Carbono Orgânico em Solo com Rotações e Siembra Directa

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“Latinoamérica unida protegiendo sus suelos” 
XIX CONGRESO LATINOAMERICANO DE LA CIENCIA DEL SUELO 
XXIII CONGRESO ARGENTINO DE LA CIENCIA DEL SUELO 
 
Mar del Plata, Argentina – 16 al 20 de abril de 2012 
contribuciones@congresodesuelos.org.ar
 
 
CARBONO ORGANICO EN UN SUELO MANEJADO CON ROTACIONES 
Y SIEMBRA DIRECTA 
Galizzi, F.A.1,*; González, C.C.1; Sánchez, M.C.1,2; Azar, A.E.2; Mondino, M.H.1,2 
1 Facultad de Agronomía y Agroindustrias. UNSE; 2 INTA EEA Santiago del Estero. 
* Autor de contacto: fgalizzi@unse.edu.ar; Edafología. Facultad de Agronomía y Agroindustrias. UNSE. Avenida 
Belgrano (s) 1912. 4200. Santiago del Estero. Teléfono: +54-0385- 4509528 interno 1764 
 
RESUMEN 
El carbono orgánico total del suelo (COS) es un importante constituyente del suelo e influye 
fuertemente en sus propiedades. El COS tiende a bajar cuando un suelo es desmontado y se 
inicia un ciclo de agriculturización pero la siembra directa (SD) puede revertir o detener este 
proceso. Con el objetivo de analizar el comportamiento del COS en un ensayo de larga duración 
con rotaciones de cultivos manejados con siembra directa (SD) se estudiaron los niveles de 
carbono al inicio y al final de la experiencia. Se determinaron COS y carbono respirado (Cr) para 
las profundidades de 0 - 10 y 10 - 20 cm y luego se calculó el stock de carbono (Cs) del suelo para 
los 20 cm de profundidad. Después de 6 años de SD con rotaciones de cultivos extensivos el COS 
no disminuyó como sucede en los sistemas de labranzas no conservacionistas. El Cr no mostró 
diferencias entre tratamientos, si entre profundidades y disminuyó después de 6 años de SD. El 
COS acumulado como reserva no mostró diferencias entre tratamientos y estuvo en el orden de 
31 t C ha-1. Los resultados muestran que el COS y Cr no son indicadores sensibles para detectar 
el efecto de las secuencias de los cultivos en 6 años de ensayo pero si del manejo del suelo por la 
SD. Posiblemente para este suelo semiárido sea necesario continuar midiendo la evolución de 
estas propiedades por un periodo mayor de tiempo para definir una dirección en el cambio del 
contenido de carbono orgánico. 
PALABRAS CLAVE: 
carbono de la reserva ; carbono de la respiración ; cultivos extensivos
INTRODUCCIÓN 
En Santiago del Estero se ha determinado que la calidad del suelo disminuye cuando se 
desmonta y se introduce la agricultura ya sea en la zona de riego como en la zona de secano 
expresada mediante la disminución del contenido de materia orgánica y la estabilidad estructural 
(Ramsperguer 1992; Roldán et al., 2000). Una manera conservacionista de manejar al suelo y 
prevenir su degradación, pérdida de fertilidad, erosión y compactación es mediante una adecuada 
combinación de cultivos en una rotación con la siembra directa (Buschiazzo & Panigatti 1996). 
Uno de los indicadores de calidad de suelo más importante por su influencia en todas las 
propiedades del suelo es el carbono orgánico del suelo. Su dinámica y calidad son temas de 
numerosas investigaciones actuales (Hobley & Willgoose, 2010). El efecto que producen 
determinadas secuencias de cultivos sobre el carbono orgánico del suelo es aun intensamente 
investigado (Andriulo et al., 2005; Hobley & Willgoose, 2010) porque resulta ser una estrategia 
clave para acumular y estabilizar el COS en el tiempo (Galantini, 2008). Para la pampa semiárida 
argentina se han determinado unas pocas secuencias capaces de incrementar el COS en cortos 
períodos de tiempo (Andriulo et al., 2005). En Santiago del Estero, las rotaciones de cultivos mas 
difundidas incluyen además de las especies mas estudiadas como el maíz (Zea mays), trigo 
(Triticum aestivum) y soja (Glycine max), al cultivo de algodón (Gossypium hirsutum) por su 
importancia provincial y valor comercial. Dado la diversidad en calidad y cantidad de rastrojos, 
bajo condiciones ambientales semiáridas, se espera observar cambios significativos en las 
fracciones de COS en el corto a mediano lapso de tiempo (Domínguez et al., 2009). El efecto de 
éste cultivo en sistemas agrícolas con riego sobre el COS es poco conocido a la fecha (Sánchez 
et al., 2008; Acosta Martínez et al., 2004). Evaluar los efectos sobre el carbono orgánico del suelo 
que producen distintas rotaciones de cultivos extensivos bajo siembra directa como una alternativa 
al monocultivo de algodón o soja es un estudio muy importante para la zona de riego del Proyecto 
Río Dulce. El objetivo de este trabajo es determinar la influencia de secuencias de cultivos 
extensivos manejados bajo siembra directa y riego por inundación sobre los contenidos de 
carbono orgánico de la porción superior del suelo. 
