Carbono orgánico del suelo bajo sistemas de cultivo contrastantes y su relación con la capacidad de proveer nitrógeno

Abstract

Los contenidos de carbono (C) orgánico total (COT) y particulado (COP) del suelo disminuyen con los años bajo agricultura y su variación afecta muchos procesos edáficos que determinan la productividad (e.g. la provisión de nitrógeno (N)). Las variaciones de COT y COP son dependientes del balance entre los aportes y la pérdida de C del suelo. Se hipotetiza que en molisoles del Sudeste Bonaerense: i) los cambios en COT y COP en la capa arable, son más dependientes del aporte carbonado de la secuencia de cultivos utilizada que del sistema de labranza (SL) empleado, ii) el contenido de COP es dependiente de las características de los residuos devueltos por el cultivo antecesor inmediato, y iii) las variaciones de COT y COP se relacionan con la capacidad del suelo de proveer N, independientemente del SL y de la secuencia de cultivos. Se determinaron el COT y el COP de muestras tomadas anualmente de 0-5 y 5-20 cm de un ensayo en Balcarce entre 2005 y 2011. El ensayo comprendió dos SL (convencional (LC) y siembra directa (SD)) y tres Secuencias de cultivos (con tres alternativas (Series) cada una), incluyendo maíz (M), trigo (T) y soja (S): MMT, MST y SST. El M y el T fueron fertilizados con N (FN). Hubo disminuciones diferenciales en COT y COP entre SL (sin disminución bajo SD y con disminuciones de 0,34 y 0,39 Mg ha-1 año-1 bajo LC, respectivamente) sólo en la capa de 0-5 cm. En la capa arable completa, aquellas variables disminuyeron con los años de agricultura (0,30 y 0,26 Mg ha-1 año-1, respectivamente), independientemente del SL. No se observó una disminución diferencial de COT ni de COP asociada a las combinaciones de cultivos, independientemente del SL. Tampoco se observó un efecto de las características del cultivo antecesor inmediato sobre el contenido de COP. Asimismo, el COT y el COP presentaron una dinámica similar a la reportada para NAN. No obstante, las relaciones entre NAN y COT y NAN y COP, si bien fueron significativas, presentaron bajos R2 (0,55 y 0,57 (0-5 cm), 0,09 y 0,10 (5-20 cm), 0,18 y 0,17 (0-20 cm), respectivamente). La FN (frecuencia, dosis) puede haber enmascarado los efectos esperados en la relación del COP y COT con el aporte de C por los residuos y, además, de aquéllas con el NAN, por afectar las condiciones de descomposición y transformación de los materiales orgánicos. Las evidencias reunidas no sostuvieron las hipótesis planteadas.

Soil total (COT) and particulate (COP) organic carbon (C) contents decrease over the years under cropping. Its variation affects many soil processes that determine soil productivity (e.g. nitrogen (N) supply). COT and COP changes depend on the balance between C input and loss. For mollisols of the southeastern region of Buenos Aires province, it was hypothesized that: 1) COT and COP content decrease in the arable layer and vary as a function of the crop sequence regardless of the tillage system (SL), ii) COP content depends on the immediate preceding crop residue characteristics, and iii) changes in COT and COP are related to the soil N supplying capacity, regardless of the SL and crop sequence. Total organic C and COP were determined in soil samples taken annually at 0-5 cm and 5-20 cm depths in a long-term experiment in Balcarce between 2005 and 2011. The experiment comprised two SL (conventional (LC) and no-till (SD) and three crop sequences (with three alternatives (Series) for each one), including corn (M), wheat (T) and soybean (S): MMT, MST y SST. Corn and T were fertilized with N (FN). There were differential decreases in COT and COP among SL (no decrease under SD and decreases of 0.34 and 0.39 Mg ha-1 yr-1 under LC, respectively) only at the 0-5 cm layer. In the whole arable layer COT and COP decreased over the years under cropping (0.30 and 0.26 Mg ha-1 yr-1, respectively), regardless of the SL. No differential COT nor COP decrease was detected related to crop sequences, regardless of the SL. Neither was there an effect of the immediately preceeding crop residue characteristics on COP content. Likewise, COT and COP showed similar dynamics than reported for NAN. Relationships between NAN and COT and NAN and COP were significant although with low R2 (0.55 and 0.57 (0-5 cm), 0.09 and 0.10 (5-20 cm), 0.18 and 0.17 (0-20 cm), respectively). Frequency and rate of FN may have masked the expected effects of the amount of residue C input on COT and COP and, besides, on the relationship of these two variables and NAN. Nitrogen fertilization affects organic material decomposition and transformation dynamics. The experimentally obtained evidences did not support the posed hypotheses.