Atributos biológicos do solo com aplicação de abono orgânico e soluções salinas

Vista previa del material en texto

“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
 
 
ATRIBUTOS BIOLÓGICOS DEL SUELO CON APLICACIÓN DE ABONO 
ORGÁNICO Y SOLUCIONES SALINAS 
Mendoza, B.1,*; Florentino, A.2; Hernández-Hernández R.3; Aciego, J.2; Torres, D.1 
1 Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA), Venezuela; 2 Universidad Central de Venezuela. (UCV). 
Venezuela. 3 Universidad Experimental Simón Rodríguez (UNESR), Venezuela. 
* Autor de contacto: bmendoza@ucla.edu.ve; Urbanización Altamira Casa 7-11 Valle Hondo, Cabudare 3023, 
Venezuela; 58-424-5041874 
 
RESUMEN 
Con el propósito de evaluar el efecto de la aplicación de abono orgánico y soluciones salinas 
sobre los atributos biológicos de un suelo de Quibor estado Lara, bajo sistema convencional, se 
realizó un ensayo a nivel de invernadero utilizando tres dosis de materia orgánica (MO): 0, 15 y 30 
Mg ha-1 y cuatro soluciones de riego (SR): Testigo con agua (T), sulfato de calcio (CaSO4), cloruro 
de sodio (NaCl) y la mezcla de CaSO4 con NaCl (mezcla) con tres muestreos en el tiempo, a los 
32, 75 y 120 días después del trasplante (DDT) de cebolla (Allium cepa L.). Se determinaron los 
atributos microbiológicos, respiración basal (C-CO2), carbono de la biomasa microbiana (CBm) y 
cociente metabólico (qCO2). El estudio demostró que C-CO2 fue afectado de manera 
independiente por la MO y SR, aumentando significativamente con la MO aplicada (260,7 µg C-
CO2 g-1 suelo 10 día-1), y disminuyendo con NaCl (214,4 µg C-CO2 g-1 suelo 10 día-1); el qCO2 
afectado por la interacción del tiempo con las SR fue mayor con agua de chorro a los 32 DDT 
(420,55 mg C-CO2 g-1 CBm día-1) y a los 120 DDT fue mayor con NaCl (682,87 mg C-CO2 g-1 CBm 
día-1). Los resultados sugieren que la aplicación de MO promueve la actividad de los 
microorganismos; la salinidad tiene un efecto negativo sobre los microorganismos. 
PALABRAS CLAVE 
materia orgánica; salinidad; atributos biológicos. 
INTRODUCCIÓN 
Los efectos de la salinidad y sodicidad sobre la dinámica de la materia orgánica del suelo no 
han sido ampliamente estudiados, principalmente los efectos interactivos MO con diferentes 
cantidades y tipos de sales predominantes en el suelo (Mampreet et al., 2011). En el valle de 
Quibor, estado Lara, Venezuela, área de producción hortícola fundamental en el país (primer 
productor de cebolla y segundo de tomate según FUDECO, 2004), la producción agrícola se 
desarrolla bajo riego (clima semiárido), favoreciéndose específicamente los procesos de 
salinización y sodificación secundaria del suelo .Villafañe et al. (1999) expresan que el proceso de 
salinización secundaria ha sido menos acelerado en la zona debido a la práctica de rotación con 
períodos de descanso (barbecho) de los suelos, así como a la aplicación de grandes cantidades 
de abonos orgánicos y laboreo profundo. Estos suelos altamente degradados por diferentes 
procesos además de salinización y sodificación (degradación estructural, sellado, encostrado, 
compactación, erosión), contienen bajos niveles de MO; producto de una descomposición y 
mineralización acelerada por la degradación estructural del suelo, debida a su laboreo intensivo, 
que lo ha llevado hasta su pulverización. En estas condiciones la dinámica del carbono orgánico 
del suelo, así como la actividad biológica son afectados negativamente (Wong et al., 2010). 
Específicamente, la actividad microbiana puede ser evaluada a través de la medida del carbono 
en la biomasa microbiana (C-Bm) y la respiración del suelo (C-CO2), parámetros encontrados 
como de mayor potencialidad indicadora de la actividad biológica en suelo, ya que han resultado 
ser más sensibles a cambios en la cantidad y calidad de la MO del mismo. Numerosas 
investigaciones han demostrado que la salinidad afecta negativamente la biomasa microbiana ya 
que inhibe la descomposición de la MO (Nelson et al., 1997, Rietz y Haynes, 2003, Tripathi et al., 
2006), mientras que la sodicidad incrementa su descomposición debido al efecto dispersante del 
sodio sobre los agregados y partículas del suelo (Pathak y Rao, 1998). Por lo tanto, este trabajo 
tuvo como objetivo evaluar el efecto de la interacción materia orgánica y salinidad del agua de 
