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 %FDN %FDA Gramilla (Cynodon) 42,7 1,16 36,8 75,6 39,1 Lotus corniculatus 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 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 S.Hang Celulólisis de residuos de maíz 25 50 75 100 5 10 15 20 30 35 40 Semana de descomposición % Celulosa remanente Hojas Tallos Alexandre, 1980

C N Componente Procesos microbianos Celulosa Lignina S.Hang Componente Procesos microbianos C Celulosa Lignina Celulolisis: (hidrólisis por enzimas microbianas à celulasas Aerobiosis: bacterias, hongos, actinomycetes azúcares Anaerobiosis: Clostridium celulosa CH 4 +CO 2 Ligninolisis: hongos (princ ipalmente) compuestos fenólico s N Proteínas Aminoácidos Amoníaco Nitratos Proteólisis (proteasas) aminoácidos Amonificación (bacterias, hongos, actinomycetes) NH 3 Nitrificación: nitrosación + nitratación (bacteria s autótrofas) + + 1.5 O NO - + H O n i trosomonas + 0.5 O tro bacter Desnitrificación (anaerobios facultativos)

Velocidad de Mineralización Tasa de mineralización de distintos componentes orgánicos Compuesto Velocidad de Mineralización Azúcares Ácidos Orgánicos Proteínas Mineralización microbiana muy rápido 70-80% del C orgánico pasa a CO2 en 6-12 meses. Hemicelulosa Celulosa Mineralización microbiana intermedia Ligninas Compuestos fenólicos Grasas y Ceras Melanina S.Hang

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 Ceras, Grasas, Resinas Proteínas Celulosa Hemicelulosa, carbohidratos Lignina y derivados C/N Leguminosas herbáceas Raíces Hojas 10-12 10-15 12-20 20-25 15 25-30 5 - 12-16 Gramíneas Perennes 5-12 5-10 15-20 Árboles caducifolios Maderas 3-5 4-10 0.5-1 15-25 40-50 10-20 20-30 10 Coníferas 5-7 0.1-1 20 45-50 60-70 Bacterias 40-70 Mucosidad 8-12 Musgos 30-60 no Algas 50-60 MOS 0.8-7.7 30-35 30-50 8-15

Residuos vegetales POM No-POM CO2 Elementos, iones También: Biomasa Microbiana Carbono soluble CO2 Elementos, iones Ácidos Húmicos Ácidos Fúlvicos Residuos no-extractables Otras sustancias

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

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 Se midió y oxigenó a los 3,7,16, 22 y 28 días CO2 Titulación con HCl 1 M y fenolftaleína 5 mL NaOH 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 más evolucionado Componente relativamente estable del suelo 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 pH Humedad relativa Régimen de temperatura Régimen de humedad Alternancia desecación /humectación Manejo del suelo Humus joven 25-35 años Tasa de mineralización 2 a 5 % 0.7-3 % Humus más evolucionado (cientos a miles de años) Algunos factores determinantes Edad del suelo Ubicación del horizonte en el perfil Condiciones del medio etc. S.Hang

Incorporación de 14C 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

Suelos de secano semiárido 1-2% Suelos de regadío 2-4% Cantidad de MOS = Biomasa total recibida - Biomasa mineralizada (rápida + lenta) Contenido de MO oxidable característicos para horizontes de superficie de algunos ecosistemas 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 %