Venesuelos 2(1):19-25.
Palabras Clave: suelo, materia orgánica, estabilidad de agregados, humedad.
A rate of organic residue equivalent to 10 Mg.ha-1,
coming from the following plants: Sorghum bicolor, Canavalia
ensiformes, Crotalaria juncea and Phaseolus mungo,
alone and in a mixture 1:1 sorghum to each legume. The effects
of the organic matter incorporation on soil physical properties
were determined by: water stable aggregates and moisture retention.
Physical parameters showed tendency towards positive effects,
although of temporal character.
Index words: soil, organic matter, aggregate stability, soil moisture
Usar residuos orgánicos (RO), es una alternativa ante la degradación violenta de los suelos asociada a bajos tenores de materia orgánica (MO) en los mismos, planteándose la necesidad de evaluar el efecto de aplicaciones de RO sobre propiedades del suelo, tales como la estructura y la retención de humedad.
Las sustancias orgánicas actuan como agentes cementantes de los macro y micro agregados, al incrementar la cohesión entre partículas, ser agentes enlazantes, y floculan las arcillas como consecuencia de la presencia de grupos funcionales (como los carboxílicos) y de la formación de puentes con cationes polivalentes (Oades, 1984; Clement, 1975 y Eagle, 1975).
Hamblin y Davies (1977) y Hamblin y Greeland (1977), indicaron que solo algunas fracciones de la MO, como los ácidos poliurónicos, son responsables de la estabilidad de los agregados del suelo. Fortun et al. (1989) y Fortun et al. (1989), lo atribuyen a la presencia de fracciones fúlvicas, mientras que Haynes y Swift (1990), señalan que dicha estabilidad correlaciona mejor con el contenido de carbohidratos extraídos en agua caliente que con el carbono orgánico o el de carbohidratos hidrolizables.
La adición de residuos frescos tambien ha sido señalada. Al respecto, Christensen (1986),logró incrementar el número de agregados de diámetro entre 1-20 mm, en un suelo franco arenoso, al añadir directamente los residuos de paja.
El efecto sobre la retención de humedad depende de: 1) el efecto positivo sobre la estructura mejorando el transporte y almacenamiento de agua y 2) la MO incrementa la retención de agua del perfil de suelo, por su caracter altamente hidrofílico (Stevenson, 1982), mejorando la infiltración de agua, disminuyéndose las pérdidas por escorrentía y por evaporación directa (Igue, 1984). Por otra parte, la MO al reducir escorrentía, y favorecer la agregación lleva a menores riesgos de erosión, tanto hídrica como eólica. (Kiehl, 1985).
La investigación se realizó en el invernadero del Instituto de Edafología, Facultad deAgronomía, Universidad Central de Venezuela, en Maracay.
Los suelos usados presentan problemas químicos o físicos, asociados a bajos niveles de MO; y corresponden a áreas de importancia agrícola en el país. Estos suelos se denominarán en adelante: Yaritagua, ubicado en la Estación Experimental Yaracuy del FONAIAP (estado Yaracuy), Valle de la Pascua, situado en la zona de Valle de la Pascua, (estado Guárico) y Turén, ubicado en la Colonia Agrícola Turén (estado Portuguesa) estos últimos pertenecientes a productores. El Cuadro 1, muestra las características de dichos suelos. Estos fueron secados, pasados por tamiz de 4 mm, y colocados en recipientes plásticos de las siguientes dimensiones: 35 cm de diámetro y 14.5 cm de profundidad, conteniendo 15 kilos de suelo cada uno.
Los residuos utilizados, se seleccionaron según su adaptabilidad y resistencia: sorgo (Sorghum bicolor), canavalia (Canavalia ensiformes), crotalaria (Crotalaria juncea) y frijol (Phaseolus mungo); se incorporó material de cuarenta y cinco días de edad, dividido en trozos de aproximadamente 4 cm e incorporado homogéneamente al suelo; su caracterización se ilustra en el Cuadro 2.
Cuadro 1. Características de los suelos utilizados.
