SEDE PALMIRA

EFECTO DE LAS FUENTES ORGÁNICAS OBTENIDAS DE LOS SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES DE LA CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum officinarum L) Y EL PLÁTANO (Musa spp.) SOBRE LA ACTIVIDAD MICROBIANA Y ENZIMÁTICA EN EL SUELO

CLAUDIA ALEJANDRA SALAMANCA ROMERO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS PALMIRA VALLE 2008

EFECTO DE LAS FUENTES ORGÁNICAS OBTENIDAS DE LOS SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES DE LA CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum officinarum L) Y EL PLÁTANO (Musa spp.) SOBRE LA ACTIVIDAD MICROBIANA Y ENZIMÁTICA EN EL SUELO

CLAUDIA ALEJANDRA SALAMANCA ROMERO Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar el título: Master en Ciencias Agrarias Con Énfasis en Suelos

Director. RAUL MADRIÑAN MOLINA I.A. Ph. D. Profesor asociado. Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS SEDE PALMIRA 2008

i

DEDICATORIAS

Dedico este proyecto a Dios por ser quien ha estado a mi lado en todo momento dándome las fuerzas necesarias para continuar luchando día tras día y seguir adelante rompiendo todas las barreras que se me presenten.

A mi mamá porque gracias a ella soy quien soy hoy en día, siempre me ha dado ese cariño y calor humano necesario, ha velado por mi salud, mis estudios y entre muchas otras cosas que no terminaría de escribir.

Le agradezco al Profesor Raul Madriñan Molina quien dirigió este proyecto y quien a sido como un padre para mí, siempre escuchando y aconsejando, dando regaños, compartiendo tristezas y alegrías de las cuales estoy muy segura que las ha hecho con todo el amor del mundo para formarme como una persona integral y de las cuales me siento extremadamente orgullosa.

Le agradezco a mi gran amiga y compañera Diana Maria Delgado quien siempre estuvo

a mi lado, ayudandome a culminar con éxito este

proyecto, compartiendo todos esos secretos, aventuras y estando alerta ante cualquier problema que se me pudiese presentar.

A Nubia Rodriguez, Maria Isabel Moreno y Marco Tulio Alvarez por estar siempre dandome su apoyo profesional y emocional en aquellos momentos en los que se me derrumbaba el mundo.A el Ingeniero Roberto Cortes por su colaboración desinteresada, un hombre brillante que sin su conocimiento

y ayuda,

no hubiera podido

realizar algunas

determinaciones .

ii

“La facultad y los jurados no se hacen responsables de las ideas emitidas por los autores de la misma” Artículo 24, Resolución 04 de 1974

iii

RESUMEN

En Colombia y en especial en departamentos como el Valle del Cauca, se ha afianzado la producción de caña de azúcar y plátano, convirtiéndose en un departamento pionero en la producción y procesamiento de dichos cultivos. En el contexto nacional se estima que aproximadamente 172.000 Has son cultivadas con caña de azúcar y 17.130 Has en plátano, estos cultivos generan volúmenes importantes de subproductos como Cachaza, Bagazo, Vinazas y Raquis, que se han convertido en riesgo e impacto ambiental negativo.

Es por ello que este proyecto busco opciones para el uso

y manejo

eficiente de estos subproductos agroindustriales antes citados y su influencia

sobre las

propiedades biológicas y bioquímicas del suelo,

como en la proliferación de microorganismos productores de enzimas. Los tratamientos que se emplearon fueron: Lixiviado de raquis 10 m3/ha, Vinaza 50 m3/ha, Cachaza

40 ton/ha, Bagazo14 ton/ha– cachaza 26

ton/ha – vinaza 25 m3/ha, Bagazo14 ton/ha– cachaza 26 ton/ha – 5 m3/ha, Bagazo 14 ton/ha - cachaza 26 ton/ha, Testigo convencional (compost Ingenio Providencia) y Testigo Absoluto.

Como el trabajo fue orientado fundamentalmente a determinar la actividad y biomasa microbiana, así como la actividad enzimática de la nitrogenasa y ureasa, se demostró que estas variables en estudio fueron afectadas por el tipo de tratamiento empleado.

Al comparar la actividad bioquímica obtenida por la utilización de los residuos orgánicos con el compost en evaluación, se pudo observar que es posible reducir costos de infraestructura empleada para la fabricación

iv

de dicho compost, obteniendo iguales o mejores resultados, es decir, que si es posible reducir la cantidad de fertilizantes convencionales empleados para nutrir los cultivos de caña de azúcar en el Valle del Cauca, aplicando los residuos sin un proceso de compostaje.

Además, ante la creciente demanda de abonos orgánicos en el país, se hace necesario contar con información tan valida como la obtenida en este trabajo, acerca de la forma de acción de enzimas bacterianas y del efecto que en el tiempo y el espacio, tienen sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos.

Es por ello que este

estudio contribuye a consolidar en concepto de

“Agricultura Sostenible” entendido este como el manejo efectivo de los recursos biológicos, físicos, químicos y sociales, que permita satisfacer las necesidades cambiantes de la sociedad mientras se mantiene o mejora la base de ellos y se evita la degradación ambiental.

Palabras clave: Bagazo, Cachaza, Vinaza, Raquis, Actividad microbiana, biomasa microbiana, actividad ureasa, Actividad Nitrogenasa.

v

ABSTRACT

In Colombia and especially in departments such as the Valle del Cauca, has strengthened the production of sugar cane and bananas, becoming a pioneer in the production department and processing of such crops. In the national context it is estimated that approximately 172,000 you are cultivated with sugar cane and bananas 17,130 you in these crops generate large volumes of products such as filter cake, bagasse, vinasse and Spine, which have become negative environmental impact and risk.

That is why this project looking for options to use and efficient management of these agro-products mentioned above and their influence on the biochemical and biological properties of soil, as in the proliferation of microorganisms producing enzymes.

The treatments that were used were: 10 m3/ha Lixiviado of spinal column, Vinaza 50 m3/ha, filter cake 40 tons / ha, Bagazo14 ton/ha- filter cake 26 tons / ha - 25 vinaza m3/ha, Bagazo14 ton/ha- filter cake 26 tonnes / ha 5 m3/ha, Bagasse 14 tons / ha - filter cake 26 tons / ha, conventional Witness

(compost

Ingenio

Providencia)

and

Witness

Absolute.

