agricultura intensiva (Crescimanno et al ., 1995). La elevada evaporación, mayor quelas precipitaciones, características principales del clima árido, hace que las sales se concentren en lossuelos y aguas superficiales. debido a que las pocas precipitaciones no son suficientes para lixiviar lassales solubles a horizontes del suelo más profundos (Richards, 1962).

Mogollón et al., Venesuelos 9(1 y 2):48-56



49

Otro factor que ha contribuido a la salinización ha sido el empleo de fertilizantes sin criterios técnicosadecuados a los tipos de suelos y cultivos, concentrándose las sales tanto en el suelo como en las fuen-tes de agua para riego. Todas estas situaciones son frecuentes en las zonas áridas y semiáridas conactividades agrícolas intensivas. En el caso específico de Venezuela, durante la década del 70, el sector

de “El Cebollal” ubicó al estado Falcón dentro de los tres principales estados productores de hortalizasde pisos bajos a nivel nacional, con rendimientos de 25.000 kg/ha, superiores al rendimiento nacional ycon una superficie de siembra de aproximadamente 1500 ha (Rodríguez, 2001). Sin embargo, a media-dos de los 80, “El Cebollal” es relevante no por sus bondades productivas sino por los problemas desalinización de los suelos y agua de riego, como consecuencia del uso indebido de fertilizantes así co-mo también por la sobreutilización de los acuíferos (Machado et al ., 1990). El producto final fue unadrástica disminución de los rendimientos y abandono de las unidades de producción por el avanzadoestado de degradación de las tierras (FUDECO, 1988).En la actualidad, en “El Cebollal” sólo se mantienen en producción alrededor de 10 fincas, debido aldescenso evidente de los rendimientos de cebolla (< 15 Mg/ha) (Rodríguez, 2001), lo cual se asocia a ladegradación de los suelos y agua por efecto de la salinidad, además de los altos costos de producción,

siendo estos factores considerados como los principales responsables del abandono de los tipos de usode la tierra más importantes de la zona. Esta otrora importante zona agrícola, se encuentra en francodeterioro ambiental, lo que hace necesario la evaluación de sistemas de producción alternativos, de me-nor impacto ambiental y coherentes con las particularidades ecológicas de las zonas secas. En estesentido, la utilización de abonos orgánicos, como el vermicompost es una alternativa que podría ser bastante provechosa y útil para la recuperación de los suelos afectados por sales (Serrato et al ., 2002).El vermicompost resulta de la digestión de materiales orgánicos por efecto de la lombriz roja californiana(Eisenia foetida ), la cual produce excretas o desechos con alto contenido de nutrientes (Chaoui et al .,2003). Este tipo de abono orgánico se caracteriza por mejorar las propiedades físicas del suelo(Edwards, 1995), por aportar hormonas que ayudan al crecimiento vegetal (Tomati et al ., 1987), y des-de el punto de vista biológico, existen algunos trabajos que refieren un aumento de la actividad enzimáti-

ca del suelo (Marschner et al., 2003) y un aumento en la tasa de evolución de CO2 en el suelo (Ajwa yTabatabai, 1994).En sistemas agrícolas degradados por sales, la utilización del vermicompost como una alternativa defertilización orgánica podría ayudar a reducir algunos problemas asociados con el uso de fertilizantesinorgánicos tradicionales, tales como las pérdidas excesivas de nutrientes por lavado, además del es-trés a las plantas inducido por la salinidad del suelo. Además, el vermicompost puede mejorar la porosi-dad del suelo en aquellos de textura gruesa, y por consiguiente suministrar un mejor medio de creci-miento para las raíces (Chaoui et al ., 2003).Actualmente en la zona de estudio se desarrolla una experiencia alternativa de uso de la tierra, como esla siembra de sábila bajo riego para la producción de gel con uso de fertilización orgánica. En este senti-do la finca Santa Bárbara es la primera y única experiencia en este tipo de manejo, con unas 50 hectá-

reas incorporadas, desde hace unos 5 años (Rodríguez, 2001). Sin embargo, no existe para la zona nin-gún dato sobre el efecto de la incorporación de abonos orgánicos sobre las propiedades físicas, quími-cas y biológicas de suelos afectados por sales.Este trabajo de investigación tuvo como objetivo final evaluar el efecto potencial de un vermicompostsobre la actividad biológica y propiedades químicas de tres suelos con diferente grado de afectación por sales ubicados en El Cebollal de Coro. La actividad biológica fue estimada a través de la respiraciónbasal y la actividad ureásica. Las propiedades químicas evaluadas, relacionadas a la salinidad del sue-lo, fueron la conductividad eléctrica y el pH.