| Características | |||
| pH | |||
| Conductividad mScm-1 | |||
| Materia orgánica gKg-1 | |||
| Fósforo mgKg-1 | |||
| Potasio mgKg-1 | |||
| Carbono orgánico gKg-1 | |||
| Nitrógeno gKg-1 | |||
| Arena % | |||
| Limo % | |||
| Arcilla % | |||
| Clasif. Textural | |||
| Clasif. Taxonómica |
@Z_TBL_END =
Cuadro 2. Caracteristicas de los residuos utilizados
Los tratamientos usados fueron:
T1 = Testigo
T2 = 10 Mg de sorgo/ha
T3 = 10 Mg de canavalia/ha
T4 = 10 Mg de crotalaria/ha
T5 = 10 Mg de frijol/ha
T6 = 5 Mg DE SORGO/ha + 5 Mg de canavalia/ha
T7 = 5 Mg DE SORGO/ha + 5 Mg de crotalaria/ha
T8 = 5 Mg DE SORGO/ha + 5 Mg de frijol/ha
Cada tratamiento tuvo tres repeticiones en disposición totalmente aleatorizada, se llevó el suelo a capacidad de campo y se incubó por 28 días, al fin de los cuales se sembró el primer ciclo de maíz, HIBRIDO PB-8, durante 5 semanas, se cosechó y se dejó el suelo en reposo durante 1 mes, luego se plantó un segundo ciclo de maíz. No se realizó fertilización química. A la cosecha se evaluó estabilidad de agregados, diámetro medio ponderado y retención de humedad a 0, 33 y 300 KPa; se usó la metodología indicada por PLA (1983). El procesamiento estadístico se realizó con el paquete SAS (1989).
Porcentaje de agregados estables al agua: La Figura 1 muestra el comportamiento del suelo Yaritagua, el cual fue idéntico para Valle de la Pascua. No hubo efecto del residuo sobre la estabilidad de los agregados de mayor diámetro y de diámetro intermedio, salvo el uso de residuos de frijol, el cual provocó un incremento, no significativo, de 4 % en relación al testigo, en el caso de los primeros. Para los agregados menores (0.1mm - 0.4mm), la mayoría de los tratamientos incrementaron la estabilidad. En el suelo Turén, algunos tratamientos (sorgo, sorgo+canavalia, y sorgo+crotalaria) incrementaron, de manera no significativa, la estabilidad de los agregados de mayor tamaño. Los resultados no son concordantes, en su mayoría, con los citados en la literatura (Harris et al, 1966; Edwars y Bremner, 1967; Oades, 1984). Sin embargo, los mismos pudieran explicarse gracias a dos factores principales: momento de muestreo no adecuado para detectar efectos considerados como transitorios (Chaney y Swift, 1986), o uso de una metodología que no detecta las pequeñas diferencias que se estarían generando por efecto de tratamientos. (Florentino, 1992). (Comunicación personal).
Se hace necesario diseñar experimentos que incluyan muestreos sistemáticos, en el tiempo, y varios ciclos de incorporación de residuos, por cuanto los mayores cambios podrían estar sucediendo en los primeros días. A esto se une la necesidad de usar metodologías mas precisas que lleven a una identificación mas exacta del efecto de tratamiento.
Diámetro medio ponderado de agregados estables al agua (DMP): Para los suelos Yaritagua y Valle de la Pascua (ilustrado en la Figura 3 para el suelo Yaritagua), los tratamientos, a excepción de la adición de residuos de frijol, no lograron incrementar el DMP. Ahora bien, para el primero la degradación física es bastante avanzada, y ésto hace pensar en la aplicación de residuos en grandes cantidades y por largos períodos, a fin de obtener el efecto benéfico de esta práctica. En tanto que el suelo Valle de la Pascua es un suelo arenoso en cuyo caso el efecto que se logra es básicamente sobre los microagregados y es de carácter temporal. Al respecto N'Dayegamiye y Angers (1993) indican que los residuos propician una formación rápida de macroagregados de vida media corta.
En el suelo Turén (Figura 4), se produjeron incrementos, no siginificativos, del DMP, para cuatro de los siete tratamientos (sorgo, frijol, sorgo+canavalia y sorgo+crotalaria). El uso de sorgo, solo o mezclado, estuvo asociado a los incrementos, ésto parece indicar mayor efectividad de materiales ricos en carbono, que inducirían niveles importantes de polisacáridos, ácidos poliurónicos, proteínas o lignina residual, productos de la degradación microbiana del residuo, los cuales son altamente cementantes de las partículas inorgánicas; y por la otra, a la presencia de productos directos de esa actividad microbiana, tales como los micelios de hongos (Kiehl, 1985; Fortun y Fortun, 1989).
Figura 2. Efecto de la incorporación de residuos sobre el porcentaje de agregados estables al agua (suelo Turén).
Figura 3. Efecto de la incorporación de residuos sobre el diámetro medio ponderado (DMP) de agregados estables al agua (suelo Yaritagua)
Figura 4. Efecto de la incorporación de residuos sobre el diámetro medio ponderado (DMP) de agregados estables al agua (suelo Turén).
Retención de humedad: Se midió la retención de humedad a 0, 33 y 300 KPa para cada suelo. La Figura 5 ilustra el caso del suelo Yaritagua. En éste la incorporación de los residuos no ocasionó grandes variaciones en el contenido de agua gravimétrica del suelo, en condiciones de saturación, sólo la incorporación de sorgo y canavalia produjeron un escaso incremento, no significativo,: 1.78 y 0.66 % respectivamente en comparación al testigo; ahora bien, a mayor tensión, 33 KPa, se produjeron incrementos, no significativos, en la retención de humedad para todos los tratamientos, variaciones poco perceptibles en algunos casos (uso de residuos de sorgo) pero en otros podrían resultar agronómicamente importantes (mezcla sorgo+canavalia, mezcla sorgo+frijol y el frijol) donde los incrementos fueron de 3.92; 2.11 y 1.98 % respectivamente, en relación al testigo.