As the work was geared primarily to determine the activity and microbial biomass

and

enzyme

activity

of

urease

and

nitrogenasa

was

demonstrated that these variables in the study were affected by the type of treatment used.

vi

When comparing the biochemical activity obtained by the use of organic waste into compost with the assessment, it was noted that it is possible to reduce infrastructure costs used for the manufacture of this compost, getting equal or better results, that is, if possible reduce the amount of conventional fertilizer used to nourish the crops of sugarcane in the Valle del

Cauca,

applying

the

waste

without

a

composting

process.

Furthermore, in response to rising demand for organic fertilizers in the country, it's necessary to have information as valid as the one obtained in this work, on how to bacterial action of enzymes and the effect that in time and space, are on the physical, chemical and biological properties of soil.

That is why this study helps to consolidate the concept of "Sustainable Agriculture" understood this as the effective management of biological resources, physical, chemical and social rights, to meet the changing needs of society while maintaining or improving the basis of themselves and avoiding environmental degradation.

Keywords: bagasse, filter cake, viñaza, Rachis, microbial activity, biomass microbial activity, urease activity Nitrogenasa.

vii

TABLA DE CONTENIDO

Pag. INTRODUCCION

1

1.

JUSTIFICACIÓN

2

2.

OBJETIVOS

3

2.1

OBJETIVO GENERAL

3

2.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

3

3.

ESTADO DEL ARTE

4

3.1

FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO

4

3.2

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA EN LA RIZÓSFERA

5

3.2.1 Nitrogenasa

7

3.2.2 Ureasa

8

3.3

BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO

9

3.3.1 Funciones de la biomasa microbiana del suelo

10

3.3.2 Dinámica de la Biomasa Microbiana del suelo

10

3.4

ACTIVIDAD MICROBIANA DEL SUELO

12

3.5

COEFICIENTE METABÓLICO DEL SUELO

14

i

3.6

• • • 3.7 • 4.

SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES DE LA CAÑA DE AZÚCAR

14

Cachaza Bagazo Vinaza

15 17 17

SUBPRODUCTO AGROINDUSTRIAL DEL PLÁTANO

19

• Raquis de Plátano

19

MATERIALES Y METODOS

21

4.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL ESTUDIO

21

4.2

TAXONOMÍA DEL SUELO

21

4.3

DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO EN CAMPO

22

4.4

VARIABLES EVALUADAS EN EL EXPERIMENTO

24

4.5

DETERMINACIONES EN LABORATORIO

24

4.6

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN

26

5.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

27

5.1

BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO (BMS)

27

5.2

ACTIVIDAD MICROBIANA DEL SUELO (AMS)

32

5.3

COEFICIENTE METABÓLICO (CM)

36

5.4

ACTIVIDAD UREASA DEL SUELO (AUS)

38

5.5

ACTIVIDAD NITROGENASA DEL SUELO (ANS)

41

5.6

CORRELACIONES ENTRE VARIABLES EVALUADAS

44

6.

CONCLUSIONES

47

ii

7.

RECOMENDACIONES

49

BIBLIOGRAFÍA

50

ANEXOS

58

Anexo 1

59

Anexo 2

60

Anexo 3

61

Anexo 4

62

Anexo 5.

63

iii

LISTA DE TABLAS

TABLA

Pag.

Tabla 1. Características de la cachaza fresca a los 0 y 60 días de maduración. Datos de Arbelaez,(1992).

16

Tabla 2. Composición química del bagazo. Datos obtenidos de Reyes (2000)

17

Tabla 3. Composición de la vinaza concentrada a 60 oBrix (%p/p) Datos obtenidos de Informe PROQUIP SA, Brasil

18

Tabla 4. Porcentaje de materia orgánica y nutriente NPK para la vinaza concentrada a 60º Brix y vinaza seca.

18

Tabla 5. Descripción de los tratamientos y nombre de la variable

22

Tabla 6. Biomasa microbiana del suelo medida en µgr C / gr suelo

28

Tabla 7. Actividad microbiana del suelo medida en µgr C02 / gr suelo

33

Tabla 8. Coeficiente metabólico del suelo medida en qCO2/ h

36

Tabla 9. Actividad Ureasa del suelo en µmoles N-NH4/(grss*h)

39

Tabla 10. Actividad nitrogenasa del suelo en nmoles N-NH4/(gss*h)

42

Tabla 11. Matriz de Correlaciones de las Variables en estudio

44

iv

LISTA DE GRAFICAS

GRAFICA

Pag.

Grafica 1. Ubicación geográfica del sitio de estudio

21

Grafica 2. Diseño estadístico de BCA empleado en el experimento.

23

Grafica 3. Biomasa microbiana del suelo medida en µgr C / gr suelo

28

Grafica 4. Actividad microbiana del suelo medida en µgr C02 / gr suelo

33

Grafica 5. Coeficiente metabólico del suelo medida en qCO2.

37

Grafica 6. Actividad Ureasa del suelo en µmoles N-NH4/(gr ss*h)

39

Grafica 7. Actividad nitrogenasa del suelo en nmoles N-NH4/(g ss*h)

42

v

INTRODUCCION

La fertilización del suelo está destinada a restablecer, conservar o acrecentar el potencial productivo del suelo, para que las plantas que se cultiven tengan todos los aportes

de nutrientes que requieren y así puedan desarrollarse

adecuadamente. Tomando como punto de referencia lo anterior se puede decir que los residuos agroindustriales de la caña de azúcar y el plátano, empleados como fertilizantes orgánicos contienen nutrimentos que pueden solventar las necesidades de elementos mayores y menores por parte de las plantas, pudiéndose emplear además para mejorar ciertas características físicas químicas y biológicas del suelo.

Estos subproductos agroindustriales, utilizados con una buena técnica de tiempo y aplicación incrementarían en el suelo la actividad bioquímica y reduciría así los costos de producción destinados para la compra de fertilizantes convencionales. Se debe tener en cuenta que no todos los nutrientes estarán disponibles para la planta, pero si servirán para que se desarrolle en el suelo una microfauna que ayude a asimilarlos por medio de complejos enzimáticos

que poseen los

microorganismos. De la actividad enzimática depende la asimilación de muchos nutrientes como es el caso de las enzimas Nitrogenasa y ureasa de la cual depende estrictamente

la fijación del nitrógeno, junto con ello,

el tipo de

fertilizante empleado, el tiempo y la forma como se aplique, ya que un exceso o una deficiencia de una fuente de nutrientes,

podría bajar a gran escala

la

producción y como consecuencia directa causar daños irreversibles a los agroecosistemas, por lo cual, se estudiaría previamente la utilización de estos subproductos empleados como fertilizantes en suelos cultivados con caña de azúcar en el valle del cauca.

