ARTÍCULO

 

Relación del C soluble con la mineralización del Nitrógeno en Alfisoles, México

 

Relationship between soluble C and Nitrogen Mineralization at Alfisols, Mexico

 

 

¹ Silvia Mónica Avilés Marín, ² Arturo Galvis Spinola,³ Ángel Faz Cano, ¹ Roberto Soto Ortiz,¹ ÁngelLópez López, ¹ Fernando Escoboza García,¹ Víctor Cárdenas Salazar,¹ Adolfo Román Calleros,¹ Isabel Escobosa García,¹ Daniel Araiza y ¹ Carmelo Hernández Zavalza.

 

 

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Resumen

El uso eficiente y máximo beneficio de la aplicación de los residuos orgánicos puede obtenerse con un mejor entendimiento de los factores que afectan los procesos de descomposición y liberación de nutrimentos, así como de su medición rápida y eficaz. En la presente investigación se evaluó la relación del C soluble con la mineralización del nitrógeno de residuos orgánicos aplicados en Alfisoles, del estado de Campeche, México. La descomposición del material orgánico se midió en en suelos con diferente manejo, mezclados con alfalfa (Medicago sativa L.) y trigo (Triticum aestivum L.) a dosis de 20 ton de materia seca ha^-1, e incubados en el laboratorio durante 80 h. La concentración de NO₃^- y el C soluble fueron mayores en los suelos adicionados con alfalfa respecto a los adicionados con paja de trigo. Ambas determinaciones se incrementaron al disminuir la relación C/N del material adicionado, lo cual se atribuyó a la composición bioquímica del residuo. El C soluble fue mayor en el Alfisol con vegetación natural (selva mediana) y el menor en el Alfisol con uso agrícola (cultivo de sorgo y yuca). Estos resultados reflejan el uso y manejo del suelo, siendo en la selva mediana donde se infiere existe un mayor contenido de reserva orgánica. El C soluble describió una relación de tipo cuadrática con la concentración del nitrógeno mineral (NO^-₃ + NH ₄). El C soluble es una herramienta factible de utilizarse como indicador de la mineralización del nitrógeno.

Palabras clave: Alfisoles, Descomposición, Nitrógeno mineral, Medicago sativa L., Triticum aestivum L

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Abstract

Efficient use and maximum profit of organic residues can get with a best understanding of the processes that lead its dynamics. Its low cost and less time of this measure is also important. In this research, we evaluated the soluble C and nitrogen (N) mineralization of crop residues, and the relationship between them. Decomposition was measured in Alfisols from Campeche, México, under different managements, mixed with alfalfa (Medicago sativa L.) and wheat (Triticum aestivum L.) in doses of 20 ton of dry matter per ha-1 , and incubated in the lab for 80 h. The amount of soluble C was higher in soils where alfalfa was applied, than in the ones were wheat straw was applied. Regarding the management of soil, soluble C was higher (p<0.05) in an Alfisol with jungle medium (SM1) and lowest in an Alfisol with sorghum and yucca (S, and Y). These results prove that in Alfisols with crops, less protection of organic matter takes place and as a consequence less organic reserve is present. We con clude that C soluble is a useful measure of N mineralization under the conditions of this experiment.

Keywords: Alfisols, Decomposition, Mineral nitrogen, Medicago sativa L., Triticum aestivum L

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INTRODUCCION

A fin de incrementar y en su caso mantener el contenido de reservas orgánicas del suelo, se ha promovido el uso de insumos orgánicos por el efecto positivo que esto conlleva, como es el caso del incremento de la capacidad de almacenamiento de agua por el suelo, mayor resistencia contra la erosión, y aporte nutrimental edáfico, entre otros (Tate, 1987). El uso eficiente los residuos orgánicos puede obtenerse con un mejor entendimiento de los factores que afectan los procesos de descomposición y liberación de nutrimentos, a través del estudio de la interacción del residuo orgánico y el suelo.

La mineralización del nitrógeno de los residuos orgánicos, es un proceso que para cuantificarlo requiere en ocasiones de períodos prolongados de tiempo, por ejemplo, cuando se realiza a través de incubaciones bajo condiciones controladas. La determinación del C soluble se realizó a fin de obtener un indicador de rápida y practica medición de las reservas contenidas en el suelo, ya que este se relaciona con las reservas orgánicas activas que varían según la cantidad y calidad del material orgánico presente, como mencionan Fox y Piekielek (1978). Sin embargo, el uso de esta herramienta ha sido escasamente estudiada. Por ello, el objetivo del presente trabajo fue determinar la relación del C soluble con la mineralización del nitrógeno en Alfisoles, del estado de Campeche, México.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Se colectaron muestras de seis suelos procedentes del estado de Campeche con diferente uso y manejo (agrícola, forestal y vegetación natural) (Cuadro 1). Los suelos fueron clasificados de acuerdo a la USDA (2006). De cada suelo se tomaron muestras compuestas de 0 a 20 cm de profundidad, formadas por 10 submuestras cada una. Las muestras fueron secadas al aire bajo sombra, molidas y tamizadas en malla de 2mm. El pH se midió con el método potenciométrico, 1:2 H₂O, la conductividad con un conductímetro, relación 1:5 (v/v), reposando la suspensión por 24 h (Cuadro 1).