MATERIALES Y MÉTODOS 
Ubicación y antecedentes 
El ensayo de larga duración (ELD) manejado con siembra directa y riego el cual no es fertilizado 
se implantó en el campo experimental del INTA EEA Santiago del Estero (LS 28º 01’ y LO 64º 
17’), en un suelo clasificado como Haplustol torriorténtico Serie La María (Molisol, Soil Taxonomy) 
(Angueira & Zamora, 2007) si bien otros autores lo clasifican como un Torriortente típico (Entisol, 
Soil Taxonomy) o Eutric Regosol (WRB) (Lorenz, 1996; Ramsperguer, 1992). 
Diseño experimental 
El diseño experimental es bloques completos al azar con 4 repeticiones. Las dimensiones de las 
parcelas son 50 m por 50 m. Se evalúan 10 tratamientos consistentes en diferentes tipos de 
rotaciones o secuencias de cultivos. Los datos se analizaron mediante ANOVA y los promedios se 
compararon mediante el test de LSD con un nivel de significancia del 0,05. También se hicieron 
mediciones sobre un monte natural próximo al inicio de la experiencia para comparar los 
resultados con la situación original del suelo T0 (Monte virgen o testigo). 
Los tratamientos corresponden a 10 secuencias de cultivos agrícolas donde intervienen 
monocultivos y rotaciones de hasta 4 cultivos en 2 años. Se trata de un ensayo manejado con 
siembra directa y riego el cual no es fertilizado. Los tratamientos son: a) Monocultivos o 
secuencias anuales T1 (monocultivo de algodón), T2 (monocultivo de soja), T3 (monocultivo trigo-
soja de 2º en un mismo año) y T4 (monocultivo maíz-soja de 2º en un mismo año); b) rotaciones o 
secuencias bianuales T5 (algodón – maíz un cultivo por año), T6 (sorgo-algodón un cultivo por 
año), T7 (soja-algodón un cultivo por año), T8 (maíz-soja de 2º en un año y algodón en un 
segundo año) y T9 (trigo-algodón de 2º en un año y maíz-soja de 2º en el segundo año); c) 
rotaciones o secuencias trianuales T10 (soja-algodón-maíz, un cultivo por año). 
Muestreo y determinaciones analíticas 
Se hizo un muestreo anual del suelo en la época invernal – primaveral. Las muestras de suelo se 
tomaron mediante un barreno helicoidal y se obtuvieron muestras compuestas integradas por 
unas 10 a 15 submuestras ubicadas al azar en la parte central de la parcela y a dos profundidades 
0 – 10 cm y 10 – 20 cm. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos después de 6 años 
de rotaciones (año 2011) comparando con la situación inicial (año 2006). Las propiedades que se 
analizaron y las técnicas utilizadas fueron: 
Carbono orgánico del suelo (COS): por la técnica de la combustión húmeda de Walkley y Black. 
Se expresó en g kg-1. 
Carbono de la respiración (Cr): se evaluó mediante la determinación del desprendimiento de 
dióxido de carbono del suelo en laboratorio como un índice de la actividad de la microflora 
heterótrofa aerobia (Anderson, 1982). Se expresó en mg C – CO2 kg de suelo. 
