Escrito por la Dra. Gladis Zinati 1, *

1 Director del Ensayo de Sistemas Vegetales, Rodale Institute, 611 Siegfriedale Road, Kutztown, Pensilvania 19530
*Autor para correspondencia, correo electrónico: gladis.zinati@rodaleinstitute.org

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Descripción

Las decisiones de manejo del suelo y los cultivos, incluida la rotación de cultivos, el manejo de residuos y la intensidad y frecuencia de la labranza, afectan la salud del suelo y la dinámica de sus nutrientes. La labranza puede degradar la salud del suelo al reducir mecánicamente los agregados del suelo y la oxidación de la materia orgánica del suelo tras la descomposición por microbios del suelo. La labranza también aumenta la mezcla de los residuos de los cultivos de cobertura con el suelo, lo que mejora la descomposición de los residuos de los cultivos y la materia orgánica del suelo y, en consecuencia, la salud del suelo a lo largo del tiempo.

Recientemente, ha aumentado el interés en identificar indicadores apropiados para describir los cambios en la salud del suelo. La investigación actual sugiere que el carbono orgánico del suelo (COS), el nitrógeno total (TN) y la fracción lábil o activa de la MOS, conocida como POX-C, también se ha utilizado como un indicador sensible de los efectos del manejo en la salud del suelo donde se cultivan cultivos agronómicos. . Sin embargo, no se ha estudiado la identificación de indicadores de salud del suelo donde se cultivan hortalizas anuales. Será interesante estudiar cómo los sistemas de cultivo y las prácticas de manejo pueden afectar la salud del suelo, al aumentar o disminuir el contenido de carbono del suelo y el impacto de este último en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y la productividad de los cultivos a lo largo del tiempo.

Una fotografía aérea del ensayo de sistemas vegetales en el Rodale Institute en Kutztown, Pensilvania.

Con eso en mente, La prueba de los sistemas vegetales (VST) se estableció en Rodale Institute más de 2.6 acres en 2016, con la expectativa de que sería una prueba a largo plazo comparando lado a lado el impacto de los sistemas de cultivo y las prácticas de manejo en el suelo y la salud de los cultivos. El sitio se administró orgánicamente durante más de 20 años antes del establecimiento del VST. El sistema orgánico (ORG) incluye cultivos de cobertura (arveja vellosa con cereal de centeno), enmiendas orgánicas y manejo de plagas orgánicamente cuando sea necesario. El sistema convencional (CNV), por otro lado, incluye el centeno de cereales como cultivo de cobertura y utiliza herbicidas convencionales (por ejemplo, glifosato) para quemar el cultivo de cobertura y las malezas, así como fertilizantes y pesticidas sintéticos. En ambos sistemas, la labranza con plástico negro (BP) y la labranza reducida (RT) se utilizan como prácticas de manejo para el cultivo de hortalizas. En el ensayo se cultivan cada año cinco hortalizas principales, que representan tubérculos, frutas y hojas. Estos incluyen papa, judías verdes, calabaza de invierno, maíz dulce y lechuga. Estos cultivos se cultivan en rotación en ambos sistemas de cultivo.

Uno de los objetivos de este ensayo es monitorear y evaluar los cambios en los indicadores de salud del suelo durante un largo período de tiempo, debido a los sistemas de cultivo y las prácticas de manejo, para proporcionar a los productores de hortalizas información científica que les permita tomar decisiones informadas para mejorar la salud del suelo y mejorar la productividad de los cultivos en sus fincas. Un segundo objetivo es vincular la salud del suelo con la salud de los cultivos y, en consecuencia, con la salud humana.

Para abordar el primer objetivo, cada otoño, las parcelas de BP se manejan labrando el suelo con arado de vertedera y sembrando cultivos de cobertura, como arveja vellosa y centeno de cereales en el sistema ORG, y centeno de cereales en la CNV. Posteriormente, cada primavera, el suelo se vuelve a labrar con un arado de vertedera y la biomasa del cultivo de cobertura se incorpora al suelo antes de colocar el mantillo plástico. En comparación, en las parcelas RT, se utiliza un arado de cincel (un implemento menos agresivo) para preparar el suelo para la siembra del cultivo de cobertura en el otoño y el engarzado de la biomasa del cultivo de cobertura con un rodillo en primavera antes de trasplantar la verdura en Sistema ORG. En el sistema convencional, las plántulas se trasplantan directamente después de que la biomasa del cultivo de cobertura se haya quemado con un herbicida como el glifosato, y sin rizar por laminación.

Se está llevando a cabo un estudio de varios años para estudiar el impacto de los sistemas de cultivo y las prácticas de manejo en los indicadores de salud del suelo en el VST. Este artículo informa sobre variaciones en ciertos indicadores de salud del suelo en parcelas donde se cultivó calabaza de invierno en 2020.