Los residuos que se utilizaron fueron alfalfa (Medicago sativa) que es de calidad labil (relación C/N 13), paja de trigo (Triticum aestivum L.) de calidad estabilizada (relación C/N de 77), y una mezcla de ambos de calidad intermedia (relación C/N de 24). Estos residuos fueron previamente secados a 65°C, molidos y tamizados en malla 40. La cantidad que se aplicó de cada residuo fue a una dosis equivalente a 20 t ha^-1 de materia seca. Los análisis realizados fueron N total por el método semimicro-Kjeldahl (Bremner, 1965), C orgánico por digestión húmeda por el método de Walkey y Black (Nelson y Sommers, 1982), y la proteína fue estimada de manera indirecta a partir del contenido de N total (Macro-Kjeldahl) (AOAC, 1975). El contenido total de fibras (hemicelulosa, celulosa y ligninas) se determinó por el procedimiento de fibra detergente neutro y ácido (Van Soest, 1963).

Las muestras de suelo fueron puestas a incubar in vitro con un contenido de humedad del 65% de capacidad de campo y a temperatura de 30°C por el método de Isermeyer (1952, citado por Alef, N. 1995) modificado por Avilés (2000), durante 80 horas. Al finalizar el período de incubación, se realizó una extracción para medir los nitratos (NO₃-), amonio (NH₄⁺) y C soluble. Para ello se adicionaron 20 mL de CaCl₂ 0.01M a los frascos de incubación, se agitaron por 15 minutos, el extracto se filtró en papel del No. 42 y se procedió a la lectura. Los nitratos y amonio se midieron con un electrodo de ion selectivo (pH/mV, Coulter Beckman) en unidades de mili volts (mV). Se utilizó una curva de calibración a fin de obtener para cada valor de mV la concentración en ppm del ion analizado. El C soluble se midió en absorbancia a 360 nm de longitud de onda en un espectrofotómetro (Spectronic 20⁺ Milton Rey).

 

RESULTADOS Y DISCUSION

Los suelos presentaron valores de pH entre 5 y 8. La conductividad eléctrica fue igual o menor a 1 dS m^-1. El contenido total de fibras fue determinado por el procedimiento de fibra detergente neutro y ácido (Van Soest, 1963) que se muestra en el Cuadro 2

 

Al finalizar el período de incubación, el C soluble y la concentración de N-NO₃^- Dg g^-1 varió en función de la calidad del residuo y manejo del suelo (Cuadro 3)

La concentración de los NO₃^- se incrementó a medida que disminuyó la relación C/N del residuo orgánico aplicado. Esto fue debido a la composición bioquímica del residuo labil facilita la degradación de los compuestos por la biomasa microbiana, incrementando la concentración de NO₃^- en el suelo.

Respecto al manejo de suelo, la mayor concentración de NO₃^- (128.3 Dg g^-1) se obtuvo con el uso de vegetación natural (selva mediana 1) adicionado con alfalfa, lo cual reflejó la magnitud del proceso de descomposición. En cambio, la menor concentración de NO₃-(0.1 Dg g^-1) se registró en los suelos con uso agrícola (sorgo) y forestal (yuca) adicionados con paja de trigo, donde hubo menor actividad de descomposición.

En el caso del NH₄⁺, las concentraciones estuvieron por abajo de 7 (ig g^-1. En el suelo cultivado con sorgo se registró la mayor concentración NH₄⁺, con 6.83 |ig g^-1, en comparación al resto de los suelos. Esto indica que la concentración de NH₄⁺, derivado de la descomposición de los materiales aplicados, se transformó en su mayor parte a nitratos.

Similar a la tendencia de los NO₃^-, la concentración del C soluble fue afectada por la calidad de residuo aplicado, ya que con la adición de residuo de alfalfa se incrementó la concentración de C soluble, en comparación a los otros materiales (mezcla de alfalfa con paja de trigo, y trigo) que son más estabilizados.

Relación del N mineral con el C soluble

En la figura 2 se observa que la concentración de los NO₃^- se incrementa con el incremento del C soluble, mientras que el NH₄⁺ decrece. La concentración de los NO₃^- fue de alrededor de 100 |ig g^-1, mientras que la del NH₄⁺ fue de 10 |ig g^-1. Chantigny et al. (1999) reportan resultados similares y mencionan que la disminución en el contenido de N en forma de NH₄⁺ se asoció consistentemente con un incremento en el contenido del C orgánico soluble

En la Figura 2 se indica la relación del C soluble con el N mineral (NO^-₃ + NH⁺₄) obtenidos en los suelos al finalizar la incubación. Se observa que la variación del C soluble describe una relación cuadrática con la concentración del N mineral (R²=0.8384). Por ello, el C soluble resulta viable para utilizarlo como un indicador, de bajo costo y rápida determinación, de la mineralización de los materiales orgánicos que son adicionados al suelo

 

CONCLUSIONES

La concentración de NO-3 y el C soluble se incrementan al disminuir la relación C/N del material orgánico adicionado. Ambas determinaciones varían por la calidad del residuo orgánico adicionado. El Alfisol con vegetación natural (selva mediana 1) presentó las mayores concentraciones de C soluble (0.18) y NO-3, (128.3, 95.6 y 93.7). El C soluble describió una relación de tipo cuadrática con la concentración del nitrógeno mineral (NO-3 + NH+4). El C soluble es una herramienta factible de utilizarse como indicador de la mineralización del nitrógeno.

 

NOTAS

¹ Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ciencias Agrícolas. Carretera Blvd. Delta s/n, Ej. Nuevo

León, CP 21705 Mexicali BC, México. Tel.: +52(686)5230079 Ext. 219 Fax:+52(686)5230017. monikaviles@hotmail.com

² Colegio de Postgraduados, Instituto de Recursos Naturales, Campus Montecillo, Estado de México, México.

³ Universidad Politécnica de Cartagena, Departamento de Ciencia y Tecnología Agraria, España

 

BIBLIOGRAFIA

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