50


Ubicación del área de trabajo: El área de estudio es conocida como “El Cebollal” y comprende unasuperficie de 5386 ha. Políticamente se ubica en las Parroquias Santa Ana y San Antonio del MunicipioAutónomo Miranda, en el estado Falcón, al Norte de la ciudad de Coro. Geográficamente se encuentraentre los 11° 19' 10'' y 11° 24' 23'' de Latitud Norte; 69° 43' 36'' y 69° 52' 3'' de Longitud Oeste.

Se seleccionaron tres fincas ubicadas cada una en una serie de suelo diferente, con usos de la tierra ycondiciones de manejo distintas, cuyos aspectos relevantes también se describen a continuación:

Suelo y Tipo de Uso de la Tierra

a) Finca Santa Bárbara :Los suelos de esta finca pertenecen a la serie el Patillal, clasificados como Ustollic haplargids. Presen-tan textura media (Fa - FAa), es decir, pueden ser francos con altos contenidos de la fracción arena, conbajos contenidos de sales (Rodríguez 2001). Los suelos de esta finca fueron utilizados por más de 20años continuos para la explotación bajo riego de cultivos hortícolas, entre ellos la cebolla. Actualmentela finca estudiada produce sábila para gel bajo riego con el uso de productos orgánicos como fuentesfertilizantes.

b) Finca Santa María:Los suelos pertenecen a la serie San Isidro, clasificados taxonómicamente como Typic haplargids. Sonsuelos de textura media (Fa - FAa) y contenidos de sales bajos (Rodríguez 2001). Los suelos de estafinca han sido explotados bajo riego con algunos cultivos hortícolas tales como tomate, pimentón, patilla,cebolla y melón durante tres décadas. Actualmente sólo se explotan algunos cultivos como el melón y lacebolla, además de permitir el pastoreo de restos de cosechas, por ovinos y caprinos.

c) Finca Las Delicias:Los suelos pertenecen a la serie La Pica, clasificados como Typic camborthid, de textura predominante-mente arcillosa y medianos contenidos de sales (Rodríguez 2001). Por mucho tiempo, esta finca fueexplotada con cultivos hortícolas bajo riego, lo que provocó la salinización de los suelos. Actualmentetiene alrededor de ocho años sin ser sembrados, y hoy en día se observa un proceso de revegetaciónnatural.

Tratamiento:

Se hizo un muestreo de suelos en el mes de enero del 2003, a una profundidad de 0-20 cm. Se tomaroncuatro muestras compuestas por finca; las muestras fueron secadas al aire y se pasaron por un tamizde 2 mm.El vermicompost evaluado proviene de la Unidad de Reciclaje de Desechos Orgánicos de la UNEFM,ubicada en la Parcela Experimental José Landaeta (sector Los Perozo). El abono fue secado a tempera-tura ambiente y luego fue pasado por un tamíz de 2 mm. Presentó un valor de pH de 7,5; la conductivi-dad eléctrica fue 5,5 dS/m; y el contenido de carbono orgánico fue de 6,8%.Para evaluar el efecto del vermicompost en la actividad biológica del suelo, se procedió a elaborar unamezcla suelo:abono, aplicando una dosis de 1% p/p (Albiach, et al., 2000). Se pesaron 100 g de cadauno de los suelos previamente tamizados, y se mezclaron con 1 gramo del vermicompost. Esta mezclafue llevada a un 60% de la capacidad de campo y se procedió a establecer un experimento de incuba-ción por 14 días. Se utilizó un diseño de experimentos completamente aleatorizado, con cuatro replica-ciones de cada tratamiento incluyendo los suelos sin el abono (control). La actividad biológica fue eva-

luada a las 24 horas de la incubación, mientras que el pH y la conductividad eléctrica se midieron el pri-mer día y al final de un período de incubación de 14 días.

