MATERIA ORGNICA DEL SUELO y RESIDUOS VEGETALES Dra

MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO y RESIDUOS VEGETALES Dra. (MSc) Ing. Agr. SUSANA HANG

MOS, Residuos vegetales y su relación con los sistemas de labranza

Composición química de la parte aérea de diferentes rastrojos %C %N C/N %FDA Gramilla (Cynodon) 42, 7 1, 16 36, 8 75, 6 39, 1 Lotus corniculatus 42, 7 2, 44 17, 5 43, 2 28, 4 Maíz-caña 40, 5 0, 68 59, 6 60, 4 30, 4 Maíz-hoja 41, 6 1, 85 22, 5 67, 2 31, 7 Sorgo-caña 39, 7 0, 29 137, 0 69, 9 40, 5 Sorgo-hoja 40, 3 0, 93 43, 3 69, 6 35, 9 T. blanco 41, 3 3, 04 13, 6 31, 5 23, 0

Celulólisis de residuos de maíz % Celulosa remanente 100 75 50 25 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Semana de descomposición Hojas S. Hang Tallos Alexandre, 1980

Componente C Celulosa Procesos microbianos àcelulasas Celulolisis: (hidrólisis por enzimas microbianas Aerobiosis: bacterias, hongos, actinomycetes Celulosaàazúcares Anaerobiosis: Clostridium celulosaà CH 4 +CO 2 N Lignina Ligninolisis: hongos(principalmente) Ligninaàcompuestos fenólico s Proteínas Proteólisis (proteasas) àaminoácidos Proteínas Aminoácidos Amonificación(bacterias, hongos, actinomycetes) AminoácidosàNH 3 S. Hang Amoníaco Nitrificación: nitrosación + nitratación (bacteria s autótrofas) + NH 4 + 1. 5 O 2 à NO 2 + H 2 O nitrosomonas NO 2 - + 0. 5 O 2 à NO 3 - nitrobacter Nitratos Desnitrificación(anaerobios facultativos) NO 3 - à NO 2 -à NOà N 2

Tasa de mineralización de distintos componentes orgánicos S. Hang Compuesto Velocidad de Mineralización Azúcares Ácidos Orgánicos Proteínas Mineralización microbiana muy rápido 70 -80% del C orgánico pasa a CO 2 en 6 -12 meses. Hemicelulosa Celulosa Mineralización microbiana intermedia Ligninas Compuestos fenólicos Grasas y Ceras Melanina Mineralización microbiana intermedia

El Índice C/N para evaluar los cambios de C y N en material vegetal incorporado al suelo C/N inicial del residuo C/N del suelo en equilibrio (sale de dividir el C y el N que componen la MOS

Principales componentes de la pared celular Estructura de la celulosa S. Hang

Principales componentes de la pared celular Estructura de la lignina

Precursores y Núcleos de las sustancias húmicas

Estructura hipotética de un Acido Húmico

Análisis integral de los cambios del C entre el suelo y la atmosfera

Comparación entre la composición de la MOS y de los RV %Peso Organismos Leguminosas herbáceas Raíces Hojas Ceras, Grasas, Resinas 10 -12 Proteínas Celulosa Hemicelulosa, carbohidratos Lignina y derivados C/N 10 -15 12 -20 20 -25 15 25 -30 10 -12 10 -15 5 12 -16 Gramíneas Perennes Raíces 5 -12 5 -10 25 -30 15 -20 Árboles caducifolios Hojas Maderas 3 -5 - 4 -10 0. 5 -1 15 -25 40 -50 10 -20 20 -30 10 20 -25 40 -50 - Coníferas Hojas Maderas 20 -25 - 5 -7 0. 1 -1 20 45 -50 15 -25 15 25 -30 60 -70 - Bacterias - 40 -70 - Mucosidad - 8 -12 Musgos - 5 -10 15 -25 30 -60 no - Algas - 10 -15 5 -10 50 -60 - - MOS 0. 8 -7. 7 30 -35 3 -5 5 -12 30 -50 8 -15

CO 2 Elementos, iones Residuos vegetales POM También: Biomasa Microbiana Carbono soluble No-POM Ácidos Húmicos Ácidos Fúlvicos Residuos no-extractables Otras sustancias

Distribución de los componentes humificados-no humificados de la MOS 80 -90% 10 -20 % Materia Orgánica No humificada Materia orgánica humificada Pool Pasivo Pool Intermedio Pool Activo

Repartición de la materia orgánica del suelo en 4 fracciones granulométricas de suelo

Mineralización del Carbono Se midió tanto para suelo completo como para ambas fracciones. En todos los casos 3 blancos INCUBACIÓN 28º ± 1º C – 20% humedad CO 2 Se midió y oxigenó a los 3, 7, 16, 22 y 28 días Titulación con HCl 1 M y fenolftaleína 5 m. L Na. OH 1 M 5 g de suelo

Variación de la actividad microbiana con el contenido de MOS, tipo de sistema de labranza y profundidad Hang et al. , 2003

Humus Componente relativamente estable del suel Humificación directa compuestos orgánicos sencillos a SH Humificación lenta, de biomasa microbiana a SH Factores internos Composición del material Factores externos Tipo, cantidad y actividad de microorganismos Textura p. H Humedad relativa Régimen de temperatura Régimen de humedad Alternancia desecación /humectación Manejo del suelo Humus joven Tasa de mineralización 2 a 5 % 0. 7 -3 % 25 -35 años Humus más evolucionado (cientos a miles de años) Algunos factores determinantes S. Hang Edad del suelo Ubicación del horizonte en el perfil Condiciones del medio etc.

Incorporación de 14 C en distintos componentes de la MOS y su participación relativa Hang, Kuzyakov, 2006

La textura y la MOS

Distribución de fracciones granulométricas de arenas

Distribución de fracciones

Cantidad de MOS = Biomasa total recibida - Biomasa mineralizada (rápida + lenta) Contenido de MO oxidable característicos para horizontes de superficie de algunos ecosis Suelos de pradera 5 -8% Suelos de secano semiárido 1 -2% Suelos de regadío 2 -4% Suelos de zona templada húmeda 6 -8% Residuos Vegetales 60 -80 %