riego sobre los atributos biológicos de un suelo de Quibor, considerando que esto podría estar 
afectando la dinámica de la MO y su efecto favorable sobre el suelo. 
MATERIALES Y MÉTODOS 
El ensayo fue conducido en el invernadero de Fertilidad de Suelos de la Facultad de 
Agronomía de la Universidad Central de Venezuela (Maracay, estado Aragua). Se utilizó un suelo 
proveniente de la Depresión de Quibor, representativo de una extensión de 40.000 ha 
(coordenadas: 9º - 53’ – 10º - 1’ latitud Norte y 69º - 41’ – 69º - 23 longitud Oeste), clasificado 
como Typic Haplocambids arcilloso fino, isohipertérmico, mixto, calcáreo (Pérez et al., 1995). El 
suelo colectado con textura arcillo limosa (AL), pH1:1=7,39, CE=1,81 dS m-1, MO=2,4 g kg-1, se 
encontraba cultivado con cebolla bajo manejo convencional (Mendoza, 2010). 
Para el ensayo, se utilizó un diseño totalmente aleatorizado, con un arreglo factorial de 
tratamientos con dos factores: a) Dosis de MO: 1) Testigo (sin aplicación de compost); 2) 15 Mg 
de compost ha-1 ; 3) 30 Mg de compost ha-1 ; b) Soluciones de riego (SR): 1) Testigo, con agua 
(T); 2) Sulfato de calcio (CaSO4); 3) Cloruro de sodio (NaCl); 4) Sulfato de calcio más cloruro de 
sodio (Mezcla). Esto generó 12 combinaciones de tratamiento las cuales se repitieron 3 veces, 
dando un total de 36 unidades experimentales. Este arreglo factorial fue evaluado en el tiempo, a 
través de 3 fechas de muestreo; en tal sentido, las 36 unidades experimentales fueron replicadas 
tres veces ya que los análisis del suelo implicaban muestreos destructivos (total 108 unidades 
experimentales). Se pesaron 1,25 kg de suelo seco al aire pasado por tamiz de 4 mm (agregados 
menores a 4 mm) por pote (1,5 L), alcanzando una densidad aparente inicial entre 1 – 1,15 Mg m-
3; se mezclaron con las respectivas dosis de MO, incorporando una fertilización base. Luego se 
humedeció el suelo por capilaridad, hasta una humedad del 75 % de su máxima capacidad de 
retención y se procedió al trasplante de la cebolla (híbrido Diainter Americana, a los 40 días 
después de sembrada). En cada pote se trasplantaron 2 plántulas de cebolla y la humedad del 
suelo se mantuvo entre 60 y 75 % de la máxima capacidad de retención de humedad, con agua 
de chorro, durante los primeros 16 días después del trasplante. 
Durante el ensayo se realizaron 3 muestreos destructivos:- El primero a los 32 días después 
del trasplante (32 DDT) y a los 16 días de recibir el primer riego con las diferentes SR; - El 
segundo, a los 75 días después del trasplante (75 DDT) y a los 59 días después de recibir el riego 
con las diferentes SR; El tercero a los 120 días después del trasplante (120 DDT) y 104 días de 
recibir el riego con las diferentes SR. Esto con el objetivo de observar los cambios en los atributos 
biológicos estudiados a través del tiempo. 
La respiración basal (C-CO2) se efectuó de acuerdo al método descrito por Alef (1995), 
midiendo el CO2 liberado producto de la actividad de los microorganismos del suelo, en 10 días de 
incubación. Igualmente, en las muestras de suelo se determinó el contenido de carbono 
proveniente de la biomasa microbiana (CBm) mediante el método de fumigación-extracción 
modificado de Vance et al. (1987). 
El efecto de la materia orgánica, soluciones salinas y época de muestreo sobre las variables 
estudiadas se determinó mediante análisis de varianza (ANAVAR) y pruebas de media de la 
diferencia honestamente significativa de Tukey a un nivel de P = 0,05. A los datos se les chequeó 
la normalidad y homogeneidad de varianza, antes y duranteel ANAVAR. Todos los datos fueron 
analizados utilizando el paquete estadístico INFOSTAT Versión 1.1 (2002). 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Respiración basal 
El C-CO2 fue afectado por los factores MO y SR pero no por su interacción. Este aumentó 
significativamente en la medida que incrementó la dosis de MO aplicada al suelo (Tabla 1a), 
debido a que la incorporación de enmiendas orgánicas provee carbono orgánico para la síntesis 
celular y fuente de energía para los microorganismos. Estos resultados son similares a los 
obtenidos por Rao y Pathak (1996) quienes encontraron que la incorporación de abono verde de 
Sesbania cannabina en suelos franco arenosos salinos de la India incrementó la tasa de 
respiración, aun cuando esta disminuyó en la medida que la CE aumentó de 1,1 dS m-1. 
 
