Mediación biológica para el aumento del carbono y nitrógeno orgánicos en el suelo

VANINA MAGUIRE; JUAN PEDRO EZQUIAGA; ANDRÉS ALBERTO RODRÍGUEZ; PEDRO JOSÉ BOUILLY; MAXIMILIANO GORTARI; ANDRÉS GÁRRIZ; OSCAR ADOLFO RUIZ

PROARROZ

ISSUU

Lugar: Concordia; Año: 2021

2591-6254

Mediación biológica para el aumento del carbono y nitrógeno orgánicos en el suelo Una práctica sustentable para incrementar la productividad arroceraPor Dra. Ing. Agr. Vanina Maguire, Ing. Agr. Juan Pedro Ezquiaga, Dr. Andrés Alberto Rodríguez, Pedro José Bouilly, Ing. Agr. Maximiliano Gortari, Dr. Andrés Gárriz y Dr. Oscar Adolfo RuizInvestigadores del Instituto Tecnológico Chascomús (INTECH)De la mano de los propios productores, que ante la notoria disminución de los niveles de materia orgánica del suelo que impactaban directamente en los rendimientos del arroz, en los últimos años se han buscado alternativas para mantener y/o aumentar la productividad en un marco de sostenibilidad económica y ambiental. Dichas alternativas, involucran la rotación con pasturas mixtas perennes ha surgido como opción a dichos sistemas tradicionales como aporte productivo sustentable.Por muchos años, el concepto de monocultivo y el doble cultivo arroz-soja, han sido los sistemas de cultivo de arroz tradicional en Argentina, los cuales se alternan de manera dependiente de los vaivenes de los precios del mercado. Sin embargo, a pesar de que esta práctica ha sido sostenida gracias a la alta fertilidad natural de los suelos arroceros, los mismos son muy susceptibles a ser degradados desde un punto de vista de su estructura, fertilidad fisicoquímica y biológica. Es por esto que, en años recientes, la rotación con pasturas perennes de gramíneas y leguminosas ha surgido como opción a dichos sistemas tradicionales como aporte productivo sustentable. Dicha propuesta de intensificación agrícola, tratando de ocupar el suelo los doce meses del año a base de rotaciones con pasturas perennes y ganadería, además de aportar reposición de nutrientes con resultado beneficiosos tanto desde lo productivo como de lo ambiental, pueden ser una alternativa de diversificación económica.El hecho de incorporar especies leguminosas que se adaptan muy bien a la zona en el ciclo de la pastura brinda la posibilidad de contar con una fuente extra de nitrógeno (N) de origen biológico hacia el sistema suelo-planta que contribuye de manera indirecta pero significativa a mejorar la captura de carbono (C) por el suelo. La capacidad de fijación biológica de N con la que cuentan las leguminosas del género Lotus spp. contribuye, en una alta proporción, a la incorporación de este nutriente esencial al sistema, haciéndolo disponible tanto para las demás especies que componen la pastura como para el subsiguiente cultivo de arroz. Como parte de la diversidad microbiana edáfica de la pastura, existen cepas de rizobios nativas que naturalmente nodulan a Lotus spp. de manera eficiente.Por lo tanto, con el objetivo de generar practicas sustentables para incrementar la productividad del arroz en Argentina, investigadores del INTECH, realizaron un trabajo de investigación para determinar la capacidad del sistema de doble cultivo de arroz y pastura que incluyó Lotus, como vía para incorporar C y N orgánicos al suelo dentro del ciclo en la etapa de pastura y para su consumo y extracción por parte del cultivo de arroz en la siguiente etapa. Al mismo tiempo, el estudio abarcó el análisis del potencial de microorganismos fijadores de N adaptados a los suelos arroceros, con capacidad de asociarse a las plantas de Lotus spp., para su uso como inoculante comercial que potencie la capacidad del sistema de doble cultivo. "Mediante nuestro trabajo, buscamos cuantificar la magnitud del aporte de C y N orgánicos al suelo que proporciona la presencia de Lotus, una especie muy bien adaptada a los suelos de Entre Ríos, como componente de una pastura mixta dentro de un sistema arroz-pastura. El objetivo fue comparar este resultado con el determinado en un sistema de monocultivo de arroz, pero también y, sobre todo, saber qué tan lejos están los niveles de C y N orgánicos del sistema de doble cultivo respecto de los registrados en un suelo sin historia agrícola" Cuanto carbono y nitrógeno orgánicos aporta un sistema de arroz-pastura perenneEn el Establecimiento Monte Verde ubicado en la localidad de Chajarí, en el Departamento Federación, se llevó a cabo un estudio para determinar la magnitud del contenido de C y N orgánicos en tres tipos de suelos y en dos estratos de 0-10 cm y 10-30 cm de profundidad. Como referencia, las determinaciones de C y N orgánicos se realizaron en un suelo carente de historia agrícola. Paralelamente, se registraron los niveles de C y N orgánicos en dos suelos con diferentes sistemas de cultivo de arroz, rotación arroz-pasturas y monocultivo. El