Carbono de la reserva o Stock de carbono (Cs): los contenidos de COS (% p/p) de cada 
tratamiento de los años 2006 y 2011 se transformaron a toneladas de C por hectárea mediante 
la densidad aparente de las profundidades 0 - 10 cm y 10 – 20 cm. Se uniformizó el contenido 
considerando una masa de suelo equivalente de 2500 t. Los valores de densidad aparente 
corresponden a los publicados por Sánchez et al. (2008) mientras que los datos de densidad 
aparente del año 2011 están disponibles en Galizziet al. (2011). Se expresó en t de C ha-1. 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Carbono orgánico del suelo 
El COS en los distintos tratamientos no se diferenció estadísticamente entre sí en ninguna de las 
profundidades estudiadas después de 6 años de rotaciones (Año 2011, Tabla1). Sin embargo se 
observaron tendencias en su comportamiento, así en las secuencias donde interviene el cultivo e 
maíz son los de mayor valor mientras que el monocultivo trigo-soja registró el menor valor de 
COS. Uno de los factores que mas afecta el balance de materia orgánica del suelo es la cantidad 
de sustrato devuelto al sistema (Stevenson, 1986) por lo que estos resultados podrían estar 
relacionados con el tipo de secuencias ya que hay distintas cantidades de producción de materia 
seca total por cultivo y aporte de diferentes tipos de raíces 
 
Tabla1: Contenidos promedios y desviación estándar de carbono orgánico del suelo y stock de carbono por tratamiento 
y para dos profundidades correspondientes a los años 2006 y 2011. 
COS 
g kg-1 
Cs 
mg C-CO2 kg-1 
2006 2011 Tratamientos 
0 – 10 
cm 
10 – 20 cm 0 – 10 
cm 
10 – 20 
cm 
2006 
0 – 20 cm 
2011 
0 – 20 cm 
T1 12±5 Aa 10±4 Aa 12±7 Aa 11±5 Aa 29±11 A 28±9 A 
T2 13±3 Aa 11±5 Aa 13±4 Aa 6±5 Bb 31±10 A 32±6 A 
T3 10±2 Aa 8±1 Ab 12±5 Aa 10±5 Aa 22±2 A 27±7 A 
T4 10±2 Aa 8±1 Ab 14±5 Aa 12±6 Aa 24±3 A 32±8 A 
T5 13±2 Aa 10±1 Ab 16±4 Aa 15±6 Aa 29±4 A 39±7 A 
T6 14±3 Aa 12±3 Aa 13±8 Aa 11±3 Aa 33±8 A 30±8 A 
T7 11±3 Aa 9±1 Aa 12±5 Aa 10±4 Aa 25±4 A 28±6 A 
T8 12±2 Aa 12±3 Aa 14±4 Aa 14±6 Aa 30±78 A 35±6 A 
T9 13±3 Aa 10±2 Aa 12±3 Aa 10±2 Aa 29±7 A 28±2 A 
T10 11±3 Aa 9±3 Aa 13±4 Aa 11±6 Aa 25±7 A 30±7 A 
Promedio 12±3 10±2 13±5 12±5 28±6 31±7 A 
Monte o Testigo (T0) 16 14 n. d. n. d. 38 n. d. 
Nota: n.d. no determinado. Letras mayúsculas en las columnas indican diferencias entre tratamientos mientras que 
letras minúsculas expresan diferencias entre profundidades. Nivel de significancia usado 0,05. 
 
El monocultivo trigo-soja en un mismo año (T3) registró el menor valor de COS considerando los 
20 cm de profundidad mientras que los tratamientos T8 y T5 (que son los que contienen un 50 % y 
30 % con cultivo de maíz en la fase de la rotación) son los de mayor valor (Tabla 1). Se pueden 
diferenciar dos grupos en cuanto a valores promedio de COS, un primer grupo lo forman las 
secuencias sin cultivo de maíz (T3<T1<T2<T6<T7) con valores inferiores al segundo grupo donde 
interviene el cultivo de maíz en la secuencia (T10<T9<T4<T8<T5). El efecto de la introducción de 
maíz mejoró los contenidos de carbono para los primeros 20 cm de profundidad. En cuanto a los 
tratamientos que tienen algodón y maíz (T8 y T5), parece que la combinación de cultivos algodón 
y maíz representa una mejor opción para estabilizar el COS del suelo en este tipo de sistema de 
manejo. Si bien los rastrojos del cultivo de algodón son escasos y lignificados, la combinación de 
éstos con los restos de maíces (abundantes y menos lignificados), podría favorecer los procesos 
de ganancia de carbono en el suelo en períodos breve de tiempo. Resultados similares fueron 
registrados por Sánchez et al. (2006) para esta misma serie de suelos. Por lo contrario, están los 
tratamientos monocultivos trigo-soja (T3), soja (T2) y algodón (T1) en donde el COS disminuye 
significativamente respecto de los tratamientos T8 y T5. La disminución en los contenidos de 
carbono en los monocultivos T1, T2 y T3 podría estar relacionada con los efectos indirectos por no 
haber cultivo en el periodo debido a una menor reposición de carbono al suelo, alteración del 
microclima y mayor exposición del suelo a los agentes erosivos por una menor cobertura vegetal. 