Caracterización física y química de los suelos estudiados: El pH del suelo fue determinado por el método potenciométrico en una suspensión suelo:agua 1:2. Laconductividad eléctrica por medio del conductímetro, en una relación suelo:agua 1:2. El carbono orgáni-co fue determinado por el método de Walkley-Black (1934). El análisis textural fue realizado por el méto-do de Bouyoucos (Day, 1965). El NH4

+ intercambiable se estimó mediante una extracción previa con KCl1M y una posterior medición en el extracto, mediante el método de azul de indofenol (Keeney y Nelson,1982).




51

Determinación de la Respiración Basal:

La respiración basal del suelo fue evaluada por el método propuesto por Hernández et al. (1997); sepesaron 100 gramos de suelo y se colocaron en un frasco de vidrio herméticamente cerrado a 60% dela capacidad de campo e incubado en la oscuridad a una temperatura aproximada de 28 °C, por 24horas. Se midió el CO2 evolucionado durante el proceso de respiración, mediante la utilización de una

trampa de álcali (NaOH 0,1N). Después del período de incubación, se trasvasó el NaOH 0,1M a unafiola de 50 ml, y se le añadieron 2 ml de BaCl2 0,5 M para precipitar el CO2 absorbido, luego se le aña-dieron 4 gotas de solución indicadora de fenolftaleina y se tituló con HCl 0,1N. La respiración edáfica seexpresa en mg CO2 g -1 suelo seco día-1. De igual manera se procedió a medir el CO2 evolucionado alaplicar el vermicompost a cada uno de los suelos evaluados.

Determinación de la actividad enzimática en el suelo: La actividad ureásica del suelo se determinó de acuerdo al método propuesto por Kandeler y Gerber (1988), el cual se basa en la determinación del amonio liberado a partir de una solución de urea por laactividad ureásica del suelo cuando se incuba éste por dos horas a 37 °C. Se determina por espectro-fotometría visible, a una longitud de onda de 690 nm. La actividad de la enzima se expresa en µg NH4 g-

1 h-1.

Análisis estadísticos Se hicieron análisis de la varianza y pruebas de comparación de medias Tukey para evaluar los diferen-tes tratamientos, se usó el paquete estadístico STATISTICA versión 6.


Características físicas y químicas de los suelos estudiados

No se registraron diferencias significativas en los valores de pH entre los distintos suelos estudiados(cuadro 1), caso contrario los valores de conductividad eléctrica si registraron diferencias significativas,siendo los suelos de la Finca Las Delicias (LD) los que registraron mayores valores, diferenciándosesignificativamente (P <0,05) de los suelos muestreados en la Finca Santa Barbara (SB) (cuadro 1). Lossuelos de la Finca Santa María (SM) no se diferenciaron significativamente del resto de las fincas.

Los suelos de LD presentan altos contenidos de arcilla (cuadro 1) lo que podría estar influyendo en losmayores valores registrados de CE, ya que existen indicios de una mayor acumulación de sodio inter-cambiable en la capa superficial de los suelos pertenecientes al subgrupo Typic Camborthid (Soil Sur-vey Staff, 1987). Por otra parte los suelos arcillosos son más susceptibles al proceso de degradaciónpor sales, sobre todo si las arcillas predominantes son de tipo montmorillonita (Richards, 1962) como enel caso de los suelos de nuestra área de estudio (Machado et al. 1990).

Los niveles de carbono orgánico (CO) fueron más altos en SB, en comparación a SM y LD ( P <0,05) locual puede ser producto del manejo agronómico que se lleva a cabo en esta unidad de producción, don-de se aplica constantemente con el riego, el fertilizante orgánico líquido denominado comercialmenteHumus 15, a razón de 1 litro por cada 200 litros de agua desde hace cuatro años. La incorporación deenmiendas orgánicas al suelo generalmente aumenta la materia orgánica del mismo (Marschner et al.,2003). Los suelos de SM y LD tienen niveles bajos de CO, y esto podría estar relacionado al manejoagronómico de las parcelas muestreadas. Por un lado, tenemos que los suelos de SM han estado bajouna intensa explotación agrícola por más de 30 años, y últimamente se está permitiendo el pastoreo derestos de cosechas por ovinos y caprinos. En el caso de LD, por mucho tiempo esta finca fue explotadacon cultivos hortícolas bajo riego, provocando un proceso intensivo de salinización debido principalmen-te al uso de agua de riegos con alto tenor salino, entre otros factores (Rodríguez 2001). Para el mo-mento del muestreo de suelos, la finca LD tenía alrededor de ocho años sin ser sembrados, observán-dose una vegetación natural de tipo espinar.