1

1. JUSTIFICACIÓN

En

el Departamento del Valle del Cauca,

gran parte

de la sustentación

económica esta asociada a la producción agrícola, es por ello que la explotación masiva de los suelos para tal fin, junto con el uso de agroquímicos para incrementar el rendimiento de las cosechas, ha originado graves problemas en la salud y calidad de los suelos.

El uso desmedido de los fertilizantes y las aplicaciones excesivas en el suelo, han generado

una

problemática ambiental

bastante generalizada en donde el

fertilizante pierde su labor beneficiosa y pasa a ser contaminante del suelo.

Debido a esto, sea establecido una nueva conciencia sobre el manejo y uso de los residuos orgánicos procedentes de la industria agraria para emplearlos como fuentes de abonos orgánicos, como han reportado numerosas experiencias que demuestran que son ricos en nutrientes útiles para las plantas y que además pueden mejorar

el contenido de materia orgánica , la estructura del suelo, la

actividad microbiana y la fertilidad.

Por tanto, el uso de dichas fuentes, en este caso de residuos agroindustriales de la caña de azúcar y el plátano, podrían tener una influencia directa sobre la actividad y biomasa microbiana del suelo responsable del ciclaje de nutrientes, así, como de la bioquímica del suelo dada por actividad enzimática responsable de la asimilación de nutrientes por parte de las plantas.

2

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Determinar el efecto de las fuentes orgánicas obtenidas de los subproductos agroindustriales de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L) y el plátano (Musa spp.) sobre la actividad microbiana y enzimática del suelo.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS •

Determinar la actividad y biomasa microbiana en los tratamientos con los residuos agroindustriales.

•

Ajustar una metodología que permita evaluar la presencia y eficiencia de las enzimas nitrogenasa y ureasa en la asimilación de nitrógeno.

•

Evaluar la actividad de las enzimas Nitrogenasa y Ureasa en los diferentes tratamientos.

•

Correlacionar la actividad y biomasa microbiana con la producción de enzimas.

•

Evaluar los cambios producidos en los factores químicos y bioquímicos del suelo al aplicar los tratamientos.

3

3. ESTADO DEL ARTE

3.1

FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO

La tierra tiene millones de microorganismos que no han sido estudiados en su totalidad, actualmente se conocen algunos de ellos que ha sido motivo de estudio de diversos investigadores debido al beneficio y/o perjuicio que ellos traen a los cultivos. Para el crecimiento y desarrollo de las plantas el N2 es uno de los elementos más necesarios y el que comúnmente

es deficiente en el suelo

contribuyendo de manera directa a la disminución de los rendimientos. La forma más común de proveer al suelo de N2 es con la incorporación de fertilizantes nitrogenados sintéticos que afectan los agroecosistemas, contaminando las aguas superficiales y subterráneas que aumentan los niveles de óxido nitroso (N2O) producto del uso indiscriminado de estos fertilizantes y que contribuye junto con el CO2 y CH4 al calentamiento global. Cerón L. y Melgarejo L. (2005) reportan que

las

prácticas de manejo

convencionales como el arado, los patrones de cultivo y el uso de agroquímicos, han tenido influencia sobre la calidad del agua, la atmósfera, y han promovido la pérdida de la materia orgánica, reducción de la fertilidad, la capacidad de campo y la estabilidad estructural,

incrementado la erosión y el CO2 atmosférico,

contribuyendo de esta manera al

calentamiento global, debido a los niveles

elevados de gases asociados al efecto invernadero y las alteraciones en los ciclos hidrológicos que han producido cambios en el clima global y la reducción del

4

ozono, además

se

han generado cambios en la capacidad del suelo para

producir y consumir gases como CO2, óxido nitroso y metano. Para los sistemas agrícolas sostenibles, la fijación biológica del nitrógeno juega un papel importante

debido a que puede disminuir la necesidad de utilizar

fertilizantes nitrogenados de origen industrial, por medio de los microorganismos del suelo.

Estos microorganismos pueden actuar metabolitamente de 2 formas: la primera, cuando

poseen

dentro de las

nitrogenasa ò la segunda, de

células un complejo enzimático denominado manera extracelular por medio de la enzima

ureasa que convierte el N2 en formas asimilables por la planta como el ión amonio NH4+. Las especies se denominan heterótrofos diazotrofos y entre los cuales se encuentran las bacterias fijadoras de nitrógeno

de vida libre como

Azotobacter spp (aerobias) y Azospirillum spp (microaerobias),

bacterias

anaerobias facultativas como de enterobacter spp y Klebsiella pneumoniae, bacterias

del genero bacillus y pseudomonas y por ultimo las bacterias

anaerobias estrictas como las del genero clostridium (Acero N, 1997).

Algunas de estas bacterias

son utilizadas en Cuba y en Brasil como

transformadores de nitrógeno ó para producir vitaminas y sustancias promotoras del crecimiento que influyen en el desarrollo de las plantas y de esta

forma

obtener altos rendimientos en los cultivos. (FAO, 1995)

3.2

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA EN LA RIZÓSFERA

El suelo es denominado como un medio vivo donde interactúan una serie de organismos provocando cambios físicos , químicos y bioquímicos así como también la su

fuente y destino final de los nutrientes minerales

que determinaran

fertilidad y capacidad productiva .

5

Las enzimas son biomoleculas que elaboran las células para catalizar reacciones biológicas específicas de manera autónoma. Estas presentes extracelularmente en

enzimas pueden estar

moléculas solubles del sustrato

temporalmente formando un complejo

asociadas

el cual absorbe minerales de arcillas o

estar asociadas con los coloides húmicos. Las enzimas intracelulares pueden funcionar después de que las células mueren y comienzan a asociarse a células destruidas; estas son liberadas en la fase acuosa ,así las membranas de las células se rompen y eventualmente son absorbidas por los coloides del suelo que son aun activos. (Burbano, 1989;Alef y Nannipieri, 1995)

La actividad enzimática puede

es sensible al estrés ambiental,

considerar apropiadas

por esta razón se

para estimar la calidad del suelo (Trazar et al

,1998) que debe interpretarse como la utilidad del suelo para un propósito específico en una escala amplia de tiempo (Carter et al., 1997) y el estado de las propiedades dinámicas del suelo como contenido de materia orgánica, diversidad de organismos, o productos microbianos en un tiempo particular constituye la salud del suelo (Romig et al., 1995).

Por ello la medición de la acción de una determinada enzima es generalmente una determinación de la presencia o la actividad en el suelo teniendo en cuenta factores como el pH,

presencia o ausencia de inhibidores, las condiciones

climáticas, la vegetación, las propiedades físicas del suelo y

de las técnicas

agrícolas empleadas que influyen en ellas.

