Atributos biológicos del suelo con aplicación de abono orgánico y soluciones salinas

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.

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 durante el ANAVAR. Todos los datos fueron analizados utilizando el paquete estadístico INFOSTAT Versión 1.1 (2002).

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.

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.

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.

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.

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.

 

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