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Cuadro 1. Propiedades físicas y químicas de los diferentes suelos estudiados. Los valores son el pro-medio de 4 repeticiones (desviación estándar entre paréntesis).

Suelos

Las Delicias Santa María Santa Bárbara

Arena 26,3 (0,96) 65,8 (1,50) 75,5 (0,58) Limo 39,4 (0,45) 16,9 (0,91) 15,2 (0,75)

Arcilla 34,3 (0,96) 17,3 (2,21) 9,3 (0,96)

Taxonomía de suelo Typic Camborthid Typic Haplargids Ustollic Haplargids

pH (1:2) 8,38 (0,09) 8,55 (0,05) 8,83 (0,22)

CE (dS m-1) (1:2) 7,82 (1,51) 1,67 (0,47) 0,52 (0,15)

C.O. (%) 0,24 (0,05) 0,37 (0,06) 1,01 (0,11)

NH4 (µg g-1) 24,99 (5,29) 24,40 (2,28) 38,89 (2,23)

Parámetros

En el Cuadro 1 también se indican los niveles de amonio (NH4+) intercambiable. Se observa que los ma-

yores valores se registraron en los suelos de SB; estas mayores concentraciones de N inorgánico puedeser un efecto de la aplicación de vermicompost líquido en el agua de riego. Al respecto Decaens et al .(1999) y Chaoui et al . (2003) señalan que los abonos líquidos provenientes del vermicompostaje se ca-racterizan por presentar altos niveles de amonio, entre otros nutrientes. Los menores valores de NH4

+ intercambiable de los suelos de LD y SM pueden estar relacionados a los mayores contenidos de salesen estos suelos, lo cual limita la tasa de mineralización del N orgánico del suelo, tal como lo indicanMcClung y Frankenberger (1987). La mayor cantidad de NH4

+ intercambiable encontrado en los suelosde SB indudablemente que se derivan de los mayores niveles de materia orgánica encontrados en estesuelo, y probablemente por una mayor tasa de mineralización del nitrógeno. Lo anterior queda bien evi-denciado al observar el análisis de correlación entre las dos variables, siendo la ecuación que explicaeste modelo, la siguiente:

NH4 = 18,6 + 19,9*Corg; r = 0,93; P <0,05; n = 24

Cambios en el pH y la conductividad eléctrica en el experimento de incubación

En el cuadro 2 se presentan los valores del pH y CE antes y después de la incubación por 14 días delos suelos mezclados con 1% p/p de vermicompost. En forma general se observaron cambios significati-vos tanto en el pH como en la CE para cada uno de los suelos, a excepción de la CE en los suelos deSB, en el cual no se registraron diferencias significativas en la CE entre el inicio y final de la incubación.En todos los suelos el pH al final de la incubación fue menor cerca de una unidad en comparación alvalor que registraron las muestras al inicio del período de incubación. Esta disminución del pH puedeser causada por la generación de ácidos orgánicos producto de la mineralización de los sustratos orgá-nicos o por el proceso de nitrificación que toma lugar durante la mineralización de la materia orgánicaincorporada (Lai et al., 1999). Este efecto influye en la actividad biológica del suelo de manera positiva,aumentando la capacidad metabólica del suelo, y al mismo tiempo, la actividad enzimática lo cual sepuede traducir en una mayor tasa de mineralización de nutrientes. La conductividad eléctrica del sueloregistró la misma tendencia que el pH, observándose una disminución significativa (P <0,05) en los tressuelos estudiados. En SB se observó una disminución del 35%, mientras que en SM fue del 50% y enLD del 47% (cuadro 2). Esta reducción de la CE podría estar asociada a una posible reducción en elcontenido de iones y sales en solución de suelo, lo cual puede ser producto de la incorporación por par-te de la biomasa microbiana del suelo, y además al efecto de la adsorción iónica en la materia orgánicadel suelo, tal como lo señalan Lai et al. (1999), reduciendo de esta manera el carácter tóxico de las sa-les en el suelo. Sin embargo, es necesario realizar algunas pruebas adicionales para corroborar estossupuestos.