Similares resultados fueron observados cuando se describió el deterioro producido por el impacto 
de distintas frecuencias de fuego sobre la materia orgánica del suelo para esta zona de estudio 
(González et al., 2002). 
Las concentraciones de COS (Tabla1) fueron superiores en la capa superficial para todos los 
tratamientos lo que está relacionado con el reciclado de C debido a la acumulación de restos 
vegetales en la superficie del suelo. Por otro lado, la estratificación del contenido entre 0 -10 cm y 
los 10 - 20 cm resultó altamente significativa como ya fue registrado en otros trabajos para estos 
suelos (Sánchez et al., 2006 y 2008). Al cabo de 6 años de rotaciones, se observó una tendencia 
a menor variabilidad en la concentración de COS entre los tratamientos (Tabla 1). La 
estratificación se mantiene entre profundidades donde se observa que los tratamientos T5 y T8 
son los que registraron menor amplitud en la diferencia entre profundidades (8 % y 4 % 
respectivamente). Esto establece una diferencia entre la rotación sorgo-algodón (T6) y la de maíz-
algodón (T5) respecto al resto de las secuencias donde las diferencias alcanzas valores entre 10 a 
22 % entre profundidades (mayor estratificación). Por otro lado, la incorporación del cultivo de soja 
en la rotación maíz-algodón disminuyó la diferencia en concentración de COS entre profundidades 
haciendo más homogénea la distribución de éste en los 20 cm de profundidad (datos no 
mostrados). 
Carbono de la respiración (Cr) 
La respiración del suelo representa el principal mecanismo de transformación del carbono desde 
el suelo a la atmósfera y es un componente importante en el ciclo del C (Conant et al., 2000). 
En la tabla 2 se pueden ver los valores de carbono respirado por el suelo para las dos 
profundidades y para la situación inicial (2006) y final (2011). Estos rangos fueron ligeramente 
inferiores a los obtenidos por González et al. (2002) en un suelo Torriortente haplustólico de una 
sabana de Elionorus muticus del mismo campo experimental. 
Contrariamente a lo esperado no se detectó correlación entre carbono de la respiración y COS en 
ninguna de las profundidades evaluadas ni para los años considerados en este estudio 
(estadístico 0,1196 y probabilidad 0,291) como por separado para ambas profundidades (0 -10 
cm: estadístico 0,0719, probabilidad 0,659; 10 – 20 cm: estadístico -0,0851, probabilidad 0,602). 
La materia orgánica del suelo está compuesta por distintas fracciones que varían desde formas 
muy activas a formas estables. De acuerdo con Cambardella & Elliot (1992) el COS no está 
relacionado directamente con el carbono que utilizan la biota del suelo siendo necesario 
particionar el COS para conocer cual fracción de la total es la mas lábil y es la que primero es 
metabolizada por la microflora como puede ser el COS asociado a la fracción mineral 
comprendida entre 2000 – 50 µm (carbono orgánico particulado o COP). 
Relacionando los valores de Cr de la situación inicial con la situación final se visualizó una mayor 
homogenización y una significativa disminución en todos los tratamientos después de 6 años de 
SD y que se mantiene la mayor actividad biológica en la capa 0 -10 cm en comparación con la 
segunda profundidad de 10 – 20 cm. Azar et al. (2008) encontraron valores superiores de 
respiración edáfica del orden de 110 – 191 mg C-CO2 kg-1 para la capa 0 – 10 cm y 96 – 161 mg 
C-CO2 kg-1 para un suelo aluvial de la zona de riego cultivado con melón y que se laborea todos 
los años por lo cual se puede decir que la labranza anual produce un incremento marcado sobre 
esta propiedad edáfica. Esto implica que la SD conserva más carbono orgánico lo que podría ser 
el resultado de un mayor aporte de sustrato orgánico por las rotaciones utilizadas, una menor tasa 
de mineralización del C y un cambio en la composición de las poblaciones microbianas. Si bien en 
esta experiencia no se determinaron ni la tasa de mineralización de carbono ni la cantidad 
presente de los distintos grupos microbianos, el supuesto anterior parece comprensible dado que 
en la determinación de la respiración edáfica de todos los tratamientos estuvieron sujetos a 
iguales condiciones de humedad y temperatura en laboratorio siendo la cantidad y la composición 
del sustrato la única variable para la microfloraheterótrofa que está respirando in vitro. 
