Autores: Ana María Lupi¹; Roberto Fernández²; Marta Conti³

¹ Instituto de Suelos, INTA Castelar. Los Reseros y Las Cabañas S/N C.C. 25 (1712) Castelar, Bs. As, Argentina. Tel: +541146212096. E-mail amlupi@cirn.inta.gov.ar. 
² INTA. EEA Montecarlo . El Libertador 2472 (3384) Montecarlo, Misiones, Argentina. Facultad de Ciencias Forestales-UNaM, Eldorado, Misiones. 
³ Facultad de Agronomía UBA. Av. San Martín 4453 (1417) Buenos Aires, Argentina

RESUMEN

En los últimos años ha crecido la necesidad de conocer el impacto que producen las prácticas de manejo sobre la las características y el funcionamiento de los suelos rojos que iniciaron su segunda rotación. Por ello, en este estudio se analizó los cambios en el carbono orgánico (CO), en el carbono liviano (CL) y en el tamaño de los agregados, como consecuencia de la aplicación de los siguientes sistemas de preparación del terreno: 1. extracción de los residuos forestales (ER), quema y rastreada (PI), y la conservación de los residuos sobre el suelo (PC) en una segunda rotación, comparado con un bosque nativo (MN). La eliminación de los residuos provocó una caída en CO el cual resultó mayor en la fracción liviana. La concentración de CO en PI y ER fue alrededor de 22 % (0-5 cm) y 37 % (5-15 cm) inferior a PC. En el espesor 0-5 cm la pérdida de CL fue del 35 % y del 50 % en subsuperficie, respecto de lo encontrado en PC. Este tratamiento conservó los niveles de CO y CL similares a MN. El diámetro medio ponderado de los agregados fue afectado por la eliminación de los residuos, particularmente cuando el tamizado fue en húmedo. Los agregados mas pequeños se presentaron donde se aplicó la quema y el laboreo. PC mostró agregados similares al suelo natural. El índice de inestabilidad estructural permitió observar el fuerte proceso de desestabilización que sufre el suelo ante la preparación del terreno con técnicas intensivas que no aportan materia orgánica (MO) fresca y pierden MO estable.

Palabras Claves: materia orgánica; estabilidad de agregados, Pinus, preparación de sitio, residuos de cosecha.

The last years increase the interest to know the impact of silvicultural practices on the characteristics and functionality of the red soils under second rotation. In this study changes in soil organic carbon (OC), light fraction organic matter (LF) and weight of the aggregate mean diameter (MWD) were analyzed in relation to the following site preparation practices: a) manual extraction of litter and residues (ME), b) burning of litter and residues and tillage with disc harrow (BD) and c) litter and residues retained on the soil (RR), at the fourth year of the second rotation. As witness was used the soil of a native forest (NF). The residue extraction produce loss of soil OC, that was greater in the LF. The OC concentration in BD and ME was a 22 % (0-5 cm) y 37 % (5-15 cm) lower than RR. The loss of FL, in the 0-5 cm layer, was a 35 % and 50 % in the 5-15 cm layer, in relation to RR. In this treatments the OC and LF level were similar to NF. The MWD was affected with the residue extraction, specially when the wet sieving was used. The smaller aggregates were found in the burning and tillage treatment. RR showed similar aggregates to natural soil. The structural instability index allows to observed the strong process of soil degradation when intensive site preparation techniques were applied without supplying fresh OM and loosing of stable OM.

Key words: organic matter; stable aggregates, Pinus, site preparation, harvest residues.

Existen propiedades edáficas que pueden ser utilizadas como indicadores del estado o la calidad de un suelo. Estos parámetros deben ser identificados y cuantificados en cada ambiente en particular para poder documentar los cambios que se suceden en el corto y largo plazo, como consecuencia de las prácticas de manejo que se aplican. En ambientes tropicales o subtropicales, frágiles por naturaleza, la determinación y el seguimiento de estos indicadores es fundamental para comprender el funcionamiento del sistema suelo y así poder definir las estrategias mas adecuadas para mantener la productividad del sitio en la sucesivas rotaciones.

En una revisión efectuada por Schoennholtz et al., (2000) se presenta una serie extensa de características químicas, físicas y biológicas que son utilizadas como indicadores de la calidad de suelos bajo uso agrícola y forestal. El carbono orgánico (CO) es uno de los parámetros primarios y de uso frecuente para detectar las alteraciones que se inducen por el manejo. Los cambios en el stock del CO del suelo pueden ser el resultado de una alteración en los ingresos de materia orgánica (MO) fresca o una modificación en la tasa de mineralización de la MO estable, ambos aspectos relacionados con las prácticas que se aplican.