53

Cuadro 2. Valores medios (desviación estándar) del pH y la conductividad eléctrica antes y después dela incubación de la mezcla suelo:vermicompost

Suelos

pH antes de la incorpo-ración de 1% vermi-

compost

pH después de la incor-poración de 1% ver-

micompost

CE (dS/m) antes de la incorpo-ración de 1% vermi-

compost

CE (dS/m) después de la in-

corporación de 1%

vermicompost

SB 8,8 (0,22) a 8,0 (0,35) b 0,52 (0,15) a 0,34 (0,04) b

SM 8,6 (0,06) a 7,3 (0,17) b 1,67 (0,47) a 0,83 (0,19) b

LD 8,4 (0,09) a 7,0 (0,08) b 7,82 (1,52) a 4,18 (0,85) b

Respiración edáfica

El suelo de la finca SB presentó un incremento en la respiración edáfica equivalente a un 103% cuandose cuando se incorporó el vermicompost (figura 1). En los suelos de la finca SM también hubo un incre-

mento de aproximadamente un 175% en la respiración del suelo. Sin embargo, el mayor incremento dela respiración edáfica se observo en la finca LD, donde la actividad biológica aumentó de 2,8 a 10,9 mgCO2 g-1 suelo día-1, lo cual representa alrededor de un 293% de aumento. A pesar de ser en LD dondeexiste una menor actividad biológica, la respuesta de los microorganismos en términos de variación por-centual, a la incorporación de materia orgánica, fue mayor en comparación a los suelos de las otras dosfincas estudiadas. Los valores bajos de emisión de CO2 registrados en el suelo LD pueden estar relacio-nados al mayor valor de salinidad observada, que de alguna manera influyen en la inhibición de la activi-dad biológica del suelo, tal como lo señalan Qadir et al . (2003). Así mismo, a los más bajos niveles decarbono orgánico encontrados en este suelo (cuadro 1).

Figura 1. Efecto de la incorporación de vermicompost sobre la respiración basal (mg CO2.g-1 día-1) de

los suelos estudiados. Letras distintas entre las columnas indican diferencias significativas (P <0,05). SB:Santa Bárbara; SM: Santa María; LD: Las Delicias.

R e s p i r a c i ó n B a s a l ( m g C O 2 . g

- 1 d í a - 1 )

R e s p i r a c i ó n B a s a l ( m g C O 2 . g

- 1 d í a - 1 )




54

Figura 2. Relación entre la respiración basal y la conductividad eléctrica (C.E.) en los suelos estudiados;ld: Las Delicias Control; ld+v: Las Delicias + vermicompost; sm: Santa María Control; sm+v: Santa María+ vermicompost; sb: Santa Bárbara Control; sb+v: Santa Bárbara + vermicompost

La figura 2 muestra la relación que existe entre la respiración basal y la CE del suelo. Existe una rela-ción inversa de primer orden entre estas dos variables, los mayores valores de respiración estuvieronasociados a los menores valores de CE. La respiración basal es una variable asociada con la activi-dad biológica integral del suelo, lo que permite aseverar que la incorporación de vermicompost al sue-lo, además de incrementar la actividad biológica de éste, ayuda a disminuir los niveles de CE (cuadro2; figura 2), mejorando al mismo tiempo la actividad metabólica de los microorganismos. Al respectoQadir et al. (2003) señalan que la producción de CO2 en el suelo es un mecanismo importante en la

remoción de Na+ de suelos salino-sódicos, ya que el CO2 en solución produce iones H+ y HCO3-, y enuna reacción posterior, el ión H+ reacciona con la calcita nativa del suelo liberando el Ca+2 que se in-tercambia con el ión Na+, favoreciendo el posterior lavado de este último por precipitación o riego.