La valoración de la actividad enzimática especifica relacionada directa con los

ciclos de los nutrientes

podrían dar respuesta

de manera

de mayor interés para la agricultura

para algunas practicas en los cultivos.(nanninpieri, et al ,

1990)

6

3.2.1

Nitrogenasa

Este sistema enzimático cataliza la reducción de nitrógeno a amonio, compuesto que se utiliza para la síntesis de los aminoácidos, la reducción del acetileno, ciclopropano, oxido de nitrógeno entre otros liberando moléculas de H2 durante la reaccion. (Alef y Nannipier 1995).

8H + N2 + 8 e -------------- 2 NH3 + H2 Existen gran cantidad de microorganismos capaces de fijar nitrógeno como Azospirillum spp, capaz

de producir sustancias promotoras de crecimiento

durante la colonización de las raíces, esto estimula la longitud, la densidad de las raíces laterales y el incremento del área superficial, favoreciendo la mayor absorción de agua y nutrientes minerales que ayudan al rápido crecimiento de las plantas. También, se plantea como factor decisivo, la fijación no simbiótica de nitrógeno por parte de esta bacteria. Azotobacter Spp tiene la capacidad de de fijación de N2 y está relacionada estrechamente con la presencia en el medio de suficientes cantidades de fósforo (P) y potasio (K), siendo mayor el efecto del P. El género

Azotobacter

presenta

alta

capacidad

de

biodegradación,

muy

especialmente para la oxidación de compuestos fenólicos sustituidos. Este hecho resulta de especial interés, basándose en recientes observaciones que muestran como estas bacterias aumentan su actividad biológica (incluyendo la capacidad fijadora de N2) en suelos agrícolas adicionados de residuos que poseen un alto contenido en sustancias fenólicas, pudiéndose sugerir que estos microorganismos pueden contribuir a la biotransformación de este tipo de residuos cuando se usen como fertilizantes.

•

Factores que afectan la fijación del nitrógeno por la nitrogenasa

Algunos os factores que afectan el mecanismo de fijación de nitrógeno por la nitrogenasa (Stewart, W. D. et al, 1978) son los compuestos nitrogenados que

7

inhiben la enzima por la presencia de compuestos nitrogenados como amonio o nitrato. Otros nutrientes como el molibdeno y el hierro son muy necesarios en el complejo de la Nitrogenasa, ya que aquí esta contenida el compuesto Mo-Fe. Reguladores de la actividad de la nitrogenasa El ADP es un potente inhibidor de la Nitrogenasa cuando la relación ATP/ADP es igual o inferior

a 0.5 esta queda totalmente vedada.

Los inhibidores más

competitivos son el acetileno y el CO2 y debido a esto la Nitrogenasa tiene más afinidad con el nitrógeno. La actividad de la Nitrogenasa se ve incrementada con: un pH cercano a la neutralidad, un nivel alto de humedad y baja tensión de oxigeno.

3.2.2

Ureasa

La enzima ureasa cataliza la hidrólisis de la urea, produciendo CO2 y NH4+; en este proceso se ve asociado con la esencialidad del níquel (Ni2+), es esencial para las plantas que se abonan con urea o con sus derivados ya que juega un papel importante en el metabolismo nitrogenado. CO(NH2) 2 + H+ + H2O

2 NH4+ + HCO3

La hidrólisis genera un incremento significativo del pH alrededor del granulo de urea, ya que consume protones: Ese incremento de pH desplaza el equilibrio del amonio y amoniaco favoreciendo la volatilización del NH4+. Algunos de los habitantes del suelo especializados en la descomposición de la materia orgánica pueden determinar la capacidad de un organismo de desdoblar la urea formando dos moléculas de amoniaco por acción de la enzima ureasa y es característica de todas las especies de Proteus, Citrobacter freundii y Klebsiella pneumoniae.

8

•

Factores que afectan la fijación del nitrógeno por la ureasa

La actividad de la ureasa se ve afectada por el contenido de agua, Temperatura, pH y capacidad buffer, Capacidad de intercambio Catiónico (CIC) y Compuestos nitrogenados.

•

Reguladores de la actividad de la ureasa

Las fosforamidas como el nBPT (N-butil – tiofosforic triamide) son inhibidores de actividad de la ureasa reduciendo la velocidad de la hidrólisis y por ende minimiza las pérdidas de nitrógeno en forma de NH3 por volatilización. (Tabatabai M.A.; Bremner J.M .1972)

3.3

BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO

La biomasa microbiana es una fracción activa que tiene 2 funciones esenciales en el suelo, el primero, es actuar como agente en la descomposición de los residuos vegetales del suelo con la consecuente liberación de nutrientes tales como C, N, P y S (Jenkinson y Ladd, 1981) y segundo, como un “pool labil” de nutrientes. La correlación de la dinámica de la biomasa con la materia orgánica del suelo es alta en cualquier ecosistema, puesto que todo el material orgánico que se incorpora al suelo debe pasar por la biomasa microbiana (Burbano, 2002).Esta

biomasa

determina el sostenimiento de la productividad del

agroecosistema, porque constituye un medio de transformación para todos los materiales orgánicos del suelo, que es independiente de la función de cada uno de los miembros de la comunidad microbiana. Por esta razón su estimación contribuye al conocimiento de fertilidad del suelo y el sostenimiento

de esta

característica en el tiempo, efectivamente cuanto más nutrida está la planta, más intensa es la biomasa en la rizósfera (zona del suelo donde las raíces inducen la proliferación de microorganismos) y más resistente es la planta a la agresión por patógenos. (Primavesi, 1984)

9

3.3.1

Funciones de la biomasa microbiana del suelo

Investigaciones

destacan la importancia de la fauna

del

suelo en la

descomposición y mineralización de residuos orgánicos, formación de materia orgánica, ciclaje de nutrientes y características de la estructura del suelo, características biológicas, químicas y físicas de los suelos que se usan como indicadores de la calidad del suelo (Burbano, 2002).

La fauna del suelo interviene en las transformaciones de la materia orgánica, afectando de esta forma la producción de mayor cantidad y calidad de los nutrientes disponibles para la planta. Esto involucra el desarrollo de innumerables interacciones de tipo físico, químico y biológico promovidas por la liberación de sustancias como aminoácidos, proteínas, enzimas, azúcares, ácidos orgánicos, etc. o

por los exudados de la

rizósfera, que mantienen el equilibrio de las

poblaciones microbianas en el suelo rizosférico. (Cadena, 1998-1999).

3.3.2

Dinámica de la Biomasa Microbiana del suelo

La atmósfera del suelo tiene un efecto directo sobre la actividad microbiológica y la composición del aire difiere de aquella correspondiente a la atmósfera.