Suele suceder que en algunos ambientes las alteraciones en las cantidades de la MO total no son detectados en el corto plazo, pero si lo hacen las fracciones mas lábiles, como el carbono liviano (CL) (Haynes, 2000), transformándose esta variable en un indicador temprano de los cambios en la MO (Theng et al., 1989). Entre los parámetros físicos, la estabilidad estructural refleja la susceptibilidad de un suelo a la degradación cuando es sometido a la acción de agentes externos. En general, este parámetro muestra una relación estrecha con los niveles de MO y varia de manera casi paralela a ella según las prácticas de manejo que se aplican. La mayor proporción de macroagregados estables se corresponden con áreas no cultivadas y mayores contenidos de CO, mientras que un comportamiento opuesto normalmente puede encontrarse en las áreas bajo cultivo intensivo (Tisdall y Oades,1980).

El objetivo de este trabajo es mostrar los cambios que se suceden en el CO, el CL y la estabilidad de los agregados cuando se aplicaron diferentes sistemas de manejo de residuos de la cosecha.

MATERIALES Y METODOS

El estudio se desarrolló en un lote de la empresa APSA SA, en el NO de la provincia de Misiones, Argentina (26º 00 latitud Sur y 54º 30 de longitud Oeste). El suelo es un Kandiudul, rojo, con arcillas del tipo de las caolinitas y óxidos de Fe y Al (>65% de arcilla). Las características químicas y la descripción del perfil represen-tativo se describen en Lupi (2001). El clima es subtropical, con precipitaciones de alrededor de los 2000 mm anuales, de distribución uniforme. La temperatura media anual es de alrededor de 20ºC y la amplitud térmica media anual es de 11º . La vegetación natural es la selva Subtropical.

En febrero de 1996 se realizó la corta final de la plantación de Pinus de la primer rotación. Los residuos de la cosecha -cantidad total de 41,1 Mg.ha^-1- (Fernández et al, 2000) fueron distribuidos sobre el terreno. En enero del 2000 (a 4 años de la cosecha) se tomaron 24 muestras de las siguientes situaciones, establecidas en agosto de 1996, 1-Extracción manual de los residuos (ER), 2- Preparación intensiva de sitio (PI) o tradicional, 3- Preparación cero de sitio (PC). Detalles de la descripción de los tratamientos se presentan en Fernández et al, (2000). Se tomó como testigo el suelo con bosque nativo (MN).

Las muestras de suelo obtenidas del espesor 0-5 cm y 5-15 cm se secaron al aire y fueron pasadas por tamices de 2,1 - 0,5 y de 0,25 mm de abertura. Se realizaron determinaciones de carbono orgánico (CO) mediante Walkey-Black (1934); y carbono liviano (CL) por Ritcher et al., (1975) . La determinación de la estabilidad estructural (De Boodt y De Leehneer, 1958) se realizó solo en el espesor 0-5 cm. Las medias entre tratamientos fueron comparadas mediante el test de Tukey a un nivel de significancia del 0.05.

Carbono orgánico (CO).

A los 4 años de la cosecha la concentración CO de los espesores 0-5 y 5-15 cm fue alterada según el sistema de preparación del terreno aplicado (Figura 1). En los tratamientos sin residuos (PI y ER) se presentaron las concentraciones más bajas, con niveles inferiores a PC del orden de 22 % en superficie y del 37 % en subsuperficie. La continua oxidación del CO nativo en aquellos tratamientos excedió los ingresos que podrían generarse por transformación de raíces del cultivo anterior y las malezas que se encuentran desarrolladas en el sitio (Rasmussen y Parton 1994).

Figura 1: Concentración media de carbono orgánico a los 4 años de la cosecha, en el espesor 0-5 cm y 5-15 cm de un Ultisol con diferentes sistemas de manejo de residuos forestales y en un bosque nativo.

Letras minúsculas y mayúsculas distintas indican diferencias estadísticas entre tratamientos y espesores a un nivel de significancia del 0,05 mediante test de Tukey. PI: preparación intensiva, ER: extracción de residuos, PC: conservación de residuos, MN: monte nativo.

La concentración de CO en el tratamiento con residuos (PC) fue similar a la de MN en el espesor 0-5 cm y significativamente mayores (P:0.05) a él (24%) en el espesor 5-15 cm. N'dayegamiye y Anger (1993) también reportan un incremento en el CO del suelo cuando se adicionaron cantidades crecientes de residuos forestales. El aumento en el CO registrado en subsuperficie fue de tal manera que las concentraciones resultaron estadísticamente homogéneas (P:0.05) en todo el espesor 0-15 cm. Esto no se correspondería con lo comúnmente citado cuando se aplican estos sistemas de manejo, donde la deposición superficial de los residuos favorecería a un incremento del CO en los primeros centímetros de suelo. La similitud en ambas capas indicaría que el proceso de descomposición e incorporación desarrollado por los microorganismos se realiza de manera uniforme.