Actividad Ureásica

En los suelos control (sin vermicompost) la actividad ureásica fue mayor en SB (9,34±2,28 µg NH4+ g-

1 h-1), diferenciándose significativamente (P <0,05) de los suelos de LD y SM, los cuales registraron losmenores valores (4,19±1,81 y 5,49±1,93 µg NH4

+ g-1 h-1, respectivamente) y sin diferencias significati-vas entre ellos (figura 3). Todos los suelos mezclados con el vermicompost aumentaron significativa-mente la actividad ureásica, aunque no se registraron diferencias significativas entre los suelos (LD +1%vermicompost: 15,34±3,73; SM+1%vermicompost: 15,58±5,62; y SB + 1%vermicompost:15,81±2,87 µg NH4 g-1 h-1) (figura 3). El aumento de actividad ureásica con la aplicación del compost,

fue de 266%, equivalente a 3,6 veces en LD; 184%, equivalente a 2,8 veces, en SM; y 69%, equiva-lente a 1,6 veces, en SB. El incremento de la actividad ureásica fue más marcado en los suelos conmenores niveles de carbono orgánico (LD y SM), lo cual pone en evidencia el efecto positivo de la in-corporación de residuos orgánicos sobre la actividad biológica de suelo, particularmente en los suelosde zonas áridas con problemas de acumulación de sales y bajos niveles de materia orgánica.La cantidad de N liberado a partir de la descomposición del vermicompost incorporado al suelo es ma-yor en el suelo SB, lo cual se refleja en los mayores niveles de NH4

+ encontrados en este suelo(cuadro 1), y que puede ser producto de un efecto combinado de la mayor actividad ureásica, los ma-yores valores de carbono orgánico y los menores valores de CE, ya que todos estos factores favore-cen el proceso de mineralización del N orgánico del suelo.




55

Figura 3. Efecto de la incorporación de vermicompost sobre la actividad ureásica de los suelos. Letras

distintas entre las columnas indican diferencias significativas (P <0,05)

Suelos Evaluados

SB SM LD

A c t i v i d a d U r e á s i c a ( µ g N H

4 g - 1 h

- 1 )

0

5

10

15

20

25

Suelo ControlSuelo + Abono

Al igual que Reynolds et al. (1985), nuestros resultados indican una correlación positiva entre la activi-dad de ureasa con los niveles de carbono orgánico (Ureasa = 3,11 + 5,99 * Corg; r = 0,75; P <0,05;n=12); pero no ocurrió así con el contenido de arcilla. Nuestros resultados indican una correlación ne-gativa entre la actividad ureásica y el contenido de arcilla (Ureasa = 10,00 – 0,18 * %arcilla; r = -0,68;n=12), esto se debe fundamentalmente a los mayores valores de salinidad reportados en los suelos deLD y su asociación con las arcillas, lo cual inhibe la actividad ureásica del suelo (Cookson y Lepiece,1996). También se observó una correlación positiva con el contenido de arena (Ureasa = 1,55 + 0,09 *%arena; r = 0,65; P <0,05; n=12), lo cual igualmente difiere de los resultados de Reynolds et al. (1985),pero debemos considerar que los suelos más arenosos reportados en este trabajo fueron los que pre-sentaron mayores niveles de materia orgánica en el suelo. Cookson y Lepiece (1996) indican que la

actividad ureasa en regiones áridas está asociada con altos niveles de materia orgánica en el suelo.

CONCLUSIONES

La respiración de los suelos estudiados tuvo una respuesta positiva cuando se aplico el vermicompost.Se observaron diferencias significativas entre los tres suelos, presentando una mayor actividad bioló-gica el suelo de la finca Santa Bárbara, seguido del suelo de la finca Santa María, y por último el suelode Las Delicias.

La aplicación de vermicompost al suelo no logró inducir diferencias significativas en la actividad de laureasa en los suelos evaluados. Sin embargo, esta enzima resultó ser un indicador importante al dis-criminar el efecto inicial en el contenido de sales de cada uno de los suelos, ya que se midió una ma-yor actividad de la enzima cuando los suelos tuvieron menores valores de pH y de conductividad eléc-trica.

Además de mejorar la actividad biológica, la incorporación del vermicompost también mejoró otra pro-piedad de los suelos, al influir en la disminución de la salinidad del mismo. Disminuyeron tanto los va-lores de pH, y de la conductividad eléctrica. Estos resultados son alentadores, ya que podrían conlle-var a la solución de un problema de grandes magnitudes en la zona, como es la degradación de lossuelos por efectos de la acumulación de sales.




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Abstract: Iguales normas que para el resumen, debiendo ser la traducción del mismo.

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La lista de citas deberá ordenarse alfabéticamente, incluyendo sólo los trabajos citados en el texto.

venesuelos volumen 9

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