 
Tabla 2: Valores medios y desviación estándar del carbono de la respiración (Cr) expresados en mg C-CO2 kg-1 de suelo 
por tratamiento y profundidad para los años 2006 y 2011 
2006 2011 
Tratamientos 0 – 10 
cm 
10 – 20 
cm 
0 – 10 
cm 
10 – 20 
cm 
T1 153±2 Aa 101±9 Ab 104±24 Aa 83±18 Ab 
T2 146±40 Aa 99±35 Aa 99±31 Aa 81±14 Aa 
T3 107±5 Aa 91±23 Aa 94±6 Aa 83±13 Aa 
T4 99±20 Aa 95±33 Aa 119±12 Aa 98±19 Ab 
T5 155±16 Aa 104±2 Ab 116±15 Aa 90±13 Ab 
T6 92±17 Aa 79±6 Ab 102±8 Aa 91±5 Aa 
T7 148±2 Aa 96±25 Ab 104±13 Aa 83±14 Ab 
T8 134±52 Aa 108±43 Aa 98±19 Aa 85±12 Aa 
T9 143±26 Aa 110±3 Ab 103±6 Aa 91±13 Aa 
T10 117±21 Aa 99±40 Aa 105±17 Aa 82±15 Ab 
Promedio 130±30 99±21 104±16 87±13 
Monte o Testigo (T0) 106 92 n. d n. d 
Nota: n.d. no determinado. Letras mayúsculas en las columnas indican diferencias entre tratamientos mientras que 
letras minúsculas expresan diferencias entre profundidades. Nivel de significancia usado 0,05. 
 
Carbono de la reserva o Stock de carbono 
Para el año 2011 los tratamientos que mas han acumulado carbono son T5 > T8 >T4 >T2 >T6 
>T10 >T1 >T9 >T7 > T3 (Tabla 1). El primer grupo de tratamientos donde se acumulan mas de 28 
t C ha-1 (valor medio de la condición inicial del suelo) son T5, T8, T4, T2 y T6. Un segundo grupo 
con menos de 28t C ha-1 son los tratamientos T10, T1, T9, T7 y T3. Comparando la situación 
inicial se puede apreciar que hubo acumulación de carbono en los tratamientos T1, T5 y T10 
mientras que en los demas no hubo diferencias estadísticamente significativas. Se confirma que el 
carbono disminuye a consecuencia del desmonte y por el uso agrícola del suelo (Ramsperguer, 
1992; Roldán et al. 2000) ya que se redujo de 38 t C.ha-1 en el monte testigo a 28 t C.ha-1 al inicio 
del ELD y se mantuvo en ese orden luego de 6 años de manejo conservacionista. La SD, la 
cobertura con rastrojo de la superficie del suelo y el riego por inundación pueden ser las causas 
por las cuales el carbono se haya preservado en este sistema de manejo agrícola. Una tendencia 
al incremento del stock de carbono también fue registrado para ciertas rotaciones por otros 
investigadores para la región semiárida argentina (Andriulo et al., 2005; Quiroga et al., 2005) 
CONCLUSIONES 
Al cabo de 6 años de prácticas de rotación de cultivos se puede concluir que el contenido de 
carbono orgánico del suelo no ha disminuido tal como se produce con las labranzas 
convencionales y verticales lo cual pudo estar asociado a una menor actividad biológica, 
expresado a través del Cr, sobre el carbono por efecto de la SD. La reserva de carbono en el 
suelo se mantuvo alta lo cual es un elemento favorable a tener en cuenta en la sustentabilidad de 
este sistema. Se comprueba que el COS y Cr no son propiedades sensibles para manifestar los 
cambios en el corto plazo por efecto de las rotaciones. EL COS se conservó en un período de 6 
años por lo cual serviría para validar y recomendar este tipo de manejo agrícola intensivo en una 
zona de riego si bien es necesario continuar analizando estas variables durante un mayor número 
de años e investigar sobre los factores y procesos que determinan los contenidos de carbono del 
suelo. 
AGRADECIMIENTOS 
Este trabajo fue financiado con fondos del INTA correspondientes al Programa Nacional Cereales 
y Oleaginosos PNCER 022411: “Rotaciones, labranzas y otras estrategias de manejo de suelos y 
de cultivos para aumentar los rendimientos agrícolas en un marco de bajo impacto ambiental”. Un 
especial agradecimiento al CICYT-UNSE por la provisión de los reactivos necesarios para las 
determinaciones químicas. 
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