Tabla 1. Efecto de tres dosis de materia orgánica (a) y efecto de las soluciones de riego (b) sobre la respiración basal 
de un suelo sometido a manejo convencional (sembrado con cebolla), con aplicación de diferentes soluciones de riego. 
a) 
Materia Orgánica 
(Mg ha-1) 
 µg C-CO2 g-1 suelo 10 
días-1 
0 196,7 C 
15 221,6 B 
30 260,7 A 
 
 b) 
Soluciones de 
Riego 
 µg C-CO2 g-1 suelo 
10 días-1 
T 235,2 A 
CaSO4 232,0 AB 
NaCl 214,4 B 
Mezcla 223,6 AB 
 
T= testigo con agua de chorro; CaSO4= solución de sulfato de calcio; NaCl= solución de cloruro de sodio; Mezcla= 
solución de sulfato de calcio más cloruro de sodio. Valores seguidos de la misma letra en la columna indican que no son 
estadísticamente diferentes para p<0,05 según Tukey. 
 
En cuanto a las SR, la respiración basal en el testigo fue estadísticamente mayor a la obtenida 
con NaCl, y estadísticamente igual a la encontrada con CaSO4 y la mezcla, que a su vez fueron 
estadísticamente iguales a la del suelo con NaCl (Tabla 1b), en consonancia con estos resultados, 
García y Hernández (1996) encontraron que la salinidad tuvo un efecto negativo sobre la 
respiración microbiana, especialmente con NaCl, sin embargo, cuando la aplicación de Na2SO4 
produjo una CE >3 dS m-1 no hubo efecto negativo de la sal sobre la actividad biológica, 
posiblemente debido a una adaptación de los microorganismos al medio. Los análisis indicaron 
que el tiempo no afectó la respiración basal, es decir la tasa de mineralización. 
 
Carbono de la biomasa microbiana. 
La interacción Tiempo*MO*SR tuvo efecto sobre el CBm (Figura 1). En el primer muestreo 
hubo efecto de los dos factores MO y SR. El CBm con las soluciones salinas fue 
significativamente superior al CBm en el testigo; mientras que fue estadísticamente igual para las 
dos dosis de MO aplicada, pero con 30 Mg ha-1 de MO fue significativamente superior al CBm del 
testigo. Para el segundo muestreo, la interacción entre los factores fue significativa, sin embargo 
se observa la tendencia que el CBm sea mayor donde se aplicó más MO y cuando se regó solo 
con agua; esta tendencia se mantuvo hasta el final del ensayo, sólo que el efecto de los factores 
MO y SR fue independiente, mostrando que el NaCl produjo los valores más bajos de CBm. En 
todos los tratamientos de MO, la biomasa microbiana fue afectada negativamente por las SR. Sin 
embargo, las dosis probadas de MO (15 y 30 Mg ha-1) disminuyen este efecto negativo en 
comparación con el testigo. 
En general, el CBm aumentó con las dosis más altas de MO, evidenciándose un efecto positivo 
directo de las enmiendas orgánicas sobre la biomasa microbiana del suelo, que refleja el 
crecimiento microbiano. Tejada et al. (2006) señalan que la suplencia de C fácilmente 
metabolizable en los productos de descomposición de residuos orgánicos ha sido posiblemente el 
factor de mayor influencia en el incremento del CBm. 
 