El

contenido de CO2 en la atmósfera en volumen está alrededor de 0.03%, mientras que en el suelo es aproximadamente de 0.2 a 1.0% en horizontes superficiales, aumentando en horizontes más profundos. El aire del suelo tiene menos oxígeno (aproximadamente 20.3% en comparación con 20.99% de la atmósfera). Los más altos niveles de CO2 resultan de la respiración de los organismos vivientes, proceso que consume O2 y libera CO2; lo que muestra que el O2 es esencial en la atmósfera del suelo (Burbano, 1989).La cantidad de CO2 en el suelo, varía con el contenido de materia orgánica, la porosidad del suelo, los contenidos de humedad, la profundidad de los horizontes y también

los factores medio-ambientales

influyen tanto en el desarrollo como en el desempeño de las funciones de los microorganismos ( Benjumea, 1998).

10

Las arcillas y la materia orgánica juegan un papel fundamental en la actividad microbiana. Las arcillas como las partículas más finas del suelo, exponen mayor área superficial por unidad de masa en comparación con las arenas y limos, factor que se relaciona directamente con las actividades que cumplen y que las convierten en uno de los constituyentes reactivos más importantes del suelo (Burbano, 1989; Charry, 1987; Gómez, 1997).Las arcillas están encargadas de darle al suelo características químicas como son el pH, capacidad de intercambio catiónico, entre otras. Sus cualidades inciden sobre las propiedades físicas como el control de movimientos de la solución del suelo, la determinación de la magnitud de dichos movimientos en el perfil y juegan un papel fundamental en la absorción rápida de enzimas extracelulares reduciendo así la biodegradación (Charry, 1987).

En lo que respecta a la materia orgánica, diversos investigadores se han preocupado por los efectos de la adición de materia orgánica humificable. En estudios sobre la mineralización de carbono orgánico y nitrógeno en suelos mejorados con diferentes materiales orgánicos, concluyeron que estos aumentan significativamente el carbono potencialmente mineralizable, incremento que depende del enmendante utilizado y de las condiciones del suelo;

afectan el

balance neto de nitrógeno del suelo y dan lugar a las variaciones en la proporción de nitrógeno potencialmente mineralizable (Hernández et al, 1992).El carbono no descompuesto se transforma, de una parte, en sustancias húmicas en neoformación y por otra, en fracción residual de la materia orgánica del suelo difícilmente atacable por los microorganismos; esta última fracción continúa en el suelo después de un año de incubación (Gómez et al, 1997).

11

3.4

ACTIVIDAD MICROBIANA DEL SUELO

La actividad biológica en el suelo, ocurre con mayor intensidad en la región llamada rizósfera, la cual está conformada por aquella porción del suelo sobre el cual influyen física, química, y biológicamente las raíces de las plantas; es una zona de gran interés agrícola, porque en ella se producen las interacciones de los microorganismos y las plantas superiores; no es una región bien definida y homogénea sino que existe un gradiente de estimulación de los microorganismos desde la superficie de la raíz hasta 1 o 2 mm. (Benjumea, 1998).

Las interacciones de los microorganismos y las plantas en el suelo, estiman una actividad metabólica por parte de los microorganismos del suelo que se caracteriza por alto consumo de oxígeno, exaltada producción de dióxido de carbono e influenciada por el del sistema radical de las plantas, el cual modifica substancialmente

las

condiciones

en

las

cuales

se

desarrollan

los

microorganismos, generando relaciones que pueden ser favorables para el microbio y la planta ,desfavorable para uno de los dos ò sin influencia alguna sobre ellos; efectivamente, la magnitud de la mineralización de dicho carbono, es decir, la liberación de CO2 es proporcional a cantidad de materia orgánica e igualmente existe una relación entre la toma de oxigeno y el porcentaje de humus (Burbano, 1981)

Para que los microorganismos puedan asociarse con las raíces deben desarrollar primero mecanismos de reconocimiento que propicien la interacción; el establecimiento o no de dichos mecanismos y por tanto la asociación depende, del tipo de suelo, la humedad, la materia orgánica y la temperatura entre otros factores.

Son múltiples las formas de acción de los microorganismos de la

rizosfera; en términos generales su efecto es beneficioso y comprende tres aspectos fundamentales:

•

Abastecimiento a las plantas con sustancias nutritivas.

12

•

Síntesis de vitaminas y sustancias promotoras de crecimiento.

•

Protección a la planta del ataque de patógenos.

(Citado por Duran, 2002).

La importancia de los microorganismos en ambientes naturales como el suelo, está dada por su ubicuidad, su diversidad y principalmente por el conjunto de actividades que desarrollan beneficiando la nutrición de las plantas. La capacidad de diversos grupos microbianos para mineralizar sustancias orgánicas en los alrededores de las raíces, pone a su disposición formas minerales asimilables de nitrógeno, azufre y fósforo entre otros nutrientes. La síntesis de gran cantidad y diferentes tipos de sustancias estimulantes del crecimiento vegetal, su participación en la degradación de la materia orgánica, cuyos componentes son fuente de nutrientes y energía para la formación y desarrollo de las células; en la descontaminación del aire, agua y hasta del mismo suelo, también en la generación de energía, inmovilización de la biomasa microbiana, producción de sustancias

quelatantes,

reacciones

enzimáticas

de

oxido-reducción;

modificaciones del pH del suelo; reducción de formas oxidadas de varios nutrientes; producción de ácidos orgánicos e inorgánicos con acción solubilizadora de

compuestos

orgánicos;

transformaciones

bioquímicas,

producción

de

compuestos tóxicos; formación de agregados estables en el suelo; producción de enzimas, vitaminas y cofactores; control de fitopatógenos, etc., son acciones que solo son explicables cuando se analiza el papel fundamental que cumplen los microorganismos en el suelo y su interacción con la planta y el medio ambiente (Gómez, 1997 ;Fernández y Novo, 1988; Burbano, 1989)

13

3.5

COEFICIENTE METABÓLICO DEL SUELO

El Coeficiente Metabólico se determina relacionando los datos obtenidos de la actividad microbiana total, el número de horas que estuvieron las muestras en incubación. ActividadMicrobiana QMCO2 = HorasIncubacion BiomasaMicroiana

Según Bolaños M. (2006) este es un cociente que relaciona la AMS, traducida como

la mineralizacion (degradacion)

de la materia organica

que produce

moleculas simples, con la produccion de moleculas complejas a a partir de las simples por la

BMS y que supone una inmovilizacion, es decir, la razon entre

dos procesos biologicos de catabolismo/anabolismo y que basicamente indica el gasto de carbono que se obtiene de la mineralizacion de un sustrato en unidad de tiempo por unidad de BMS.

