Carobono Orgánico Y Propiedades Del Suelo. Martínez, Fuentes, Acevedo 2008

68 Carbono del suelo, Martínez et al.

CARBONO ORGÁNICO Y PROPIEDADES DEL SUELO

Eduardo Martínez H.1, Juan Pablo Fuentes E2., Edmundo Acevedo H.1

1Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Departamento de Producción

Agrícola. Laboratorio de relación Suelo-Agua-Planta. Casilla 1004. Santiago de Chile.

Correo electrónico: emartine@uchile.cl

2Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Forestales, Departamento de Silvicultura.

Soil organic carbon and soil properties

Keywords: Sustainability, soil organic carbon, soil properties, carbon sequestration.

ABSTRACT

Soil organic carbon (SOC) is related to the sustainability of the agricultural systems

affecting soil properties linked to crop yield. SOC affects the amount and availability of

soil nutrients, contributing elements as N, usually deficient. In addition, SOC modify the

acidity and the alkalinity towards values near the neutrality, and then it increases the

solubility to several nutrients. SOC associated to the soil organic matter provides colloids

having high cation exchange capacity. Its effect on the physical properties of the soil is

reflected in the soil structure and pore size distribution. SOC concentration depends on

the local environmental conditions, but it is also affected strongly by the soil management

practices. There are managements that decrease SOC and viceverse other practices that

favor the accumulation. The present review deals with the influence of SOC on the

chemical, physical, biological properties of the soil and how it is affected by soil management.

We also describes methodologies to study CO2 fluxes from soil to atmosphere.

R.C.Suelo Nutr. Veg. 8 (1) 2008 (68-96) J. Soil Sc. Plant Nutr. 8 (1) 2008 (68-96) 69

Palabras claves: Sustentabilidad, carbono orgánico del suelo, propiedades del suelo,

secuestro de carbono.

RESUMEN

El carbono orgánico del suelo (COS) se relaciona con la sustentabilidad de los sistemas

agrícolas afectando las propiedades del suelo relacionadas con el rendimiento sostenido

de los cultivos. El COS se vincula con la cantidad y disponibilidad de nutrientes del suelo,

al aportar elementos como el N cuyo aporte mineral es normalmente deficitario. Además,

al modificar la acidez y la alcalinidad hacia valores cercanos a la neutralidad, el COS

aumenta la solubilidad de varios nutrientes. El COS asociado a la materia orgánica del

suelo proporciona coloides de alta capacidad de intercambio catiónico. Su efecto en las

propiedades físicas se manifiesta mediante la modificación de la estructura y la distribución

del espacio poroso del suelo. La cantidad de COS no solo depende de las condiciones

ambientales locales, sino que es afectada fuertemente por el manejo del suelo. Existen

prácticas de manejo que generan un detrimento del COS en el tiempo, a la vez hay

prácticas que favorecen su acumulación. En este trabajo se discute la relación entre

carbono orgánico, propiedades químicas, físicas, biológicas y el manejo del suelo. Además

se plantean metodologías para estudiar los flujos de CO2 del suelo a la atmósfera.

INTRODUCCIÓN

El carbono orgánico del suelo (COS) es un

componente importante del ciclo global del

C, ocupando un 69,8 % del C orgánico de

la biosfera (FAO, 2001). El suelo puede

actuar como fuente o reservorio de C

dependiendo de su uso y manejo (Lal et al.,

1990, Lal, 1997). Se estima que desde que

se incorporan nuevos suelos a la agricultura

hasta establecer sistemas intensivos de

cultivo se producen pérdidas de COS que

fluctúan entre 30 y 50% del nivel inicial

(Reicosky, 2002). La pérdida de material

húmico de los suelos cultivados es superior

a la tasa de formación de humus de suelos

no perturbados por lo que el suelo, bajo

condiciones de cultivo convencionales, es

una fuente de CO2 para la atmósfera (Kern

y Johnson, 1993, Gifford, 1994, y Reicosky,

2002). Existen prácticas agronómicas que

favorecen la captura de C en el suelo (West

y Post, 2002). La labranza de conservación

(Lal, 1997), que incluye a la cero labranza

(FAO, 2001), es un sistema de manejo de

suelos que tiene una alta capacidad potencial

para secuestrar C en el suelo (Rasmussen

y Parton, 1994, Rosell, 1999).