 
Figura 1. Efecto de la aplicación de diferentes soluciones salinas y fertilización con tres dosis de materia orgánica sobre 
el carbono de la biomasa microbiana de un suelo sometido a manejo convencional (sembrado con cebolla). DDT= días 
después del trasplante; T= testigo con agua de chorro; CaSO4 = solución de sulfato de calcio; NaCl= solución de cloruro 
de sodio; Mezcla = solución de sulfato de calcio más cloruro de sodio. 
 
Cociente metabólico. 
El cociente metabólico fue afectado por la interacción simple Tiempo*SR. En el Tabla 2 se 
observa que, para el primer muestreo, el qCO2 en el testigo fue significativamente superior al 
resto de las SR; esto es debido a que los valores de C-CO2 entre las soluciones de riego fueron 
similares en este muestreo, pero el CBm fue menor en el testigo con respecto a las soluciones 
salinas. 
En el segundo y tercer muestreo, se observa una clara tendencia del qCO2 a incrementarse en 
presencia de soluciones salinas, especialmente con NaCl. Es probable que la adición de sales y 
más aún de NaCl en forma sucesiva, haya provocado un aumento en la demanda energética de la 
biomasa microbiana como respuesta al estrés inducido por el incremento de sales solubles en el 
sistema. Esto pudo afectar negativamente a los microorganismos, disminuyendo su eficiencia 
metabólica, por un aumentando de la tasa de respiración y del consumo energético al adaptarse a 
las nuevas condiciones impuestas en el suelo (Rietz y Haynes, 2003). 
En cuanto al comportamiento del qCO2 para cada SR a través del tiempo fue muy variable, 
pues en el testigo, el qCO2 a los 32 DDT resultó significativamente superior al obtenido a los 75 
DDT y 120 DDT que son estadísticamente iguales. Con CaSO4 el qCO2 fue igual para los tres 
muestreos. Al aplicar NaCl, el qCO2 incrementó significativamente en la medida que transcurrió el 
tiempo. Al regar con la mezcla, el qCO2 en el segundo y tercer muestreo fue estadísticamente 
igual y significativamente superior al del primer muestreo. Wichern et al. (2006) reportan que la 
salinización a largo plazo da lugar a una comunidad microbiana que utiliza ineficientemente el 
substrato, indicada por un alto cociente metabólico. 
 
Tabla 2. Efecto de la interacción de cuatro soluciones de riego y el tiempo de muestreo sobre el cociente metabólico de 
un suelo sometido a manejo convencional (sembrado con cebolla). 
qCO2 (mg C-CO2 g-1 CBm día-1 ) 
Soluciones de Riego 32 DDT 75 DDT 120 DDT 
T 420,55 Aa 114,70 Cb 167,04 Bb 
CaSO4 184,69 Ba 184,62 Ba 239,05 Ba 
NaCl 173,67 Bc 284,43 Ab 682,87 Aa 
Mezcla 199,50 Bb 266,96 Aa 305,04 Ba 
DDT= días después del trasplante; T= testigo con agua de chorro; CaSO4= solución de sulfato de calcio; NaCl= solución 
de cloruro de sodio; Mezcla= solución de sulfato de calcio más cloruro de sodio. Letras mayúsculas diferencia dentro de 
la columna. Letras minúsculas diferencia dentro de la fila. Valores seguidos de la misma letra en la fila o la columna 
indican que no son estadísticamente diferentes para p<0,05. 
 