3.6

SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES DE LA CAÑA DE AZÚCAR

Las

grandes cantidades de subproductos generadas en los procesos de

producción de alcohol carburante y azúcar refinada por parte de los ingenios azucareros, se han convertido en contaminantes de suelos y aguas cuando no son manejados o utilizados apropiadamente; aunque a ciencia cierta no se sabe cuanto volumen se genera de residuos agroindustriales de Vinaza, Cachaza y Bagazo en el Valle del Cauca, basta con estimar

que se esta produciendo

alrededor de 30 a 50 Kg de cachaza por cada tonelada de caña que se lleva a la fábrica, 13 litros de vinaza por cada litro de alcohol obtenido y de acuerdo con datos obtenidos de

CENICAÑA, once ingenios del departamento

produjeron

5´885.625 toneladas de bagazo de caña en el año 2005.(Molina, E. et al, 1999; NOTICyT , 2006)

14

Una alternativa es buscar opciones para su uso eficiente proyectándolos hacia la agricultura, dado sus altos contenidos de nutrimentos que pueden complementar las necesidades de elementos mayores y menores en los cultivos, por lo cual, vienen siendo empleados como fertilizantes orgánicos. No obstante, se hace necesario tener un conocimiento más amplio de las interrelaciones que se puedan dar al aplicar estas sustancias solas o en mezclas en la agricultura.

Como no todos los nutrimentos estarán disponibles para la planta al momento de la aplicación, si servirán para que se incremente y desarrolle en el suelo la actividad bioquímica de la microfauna, que ayudará a degradarlos, asimilarlos y suministrarlos a ella, por medio de complejos enzimáticos y además, es de esperarse que se reduzcan los costos de producción destinados para la compra de fertilizantes convencionales.

Cuando se emplean fertilizantes (independiente de su origen) muchos procesos de fijación y asimilación dependen, tanto de la actividad enzimática de la microbiota existente, como de las plantas, ya que el tipo de fertilizante empleado y la forma como se aplique, puede conllevar a una asimilación efectiva, exceso o deficiencia, reduciendo así a gran escala la producción y como consecuencia directa causar daños irreversibles a los agroecosistemas.

•

Cachaza

Es un residuo en forma de torta eliminado del proceso de clarificación del jugo de la caña de azúcar, este se obtiene por sedimentación del jugo suspendido por una gran cantidad de líquidos y que luego se somete a filtración (cachaza primaria), la cachaza final es el residuo descargado de los filtros para ser desechados. Su constitución depende de varios factores: El tipo de suelo, La variedad de caña, Tipo de cosecha (mecanizada

o manual), Cantidad de calcio, Clarificantes

utilizados en la decantación del jugo, Métodos de filtración empleados, Tamaños de los orificios, Entre otros. (Arbelaez. 1992).

15

La cachaza está considerada como el subproducto más importante de los ingenios azucareros, con un valor como fertilizante bastante alto, producida a una tasa de tres toneladas húmedas, por cada cien toneladas de caña molida. Es un material marrón oscuro, constituido por una mezcla de fibra de caña, sacarosa, coloides, coagulados, incluyendo la cera, fosfato de calcio y partículas de suelo.

La cachaza contiene: 40,0% de Materia Orgánica, 1,76% de Nitrógeno, 3,0% de P205, 0.42% de K20, 3.15% de Ca0, 1.07% de Mg0. Es por tanto un material orgánico de relación C:N muy amplia y cuando se

adiciona al suelo puede

mostrar: Bajo contenido de K, el cual se encuentra en forma soluble y fácilmente lixiviable.

Alto contenido de fósforo que puede ser un buen sustituto del

superfosfato triple. El Nitrógeno se presenta en forma de combinaciones orgánicas complejas, tales como fosfolípidos y nucleoproteínas, aparecen algunos en forma de Fosfatos de Calcio provenientes del proceso de clarificación.

Esta

ha sido mencionada como un subproducto de alto potencial fertilizante,

sobre todo con relación al elemento fósforo. Sus contenidos mineralógicos en cachaza fresca son: Parámetro

Cachaza 0-60 días

Humedad % C:N % M.O % N% P% K% Ca % Mg % Fe (ppm) Mn (ppm) Cu (ppm) Zn (ppm)

65.30 31.98 33.55 0.61 0.71 0.60 2.10 0.67 1600 486 58.50 198

Tabla 1. Características de la cachaza fresca a los 0 y 60 días de maduración. Datos de Arbelaez,(1992).

16

•

Bagazo

Este se empleado como combustible en la industria azucarera, producción de pulpa y papel, fabricación de tableros aglomerados y alimentación animal, lo cual hace que estos derivados de la caña sean más costosos y de difícil desviación con fines agronómicos. La composición química del bagazo se muestra a continuación: Elementos químicos Bagazo (%) Carbono Hidrógeno Oxígeno Cenizas

47,00 6,50 44,00 2,50

Tabla 2. Composición química del bagazo. Datos obtenidos de Reyes (2000)

Además se utiliza para el mejoramiento de algunas propiedades físicas del suelo, tales como la tasa de infiltración, retención y distribución de la humedad en el perfil del suelo siendo recomendable, particularmente en cultivos semipermanentes como la caña de azúcar, mezclar la cachaza con el bagazo y restos de cosecha, para prolongar sus efectos residuales en el mejoramiento de las propiedades físicas del suelo. (Zérega L. M,1993).

•

Vinaza

Es un residuo industrial que se genera durante la destilación del

alcohol, es

altamente corrosiva y contaminante de las fuentes de agua, presenta en su composición química altos contenidos de materia orgánica, potasio, calcio y cantidades moderadas de nitrógeno y fósforo. Estudios realizados en el Brasil demuestran que la vinaza incrementa la productividad y el rendimiento en caña de azúcar, evidenciando con ello, que una de sus grandes ventajas es que bajo condiciones racionales de manejo, puede sustituir parcial o totalmente la fertilización mineral. (Sarria y Preston,1992).