El carbono orgánico del suelo, COS, afecta

la mayoría de las propiedades químicas,

físicas y biológicas del suelo vinculadas

con su: 1) calidad (Carter, 2002, Wander

et al., 2002), 2) sustentabilidad (Carter,

2002, Acevedo y Martínez, 2003) y 3)

capacidad productiva (Sánchez et al., 2004,

Bauer y Black, 1994) por lo que en un

manejo sustentable, el COS debe mantenerse

o aumentarse. Sin embargo, establecer una

clara relación de dependencia entre el COS

y la productividad del suelo es complejo

(Moreno et al., 1999). Pese a la existencia

de abundante literatura que documenta los

efectos del COS sobre las propiedades del

suelo que favorecen el desarrollo de los

cultivos, existe poca información sobre la

contribución directa de un aumento de COS

en la productividad del suelo.

70 Carbono del suelo, Martínez et al.

El objetivo de este trabajo es relacionar el

COS con la capacidad productiva del suelo

mediante el estudio de la dinámica del

carbono orgánico, su composición y efecto

sobre las propiedades químicas, físicas y

biológicas del suelo.

CARBONO TOTAL DEL SUELO

Los suelos contienen más C que la suma

existente en la vegetación y en la atmósfera

(Swift, 2001). El carbono en los suelos

puede encontrarse en forma orgánica e

inorgánica (Jackson, 1964). La cantidad

total de C orgánico almacenada en los suelos

ha sido estimada por diversos métodos

(Post et al., 1982, y Swift, 2001) y su valor

es cercano a 1.500 Pg a 1 m de profundidad

(Schlesinger, 1990, Gifford, 1994, Swift,

2001, y FAO, 2001). Estimaciones de C

inorgánico dan valores de alrededor de 1.700

Pg C, principalmente en formas estables

como CaCO3 y MgCO3 · CaCO3, CO2, HCO3

-

y CO3

= (FAO, 2001, y Swift, 2001). Los

suelos que acumulan la mayor cantidad de

COS corresponden al orden Histosol

(Cuadro 1). Aun cuando el orden Histosol

es el que tiene la menor superficie con

respecto a otros órdenes, es el que tiene la

mayor relación cantidad COS / superficie

(Cuadro 1).

ORDEN1 Área (103 km2) COS (Pg)2 COS/Area (Pg 10-3 km2)

Histosols 1.745 357 0,205

Andisols 2.552 78 0,031

Inceptisols 21.580 352 0,016

Spodsols 4.878 71 0,015

Mollisols 5.480 72 0,013

Oxisols 11.772 119 0,010

Entisols 14.921 148 0,010

Ultisols 11.330 105 0,009

Alfisols 18.283 127 0,007

Vertisols 3.287 19 0,006

Aridisols 31.743 110 0,003

Misceláneos 7.644 18 0,002

TOTAL 135.215 1.576 0,012

Cuadro 1: Carbono orgánico en los suelos del mundo (Modificado de Eswaran et al., 1993.)

Table 1: Worldwide soil organic carbon (adapted from Eswaran et al., 1993)

1 Soil Survey Staff (1996)

2

Carbono orgánico del suelo. Soil organic carbon.

1 Pg = 1015 g

R.C.Suelo Nutr. Veg. 8 (1) 2008 (68-96) J. Soil Sc. Plant Nutr. 8 (1) 2008 (68-96) 71

El C orgánico del suelo se encuentra en

forma de residuos orgánicos poco alterados

de vegetales, animales y microorganismos,

en forma de humus y en formas muy

condensadas de composición próxima al C

elemental (Jackson, 1964). En condiciones

naturales, el C orgánico del suelo resulta

del balance entre la incorporación al suelo

del material orgánico fresco y la salida de

C del suelo en forma de CO2 a la atmósfera

(Swift, 2001, y Aguilera, 2000), erosión y

lixiviación. Cuando los suelos tienen

condiciones aeróbicas, una parte importante

del carbono que ingresa al suelo (55 Pg C

año-1 a nivel global) es lábil y se mineraliza

rápidamente y una pequeña fracción se

acumula como humus estable (0,4 Pg C

año-1) (FAO, 2001). El CO2 emitido desde

el suelo a la atmósfera no solo se produce

por la mineralización de la MOS donde

participa la fauna edáfica (organismos

detritívoros) y los microorganismos del

suelo, sino también se genera por el

metabolismo de las raíces de las plantas

(Fortín et al., 1996).

La MOS puede ser protegida de

descomposición acelerada mediante: 1)

estabilización física por la microagregación,

2) estabilización fisico-química mediante

asociación con partículas de arcilla, y 3)

estabilización bioquímica mediante la

formación de compuestos altamente

recalcitrantes (Six et al., 2002).

FRACCIONES DE CARBONO

ORGÁNICO EN EL SUELO

Se conoce como materia orgánica del suelo

(MOS) a un conjunto de residuos orgánicos

de origen animal y / o vegetal, que están en

diferentes etapas de descomposición, y que

se acumulan tanto en la superficie como

dentro del perfil del suelo (Rosell, 1999).

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