CONCLUSIONES 
La respiración basal fue afectada de manera independiente por la MO y SR, aumentando 
significativamente con la MO aplicada y disminuyendo con NaCl; no manifestó diferencias 
significativas a través del tiempo. 
La biomasa microbiana fue afectada por la interacción dosis de MO y SR y esta a su vez fue 
influenciada por el tiempo de muestreo. El CBm fue favorecido en el tiempo por la incorporación 
de MO. 
La salinidad tuvo un efecto negativo sobre los microorganismos, como consecuencia del estrés 
que produce la alta presión osmótica por la alta concentración de sales en la solución del suelo. 
Agradecimiento: Los autores agradecen a las instituciones que financiaron el proceso de 
investigación: UCV-UNEFM-UCLA proyecto FONACIT G-2002000557 y al Consejo de Desarrollo 
científico y Tecnológico de la UCLA (CDCHT) Proyecto 001-DAG-2008. 
BIBLIOGRAFÍA 
Alef, K. 1995. Soil respiration. En: Alef, K.; P. Nannipieri. (Eds). Methods in applied soil microbiology and biochemistry. 
Academic Press. Harcourt Brace & company, Publishers. p. 214-217. 
FUDECO. 2004. Dossier Estado Lara. Barquisimeto Edo. Lara. P. 21-22. 
García, C. y T. Hernández. 1996. Influence of salinity on the biological and biochemical activityof a calciorthird soil. Plant 
Soil. 178: 255-263. 
INFOSTAT. 2002. InfoStat versión 1.1. Grupo InfoStat. Fac. Cs. Agr. Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. 
Manpreet S. M.,¸P. Marschner, D.J. Chittleborough, J.W. Cox, J. Sanderman. 2012. Salinity and sodicity affect soil 
respiration and dissolved organic matter dynamics differentially in soils varying in texture. Soil Biology and 
Biochemistry 45:8-13. 
Mendoza, B. 2010. Efecto de la aplicación de abono orgánico en la calidad física, química y biológica de dos suelos bajo 
diferentes sistemas de uso y manejo en la zona semiárida, Quíbor, estado Lara. Tesis de Doctorado. Postgrado en 
Ciencia del Suelo, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela, 242 p. 
Nelson, P. N., B. A. Rahman, J.M. Oades. 1997. Sodicity and clay type: influence on descomposition of added organic 
matter. Soil Science Society of America Journal. 61:1052-1057.. 
Pathak, H. y D. L. N., Rao. 1998. Carbon and nitrogen mineralization from added organic matter in saline and alkali soils. 
Soil Biol. Biochem. 30: 695-702. 
Pérez, J. R., R. Schargel, J. M. Gómez y C. Ohep. 1995. Estudio semidetallado de suelos a nivel de series del valle de 
Quíbor. Barquisimeto: Sistema Hidráulico Yacambú-Quíbor.Venezuela. 78 p. 
Rao, D. L. N. y H. Pathak. 1996. Ameliorative influence of organic matter on the biological activity of salt affected soils. 
Arid Soil Res. Reh. 10: 311-319. 
Rietz, D. N. y R. J. Haynes. 2003. Effects of irrigation-induced salinity and sodicity on soil microbial activity. Soil Biol. 
Biochem. 35: 845–854. 
Tejada, M., M. T. Hernández y C. García. 2006. Application of Two Organic Amendments on Soil Restoration: Effects on 
the Soil Biological Properties. J. Environ. Qual. 35:1010-1017. 
Tripathi, S., S. Kumari, A. Chakraborty, A. Gupta, K. Chakrabarti y B. K. Bandyapadhyay. 2006. Microbial biomass and 
its activities in salt-affected coastal soils. Biol. Fert. Soils. 42: 273 – 277. 
http://www.sciencedirect.com/science/journal/00380717
http://www.sciencedirect.com/science/journal/00380717
Vance, E. D., P. C. Brookes y D. S. Jenkinson. 1987. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil 
Biol. Biochem. 19: 703-707. 
Villafañe, R., O. Abarca, M. Azpúrua, T. Ruiz y J. Dugarte. 1999. Distribución espacial de la salinidad en los suelos de 
Quibor y su relación con las limitaciones de drenaje y la calidad del agua. Bioagro. 11(2): 43-50. 
Wichern, J., F. Wichern y R. G. Joergensen. 2006. Impact of salinity on soil microbial communities and the 
decomposition of maize in acidic soils. Geoderma. 137: 100-108. 
Wong, V.N.L., R.S.B. Greene, R. C. Dalal y B.W. Murphy. 2009. Soil carbon dynamics in saline and sodic soils : a 
review. Soil Use and Management 26 : 2-11.