17

Las características de la vinaza concentrada, resultante de la melaza de caña de azúcar y la composición se pueden observar en el siguiente cuadro: Componentes

%p/p

Sólidos totales Sólidos volátiles Proteína bruta Potasio Nitrógeno Magnesio Fósforo Cloro Carbono Calcio Azufre

60.0 44.2 9.1 5.7 0.9 0.7 0.2 2.2 22.0 2.7 4.7

Tabla 3. Composición de la vinaza concentrada a 60 oBrix (%p/p) Datos obtenidos de Informe PROQUIP SA, Brasil Como se observa en el cuadro, los sólidos están constituidos por materia orgánica y sales minerales en cantidades variables. Dentro de ellos, el potasio es el componente inorgánico que presenta mayor concentración siguiendo en orden de importancia el azufre en forma de sulfatos. Dos tipos de vinazas son las más frecuentes como subproducto agroindustrial de la caña, las cuales tienen las siguientes características (Tabla 4).

Vinaza

M.O.

N

P2O5 K2O

Otros

Concentrada a 60 o Brix

49.2

0.90

0.13

6.03

3.67

Seca

82.0

1.53

0.19 10.13

6.11

Tabla 4. Porcentaje de materia orgánica y nutriente NPK para la vinaza concentrada a 60º Brix y vinaza seca.

18

Según INESCO (1979), la vinaza concentrada puede usarse como fertilizante y como insumo para ración animal. Sobre el uso como fertilizante sólo se reportaron datos y experiencias en Francia, donde se obtuvieron resultados análogos a los de vinaza in natura.

3.7

SUBPRODUCTO AGROINDUSTRIAL DEL PLÁTANO

El raquis del plátano es un residuo que se obtiene como consecuencia del ciclo vegetativo de la planta y

además el excedente de fruto no vendido, que

representa un 20% de la producción total (Bao et al, 1987). En el caso de plantaciones ya establecidas, el agricultor elige el “hijo” mas vigoroso y elimina los otros, para que sustituya en su momento a la planta adulta, este es el primer residuo del cultivo. Por medio de manejos culturales del mismo se va realizando el deshoje, llegada la cosecha, los racimos de plátanos se cortan cuando sus frutos están bien constituidos, pero aún verdes. A continuación se corta la planta, creándose así un gran volumen de residuos. Por otra parte, las “manos” de plátanos, se separan del eje del racimo (raquis o vástago) para su comercialización, creándose así un nuevo residuo. (Bao et al, 1987)

Como no hay

datos para el

Valle del Cauca,

sobre la cantidad de raquis

generada, se puede observar que en el departamento de Quindío, se producen 179.000 ton/año en un área sembrada de 33,896.5 has, de las cuales 27.900 ton/año son desechos de raquis, (Giraldo et al., 2000); con estos datos se podría realizar una estimación parcial

para nuestro departamento el posee un área

sembrada de 14.580 has.

•

Raquis de Plátano

El raquis del plátano es un residuo tanto rural como agroindustrial en Colombia, el cual, no tiene mayor importancia por parte de los agricultores o comerciantes, lo anterior conlleva a pensar en el uso que se le puede dar como una alternativa

19

ecológica para la solución de los diversos problemas tanto del suelo como fitosanitarios. El raquis tiene gran potencial de uso como fuente de abono orgánico y como materia prima para la elaboración de alimentos animales o productos industriales. (Cayon et al, 2000).

Según Villegas(2002); la aplicación foliar de un lixiviado, obtenido de la descomposición del raquis de plátano sobre plantas de rosas infectadas con mildeo polvoso, reduce la severidad de la enfermedad, obteniendo resultados casi iguales a los alcanzados después de realizar aplicaciones de fungicidas químicos y su efectividad no se altera después de someterlo a un proceso de liofilización. Esto demuestra que la utilización de este residuo además de ser una alternativa económica debido a que se utiliza un residuo agroindustrial, es una alternativa que puede ser obtenida a nivel de finca y utilizada ya sea en el mismo cultivo u otros donde su acción sea efectiva.

20

4. MATERIALES Y METODOS

4.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL ESTUDIO El proyecto se realizo en la reserva natural “El Hatico”, ubicada en el municipio del Cerrito departamento del Valle del Cauca (Grafica 1). Este municipio se encuentra en una altitud

987 m.s.n.m, temperatura promedio anual de 23ªc y una

precipitación anual de 885 mm

Grafica 1. Ubicación geográfica del sitio de estudio

4.2

TAXONOMÍA DEL SUELO

Los suelos de esta reserva se clasifican como typic haplustol, suelos formados por la acumulación de materia orgánica en forma de humus en la capa vegetal, son suelos generalmente color oscuro, constituidos por un horizonte que contiene

21

gran cantidad de materia orgánica descompuesta, denominado epipedón mólico por la taxonomía americana, caracterizado por tener gran espesor, índice C/N bajo y fuerte actividad biológica, son muy productivas, siempre que el suministro de humedad para las plantas sea el adecuado (FAO, 2003).

4.3

DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO EN CAMPO

Para el cumplimiento de los objetivos propuestos, a continuación se describen los tratamientos (Ver tabla 1) empleados en el experimento; estos

pasaron

previamente por un proceso antes de aplicarse en campo para adquirir las cualidades y cantidades especificadas (Ver Anexos 1).

Variable Raq Vin Cac BCV BCR B-C T-Pro T-Abs

Especificación del Tratamiento 3

Lixiviado de raquis 10 m /ha 3 Vinaza 50 m /ha Cachaza 40 ton/ha 3 Bagazo14 ton/ha– cachaza 26 ton/ha – vinaza 25 m /ha 3 Bagazo14 ton/ha– cachaza 26 ton/ha – 5 m /ha Bagazo 14 ton/ha - cachaza 26 ton/ha Testigo convencional (compost Ingenio Providencia) Testigo Absoluto

Tabla 5. Descripción de los tratamientos y nombre de la variable

Posteriormente fueron aplicados sobre la hojarasca del encalle del primer corte de cada una de las unidades experimentales de 9m2 , en un cultivo de caña en zoca, teniendo en cuenta los principios del BCA con 4 repeticiones (Grafica 2.)

22

Grafica 2.Diseño estadístico de BCA empleado en el experimento.

Una vez adicionados los tratamientos se recolectaron muestras de suelos de 1 kg de 0 a 5 cm, siguiendo los protocolos de muestro para la actividad microbiana y enzimática del suelo (Ver anexo

2 y 3), en dos épocas

(baja y alta

precipitación) denominadas en este trabajo como:

•

PM: Primer muestreo después de la adición de los tratamientos (75 días) y en donde la humedad máxima del suelo fue del 15%.

•

SM: Segundo muestreo después de la adición de los tratamientos (150 días) y en donde la humedad máxima del suelo fue del 43%.

23

4.4

VARIABLES EVALUADAS EN EL EXPERIMENTO

Con el objetivo de relacionar las Actividad biológica y bioquímica del suelo con las componentes químicas, se determinaron los siguientes elementos S, Ca, N, P, K y M.O en el Laboratorio de Química de Suelos de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira, con el fin de poder explicar dicha actividad en presencia de estos cofactores.