El CL es un estado de transición entre los residuos frescos y la MO estable. El aumento o disminución de los aportes de residuos orgánicos normalmente se asocian a un incremento o caída en los niveles de CL (Gregorich y Janzen 1996) y en consecuencia un cambio en el mismo sentido de la MO estable. En nuestro estudio pudimos observar este comportamiento. Los tratamientos sin residuos (PI y ER) perdieron una parte considerable (P:0.05) de CL y presentaron un 35 % menos de lo encontrado en el espesor 0-5 cm de PC, quien no fue estadísticamente diferente (P:0.05) de MN en ambos espesores (Tabla 1). En subsuperficie los cambios fueron notablemente mayores y del orden del 55 %. Aumentos en el CL como en el CO fueron hallados por N'dayegamiye y Anger (1993).

Tabla 1: Concentración media de carbono liviano a los cuatro años de la cosecha, en los espesores 0-5 cm y 5-15 cm, de un Ultisol con diferentes sistemas de manejo de residuos forestales y con bosque nativo.

Letras minúsculas y mayúsculas distintas indican diferencias estadísticas entre tratamientos y espesores a un nivel de significancia del 0,05 mediante test de Tukey. Los valores entre paréntesis indican el desvío estancar de la muestra. PI: preparación intensiva, ER: extracción de residuos, PC: conservación de residuos, MN: monte nativo.

El CL de este suelo representó aproximadamente un cuarto del CO, un valor característico de suelos de regiones tropicales debido a los acelerados procesos de transformación de la MO (Duxbury et al., 1989). El impacto negativo de la eliminación de los residuos se hace más evidente en este tratamiento PI cuando se advierte que el CL es 17 % de su CO y el 44 % del CL medido MN. En cambio en ER, el CL representa el 23 % su CO y el 64% del detectado en MN. Es probable que, a pesar de la falta de residuos y mantillo, la ausencia de quema y remoción del suelo haya contribuido a conservar parte del CL.

El DMPA fue alterado significativamente (P:0.05) según el tipo de sistema de preparación aplicado, siendo el efecto de mayor magnitud luego del tamizado en húmedo (Figura 2).El tamaño de los agregados de este estudio es más grande que los encontrados por Rojas (1997) en un suelo similar del sur de la provincia, clasificado como bien estructurado. En estos suelos la presencia de Al y Fe tienen una gran influencia sobre su estabilidad intrínseca (Oades, 1993, Muggler et al., 1999). Los agregados mas pequeños se encontraron en los tratamientos sin residuos, pero particularmente donde se aplicó PI (quema y laboreo). Mediante las labranzas los agregados son fraccionados, esto provoca la exposición de la MO que no era accesible a los microorganismos estimulando su oxidación. La fragilidad de los agregados en ER y PI fue cuando fueron sometidos a la energía del tamizado en agua.

En PC se encontraron agregados estables, similares a MN. Esto puede ser atribuido a la acción de agentes estructurantes de naturaleza transitoria (polisacáridos); o de naturaleza temporaria (raíces e hifas de hongos) (Tisdall y Oades 1983, Haynes 2000) que se desarrollaron ante la presencia de residuos en superficie, o bien, al aumento del CO debido a la descomposición de los residuos.

Figura 2: Diámetro medio ponderado de los agregados luego del tamizado en seco (DMPS) y del tamizado en agua (DMPH), en el espesor 0-5 cm de un Ultisol con diferentes sistemas de manejo de residuos forestales y con bosque nativo. 

Letras distintas indican diferencias estadísticas entre tratamientos a un nivel de significancia del 0,05 mediante test de Tukey. PI: preparación intensiva, ER: extracción de residuos, PC: conservación de residuos, MN: monte nativo.

El índice de inestabilidad estructural (CDMA): (DMPS-DMPH) mostró que PI (1.3 cm) >ER (1.08 cm)>PC (0.67 cm)>MN (0.52 cm). PC fue estadísticamente similar (P:0.05) a MN. Ambos sistemas sin residuos (PI y ER) fueron significativamente mayores a PC y MN, y PI fue mayor (P:0.05) a ER. Esto muestra que la eliminación de los residuos condujo a un fuerte proceso de desestabilización ya que tanto en PI como en ER el CDMA fue el doble de MN. Es posible que la falta de MO fresca, traducida en una caída en los tenores de CO, sea el responsable de este proceso, particularmente mas acentuado en PI por la labranza. La conservación de residuos promovió a la formación de agregados más estables, con un comportamiento similar al suelo sin disturbio.

Transcurridos cuatro años desde la cosecha la eliminación de los residuos como método de preparación del sitio provocó una caída en el CO y en la fracción liviana del carbono del suelo. El tratamiento PC mantuvo los niveles de CO y CL similares a MN. Las alteraciones inducidas por la eliminación de residuos fueron mas acentuadas en la fracción liviana. La eliminación de los residuos se tradujo en una disminución en la estabilidad de los agregados, notablemente mas acentuada en el tratamiento con quema y laboreo (PI). La conservación de residuos en superficie promovió a la formación de agregados mas estables, en comparación con las restantes practicas, y la estabilidad fue similar a MN.

Al Proyecto Forestal de Desarrollo SAGPyA-BIRF, por la financiación parcial del estudio. A APSA SA por la instalación y el mantenimiento del área experimental y a Eduardo Vela por las determinaciones analíticas.

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