A 300 KPa, todos los tratamientos aumentaron, en forma no significativa, el contenido de humedad del suelo, incrementos que no alcanzaron ni a una unidad en valor absoluto, siendo valedera la consideración de su importancia agronómica, para el mantenimiento de una cierta reserva de agua a tensiones relativamente altas. El comportamiento del suelo Valle de la Pascua, a 0 KPa, fue similar al suelo Yaritagua, Figura 6. Los incrementos observados, en relación al testigo, oscilan desde 1.14 % (uso de frijol), hasta 3.11 % (uso de la mezcla sorgo+canavalia). Estos resultados, aún cuando no significativos estadísticamente, son importantes en función de las características de este suelo arenoso y con una baja capacidad para retener y almacenar agua.
La retención de humedad a 33 KPa, siguió un patrón similar ya que todos los tratamientos incrementaron, no significativamente, el agua gravimétrica retenida, los valores estuvieron entre 0.59 % (uso de canavalia) y 1.66 % (uso de mezcla sorgo +frijol). A 300 KPa, el residuo mas eficiente fue la mezcla sorgo+frijol con un incremento de 0.32 % mas que el testigo En el suelo Turén, en condiciones de saturación, el comportamiento fue errático, Figura 7: algunos tratamientos incrementaron la retención de humedad (sorgo, canavalia, crotalaria y mezcla sorgo+crotalaria) y otros provocaron descensos (frijol y mezclas sorgo+canavalia y sorgo+frijol).
A 33 KPa el comportamiento se hizo similar al obtenido para los otros dos suelos (Figura 7). Todos los tratamientos incrementaron la retención de agua, en relación al testigo, incrementos que oscilaron entre 0.98 % (uso de mezcla sorgo/frijol) y 4.00 % (uso de sorgo).
Ahora bien, a 300 KPa, el comportamiento fue similar al observado a 33 KPa (Figura 7), es decir, hubo incrementos, no significativos, para todos los tratamientos, solo varió el que la mayor eficiencia se logró al usar residuos de frijol. Los resultados concuerdan con los obtenidos por otros investigadores, aún cuando, no se logró detectar diferencias estadísticas entre los tratamientos. Al respecto, Fairbour y Gardner (1972), señalan que la incorporación de material vegetal fresco al suelo, incrementa el contenido de agua en el perfil, actuando como un "mulch" vertical; resultados similares son indicados por Lawson y Lal (1979), quienes lograron incrementos en la retención de agua por el suelo, sobre todo en la primera estación después de incorporar el residuo; comportamiento similar han obtenido Wade y Sánchez (1983), Igue (1984).
El incremento en la retención de humedad del suelo es consecuencia de la alta afinidad de los coloides orgánicos por el agua. Ahora bien, el efecto de la adición de residuos sobre la retención de agua por el suelo, especialmente a relativamente altas tensiones, tiene una connotación para cada suelo. Así, para los suelos Yaritagua y Valle de la Pascua el efecto es mayor, desde el punto de vista agronómico, que para el suelo Turén, debido a la baja capacidad de retención de los primeros, mientras que en el suelo Turén el uso de los residuos provocaría un efecto mejorador de la tasa de infiltración y de la permeabilidad ("mulch" vertical).
Estos pequeños incrementos aún cuando no significativos estadísticamente pueden ser de gran importancia en períodos críticos de intensa sequía (frecuentes en las zonas estudiadas) cuando el cultivo presenta un escaso desarrollo radical, por cuanto podría significar, al menos, la sobrevivencia de las plantas, evitándose la pérdida completa de la siembra.
Es claro que los efectos sobre las propiedades físicas evaluadas es de carácter temporal indicando la necesidad de un uso continuo de la práctica de incorporar residuos al suelo.
Durante el tiempo en el cual se llevó la experiencia no fue posible detectar efectos estadisticamente significativos sobre ninguna de las variables físicas evaluadas, sin embargo, se detectaron tendencias positivas sobre todas, que pudieran resultar agronómicamente importantes. Estos resultados señalan la necesidad de evaluar, en nuevas experiencias conducidas durante mayor tiempo, los cambios inducidos por el uso de RO sobre las propiedades físicas del suelo, planteandose además la necesidad de emplear metodologías que permitan diferenciar con mayor precisión el efecto de tratamiento.
Los autores desean expresar su agradecimiento al CDCH-UCV, por el soporte financiero de esta investigación.