Antecedentes

En el otoño de 2020, se recolectaron núcleos de suelo profundo de tres profundidades de suelo: 0-10 cm, 10-20 cm y 20-30 cm. Estos fueron recolectados para evaluar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. En este artículo, los resultados sobre el porcentaje de carbono orgánico del suelo (COS) y la concentración de carbono orgánico del suelo lábil (POX-C), en parcelas donde se cultivó calabaza de invierno bajo sistemas ORG y CNV y se manejó con labranza o labranza reducida, son informó.

El COS es un indicador importante de la salud del suelo y un componente importante de un ecosistema del suelo. La presencia de carbono orgánico en el suelo es un determinante clave de la productividad del suelo y un factor de influencia clave en las propiedades físicas, químicas y biológicas. El carbono orgánico del suelo exhibe el equilibrio a largo plazo entre las adiciones de carbono orgánico de diferentes fuentes y sus pérdidas a través de diferentes vías. Los cambios en el COS a corto y mediano plazo en respuesta a las prácticas de manejo son difíciles de detectar; sin embargo, los componentes más lábiles (activos) de las fracciones del COS son a menudo indicadores tempranos de los impactos del manejo en la salud del suelo. Las fracciones lábiles se caracterizan por el material orgánico disponible para los microbios del suelo y en transición entre los residuos vegetales frescos y la materia orgánica estabilizada. La POX-C se considera un parámetro útil del carbono lábil del suelo y un indicador sensible de los sistemas de cultivo y las prácticas de manejo.

Carbono orgánico del suelo

El porcentaje de carbono orgánico del suelo fue ligeramente mayor en el sistema ORG (con un promedio de 2.28%) en comparación con el de la CNV (con un promedio de 1.98%), sin embargo, estos niveles no fueron estadísticamente diferentes. El COS fue mayor en las parcelas RT en 0-10 y 10-20 cm de profundidad del suelo que en las de BP y fue 70% menor en 20-30, como se muestra en Figura 1.

Carbón orgánico lábil del suelo (POX-C)

a- Variación con sistema de cultivo
Los niveles de POX-C en la profundidad del suelo de 0-30 cm no fueron estadísticamente diferentes entre los sistemas de cultivo orgánico y convencional, así como en las prácticas de BP y RT. Sin embargo, cuando se combinaron los datos de 0-20 cm de profundidad del suelo, los niveles de POX-C fueron significativamente mayores en el sistema de cultivo ORG que en el CNV (Figura 2).

b- Variación con la profundidad del suelo:
Aunque los niveles de POX-C fueron mayores en las parcelas RT (con un promedio de 973 mg / kg) que en las parcelas de BP (con un promedio de 893 mg / kg), estos valores no fueron estadísticamente diferentes en la profundidad del suelo de 0-20 cm. Sin embargo, los niveles de POX-C variaron con la profundidad del suelo y fueron mayores en 0-10 cm y menores en 20-30 cm (Figura 3).

Resumen

En resumen, los resultados presentados aquí de este ensayo mostraron:

  • No se detectaron diferencias significativas en los valores de COS entre los sistemas de cultivo y las prácticas de manejo. Se esperaban estos resultados, ya que el suelo se manejó orgánicamente durante mucho tiempo antes del establecimiento del VST y es temprano para detectar tales cambios después de cuatro temporadas de crecimiento desde el momento del establecimiento. El COS se considera un indicador de la salud del suelo a largo plazo. Así, anticipamos detectar cambios en los valores del COS luego de una década de manejo del suelo de manera orgánica y convencional con labranza o labranza reducida.
  • La fracción lábil de carbono orgánico del suelo POXC fue más sensible que el COS y fue afectada por el sistema de cultivo y la profundidad del suelo más que por las prácticas de manejo. Se esperaban los mayores valores de fracción orgánica del suelo lábil en el sistema ORG en comparación con el sistema CNV, ya que en el último sistema el retorno de residuos de cultivos es menor debido a la aplicación de herbicidas y el uso de fertilizantes sintéticos.
  • Las prácticas de manejo y los sistemas de cultivo pueden influir en la acumulación de COS y POXC ya sea reduciendo las pérdidas de carbono o aumentando las entradas de carbono al suelo. Seguir las mismas prácticas en estos sistemas durante los próximos cinco años proporcionará más evidencia sobre el impacto de los sistemas de cultivo y las prácticas de gestión en los indicadores de salud del suelo y aumentará nuestra comprensión sobre las opciones tecnológicas para gestionar la salud del suelo en el ecosistema agrícola.