primer resultado obtenido fue el del contenido de carbono orgánico total (COT) presente en la materia orgánica, el cual es menos susceptible a los efectos de las prácticas agronómicas a corto plazo. El COT del suelo sin historia agrícola, determinado en porcentaje, se ubicó en valores de entre un 3 a 4% de suelo total entre ambos estratos. Dicho contenido fue 55-60% menos en un suelo con sistema de monocultivo de arroz. Sin embargo, y de manera contrastante, dicha caída fue de 15-20%, en el caso del suelo con sistema arroz-pastura. El segundo resultado fue el del contenido de carbono orgánico lábil (COL) una fracción del carbono orgánico más sensible a los efectos de los cambios de manejo, debido a que representa una fuente de carbono consumida rápidamente por los microorganismos del suelo. El porcentaje de COL registrado en el suelo sin historia agrícola fue de 0.45-0.80% de suelo total. Dicho contenido también sufrió una caída promedio notable del 70% para el sistema de monocultivo. Para el sistema de doble cultivo, también se registró una caída del 45% de dicho contenido en el estrato de 0-10 cm, pero menor aún, fue la caída de 25% registrada en el estrato de 10-30 cm. Por su parte, los contenidos de N orgánico total (CNT) también presentaron variaciones sustanciales en relación con el manejo agrícola. En el suelo sin disturbar los valores porcentuales de CNT promediaron el 0.3% del total de suelo. Dicho contenido cayó en promedio un 55% para el suelo con monocultivo mientras que, para el sistema de doble cultivo, dicha caída promedió un 25% respecto de suelo sin historia agrícola. Sin embargo, teniendo en cuenta la variación, no se observaron diferencias sustanciales entre ambos suelos, en particular para el estrato de 10-30 cm de profundidad.La presencia de leguminosas como componentes de las pasturas en el sistema de rotación con arroz, podría explicar el ?enriquecimiento? en N que se observa en este suelo. Mediante la FBN, las leguminosas incorporan al sistema suelo-planta un elemento esencial para su crecimiento y desarrollo. Por este motivo se procedió a estimar la cantidad de N atmosférico que fija Lotus spp. en este ambiente.Porcentaje de nitrógeno orgánico aportado por Lotus y presencia de microorganismos fijadores de nitrógeno en el suelo arroceroUn estudio paralelo al anterior estimó que el porcentaje de N orgánico derivado de la fijación atmosférica de Lotus proveniente del sistema arroz-pastura fue de más del 75%, siendo el resto obtenido del N mineral del suelo. Dicho aporte nutricional fue atribuido al resultado de la asociación de las plantas de Lotus con microorganismos del tipo rizobios, nativas o naturalizadas del suelo de dicho sistema. "El estudio no solo demostró que la presencia de Lotus en la pastura tuvo un rol crucial en el aporte de nitrógeno orgánico al suelo. Además, sirvió para detectar la presencia de microorganismos nativos de los suelos arroceros entrerrianos, asociados a las raíces de plantas de Lotus. Algunos de dichos microorganismos del tipo rizobio, no sólo tenían capacidad fijadora de nitrógeno ambiental, sino que también, eran capaces de promover el crecimiento de de las plantas de Lotus en una proporción mayor que el inoculante comercial actualmente recomendado para Lotus. Sin duda, estos microorganismos son una fuente potencial para desarrollar y producir inóculos específicamente desarrollados para cultivar Lotus en Entre Ríos, bajo un sistema de doble cultivo arroz-pastura perenne" En relación con esto, en un ensayo paralelo se estudió la presencia de rizobios asociados a raíces de plantas de Lotus spp. presentes en el suelo de la rotación arroz-pasturas. A partir de dicho estudio, se destacó un rizobio aislado denominado RIZ17. Dicho rizobio, no solo tenía la capacidad de formar nódulos de fijación de N asociados a las raíces de Lotus, sino que además, dicha asociación produjo incrementos de más del 100% en área foliar y del 13% en N total de la parte aérea de las plantas de lotus, en comparación con tratamiento con el inoculante comercial. Hacia un sistema de cultivo de arroz alternativo y sustentableLos resultados observados en este trabajo dan cuenta de la importancia de un buen manejo para aminorar las pérdidas potenciales de C y N del sistema. La implementación de rotaciones con pasturas que incluyan especies leguminosas es de gran relevancia en este sentido ya que se cuenta con un aporte de N adicional al sistema que no tiene costo para el productor agropecuario. Existen en el suelo diversas especies de rizobios con capacidad de nodular de manera eficiente a las leguminosas, microorganismos adaptados a ese suelo con gran potencial de utilización como inoculantes.Agradecemos la buena disposición de Diego Martín Fuhr en la realización de los ensayos mencionados en el Establecimiento Monte Verde, Chajarí, Entre Ríos.