4.5

DETERMINACIONES EN LABORATORIO

Para estandarizar las metodologías de laboratorio se empleo como patrón de suelo el Cacaotal, de esta manera se pudo perfilar por numerosos ensayos las técnicas a desarrollar en el laboratorio. Para determinar las diferentes actividades microbiológicas y enzimáticas en las muestras tomadas en campo, se emplearan las técnicas de laboratorio protocolizadas por los siguientes investigadores:

•

Fumigación – Extracción protocolo propuesto por Brookes et al (1985) y Vance et al (1987), en el cual se forma la relación entre el C - Biomasa microbiana con el carbono orgánico, donde se establece qué proporción de carbono orgánico en el suelo es inmovilizado por los microorganismos, el consiste en

fumigar con cloroformo

método

e incubar Las muestras y al mismo

tiempo se dejan testigos sin fumigar; al cabo de tres días se extrae el carbono microbiano.

•

Método del CAB protocolo citado por Madriñán (1995), en el cual se mide el CO2 que se produce en el suelo como resultado de la actividad metabólica, medida por respirometría. El método básicamente consiste en La incubación de las muestras de suelo por un periodo de ocho días en un sistema cerrado, se adiciona NaOH y se precipita con BaCl2, se adicionan dos gotas de fenolftaleína . El color morado indica pH básico por la formación de BaCO3 y

24

NaCl. Se titula con HCl para cuantificar el volumen de hidróxido que no reaccionó con el CO2.

•

Coeficiente metabólico protocolo citado por Duran (2000), que a través del cociente entre la actividad (C-CO2) con la biomasa-C microbiana determinar el de gasto de carbono q(CO2) por parte de los microorganismos.

•

Actividad Ureasa del Suelo, protocolo propuesto por Tatabatabai and Bremner (1972) y modificado por Nannimperi, et al (1798). En este método se mide el amonio liberado por la hidrólisis de la urea como consecuencia de la catálisis enzimática. El procedimiento consiste en agregar ala muestra de suelos una solución de urea al 6.4% p/v (sustrato) incubarlo por 90 min en un baño María con incubación ajustable a 37°C. Después de la incubación se añade una solución KCl 2M y se incuba por 30 min. El amonio liberado se determina por destilación tipo Kjeldhal.

•

Actividad Nitrogenasa del Suelo por métodos artesanales, protocolo propuesto por grupo SIDSA (2008). La determinación de la ANS por el método propuesto por el grupo de investigación, Se apoya en el articulo Slatyer B et al, (1983), donde se basa en la inhibición irreversible de la ANS por acetaldehído a una concentración de 50nM y posterior incubación por 3 horas. Sobre esta metodología

le han realizado múltiples ensayos para tratar de estimar la

ANS (Actividad Nitrogenasa del Suelo) a través, de un sistema cerrado de flujo de gases,

en el que es posible que se sobrestime o subestime dicha

actividad.

25

4.6

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN

Una vez obtenidos las variables de respuesta:

- Actividad microbiana (AMS) - Biomasa microbiana del suelo (BMS) - Coeficiente metabólico (CM) - Actividad de la ureasa del suelo (AUS) - Actividad de la nitrogenasa del suelo (ANS),

y las covariables:

- Azufre (S)

- Potasio (K)

- Materia Orgánica (M.O)

- Nitrógeno total (N)

- Fósforo (P),

- Nitrógeno asimilable aproximado (NA)

Se verificaron los supuestos del análisis varianza sobre los residuales en el software R Gui, empleando para:

Normalidad la prueba Shapiro- Wilks Homogeneidad de varianza la prueba de levenne Aleatorización la prueba de rachas de wald-wolfowitz

Una vez verificados, corregidos

y cumplidos los supuestos, se

procedió a

realizar el ANOVA (análisis de Varianza) para cada una de las variables, se analizaron las pruebas de Duncan y Dunnett para determinar diferencias entre la medias de los tratamientos; estos análisis se realizaron en el software SAS 9.1.2.

26

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La descomposición de los residuos en el suelo, ya sea por su adición en

la

superficie o por su incorporación, es llevada a cabo por los microorganismos del suelo, quienes

son los encargados de

realizar la mineralización de dichos

residuos y de la materia orgánica del suelo, aunque muchos estudios se han concentrado en estudiar y dar explicación a la mineralización de esta ultima y no a la

de los residuos, en el presente

documento se trata de abarcar ambos

procesos y así entender de una manera mas clara el comportamiento de estas variables de este estudio, bajo dos épocas de muestro en (verano e invierno) baja y alta humedad del suelo.

Además, se decidió realizar una comparación entre dichas épocas y así poder dar una discusión más acorde a los objetivos planteados.

5.1

BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO (BMS)

En los dos muestreos se presentaron diferencias estadísticas significativas entre las media de los tratamientos, además según lo reportado por Smith et al (1995), en suelos agrícolas, la BMS se considera buena cuando es mayor a 200 µgr C / gr suelo (Ver Tabla .6 y Grafica. 3).

Como se puede observar para ambos muestreos esta BMS fue alta para todos los tratamientos, lo que demuestra que

las

poblaciones no han logrado

transformar la materia orgánica que se esta acumulando desde la adición de las fuentes orgánicas y aunque no se sabe si esto es bueno o malo, vale la pena

27

analizar los resultados en cada época de muestreo y observar las variaciones ocurridas en el suelo con la biomasa microbiana.

TTO Raq Vin Cac BCV BCR B-C T-Pro T-Abs

Primer muestreo (PM) 1419,84 1836,17 1897,03 1169,30 717,74 446,27 879,64 843,42

Segundo muestreo (SM) 207,92 452,88 284,42 203,76 225,18 515,83 650,83 457,10

Diferencia (SM-PM) -1211,91 -1383,29 -1612,60 -965,54 -492,56 69,57 -228,80 -386,31

Tabla 6. Biomasa microbiana del suelo medida en µgr C / gr suelo

BIOMASA M ICROBIANA DEL SUELO

µgr C / gr suelo

a

a

2000,00 ab

1500,00

bc dc abc

500,00

d bc

c

bc

PM

dc

dc

1000,00

a

ab

SM

abc

c

0,00 Raq

Vin

Cac

BCV

BCR

B-C

T-Pro

T-Abs

TRATAMIENTOS

Grafica 3.Biomasa microbiana del suelo medida en µgr C / gr suelo Para el primer

muestreo en época de baja

precipitación se presentaron

diferencias significativas (p