CIENCIA DEL SUELORevista de la Asociacin Argentina de la Ciencia del Suelo

Volumen 19 Nmero 2 Diciembre de 2001Efecto de cationes sobre propiedades hidrofsicas de suelos con diferentes minerales de arcilla (Effect of cations onhydrophysical soil properties in relation to clay minerals)RS Martnez, P Zalba, MB Villamil, N Peinemann ................................................................................................. 85

Comportamiento de algunas propiedades del suelo en una sabana del Chaco Semirido Occidental bajo distintasfrecuencias de fuego (Behavior of some soil properties in a savanna of the Chaco Semirido Occidental under differentfire histories)CC Gonzlez, GA Studdert, C Kunst, A Albanesi ................................................................................................... 92

Absorcin de nitrgeno por cebada cervecera en dos suelos del sur bonaerense, Argentina (Nitrogen uptake bymalting barley in two soils of southern Bs.As. Province, Argentina)MA Lazzari, MR Landriscini, MA Cantamutto, AM Miglierina, RA Rosell, FE Mckel, ME Echage .............. 101

Respuesta a la fertilizacin con boro y zinc en sistemas intensivos de producccion de maiz (Response to boron andzinc fertilization in intensive corn production systems)RJ Melgar, J Lavandera, M Torres Duggan, YL Ventimiglia ................................................................................ 109

Nitrato en la base del tallo del maiz. I: Cambios durante la estacin de crecimiento (Basal stalk nitrate of maize. I:Changes during growing season)HE Echeverra, H Sainz Rozas, E Herfurt, SA Uhart ............................................................................................ 115

Nitrato en la base del tallo de maiz. II: Diagnstico de la nutricin nitrogenada (Basal stalk nitrate of maize. IIDiagnosis of nitrogen nutrition)HR Sainz Rozas, HE Echeverra, E Herfurth, GA Studdert .................................................................................. 125

Prediccin de la productividad primaria de pastizales naturales de la Pampa Deprimida utilizando propiedadesdel horizonte A (Prediction of natural grasslands primary production on the basis of A horizon properties in the FloodingPampas)Vzquez P, Costa J L, Monterubbianesi G, Godz P ................................................................................................ 136

Prdida de nutrientes por erosin hdrica en dos suelos del Caldenal Pampeano (Nutrient losses due to water erosionin two soils of the Pampas Caldenal)EO Adema, FJ Babinec, N Peinemann ................................................................................................................... 144

NOTAS

Comparacin de dos tcnicas de cuantificacin de infeccin micorrtica (Comparison of two techniques for determin-ing mycorrhizal infection)F Covacevich, HE Echeverria, LAN Aguirrezabal .................................................................................................. 155

Nodulacin y nutricin nitrogenada en sojas convencionales y resistentes a glifosato inoculadas con Bradyrhizobiumjaponicum (Nodulation and nitrogen nutrition in conventional and glyphosate resistant soybean inoculated withbradyrhizobium japonicum).FA Montero, KM Filippi, MA Sagardoy .................................................................................................................. 159

ISSN 0326-3169

CIENCIA DEL SUELORevista de la Asociacin Argentina de la Ciencia del Suelo (AACS)

Comit EditorDirector: DE Buschiazzo (INTA Anguil, Facultad de Agronoma - UNLPam, CONICET)

Editores Asociados:R Alvarez (Facultad de Agronoma, UBA)CM Rostagno (CENPAT-CONICET)MA Taboada (Facultad de Agronoma UBA, CONICET)GG Hevia (Facultad de Agronoma - UNLPam)

Editores Tcnicos:AR Quiroga ((INTA Anguil, Facultad de Agronoma - UNLPam)AA Bono (INTA Anguil)

Direccin:Facultad de Agronoma, UNLPam, cc 300, 6300 Santa Rosa, Argentina,TE o Fax: +54 954 33092/3/4, Correo Electrnico: buschiazzo@agro.unlpam.edu.ar EEA INTA Anguil, cc 11, 6326 Anguil, Argentina, TE o Fax + 54 954 95057,Correo Electrnico: sueang@correo.inta.gov.ar,

Pgina web: www.suelos.org.ar

Ciencia del Suelo es una revista cientfica de aparicin semestral que publica resultados de investigaciones desuelos. Acepta artculos originales sobre desarrollos y ajustes de metodologas para evaluar propiedades edficasfsicas, qumicas y biolgicas, estudios de gnesis y clasificacin de suelos, de fertilidad y fertilizacin decultivos extensivos e intensivos, y de manejo de suelos bajo secano o riego, incluyendo los sistemas forestalesnaturales y artificiales. Tambin son bienvenidos los estudios de contaminacin y recuperacin de suelos yaquellos relacionados con sostenibilidad.

Costos de PublicacinPor derechos de publicacin los TRABAJOS abonan u$s 150 y las NOTAS u$s 100.

SeparatasOpcionalmente los autores pueden requerir cien separatas a un costo adicional de $ u$s 50.

Pagos de Suscripciones y Costos de PublicacinCon cheque o giro postal a nombre de Graciela G. Hevia, Facultad de Agronoma, UNLPam, cc 300, 6300Santa Rosa, Argentina.

CIENCIA DEL SUELORevista de la Asociacin Argentina de la Ciencia del Suelo

Volumen 19 Nmero 2 Diciembre de 2001

Comisin Directiva de la AACS

Presidente: G Moscatelli, Vicepresidente: H Del Campo, Secretaria: RM Di Giacomo,Prosecretaria: L Marbn, Secretario de Actas: C Chagas, Tesorera: S Pazos, Protesorero: CVollert, Vocales Titulares: J C Salazar, V Nakama, R Alvarez, F Garca, Vocales Suplentes: JL Panigatti, DE Buschiazzo, A Lters, A Sallies, Revisores de Cuentas: R Lavado, A Bujn.

Participaron como consultores en este nmero:

M Aguilera (INTA Villa Mercedes), A Vilario (CSIC, Espaa), M Conti (UBA), M Palma(UBA), GA Bollero (Univ. Illinois, EEUU), R Lavado (UBA), H Echeverra (INTA Balcarce), TLoewy (INTA Bordenave), JL Costa (INTA Balcarce), E Suero (INTA Balcarce), R Santa Cruz(UBA), D Martnez (UNMdP), M Daz Zorita (INTA Gral. Villegas), F Babinec (INTA Anguil),S Busetti (UNS), F Cabria (UNMdP), F Damiano (UBA), N Peinemann (UNS), JL Panigatti(INTA-GTZ), R Melgar (INTA Pergamino), MP Cant (UNRIV), AA Marcoln (INTA Bariloche),NM Amiotti (UNS), P Imbellone (UNLP), A Grazano (UNLPam), MV Fernndez Canigia(UNLPam), A Balatti (UNLPam), M Daz Ravia (CSIC, Espaa), R Melgar (INTA Pergamino),J Galantini (UNS).

CIENCIA DEL SUELO consta de un volumen anual de dos nmeros. Precio de suscripcinU$S 40. Queda hecho el depsito que marca la ley 11.723. Registro de la Propiedad IntelectualN 99.728.

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Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 85

EFECTO DE CATIONES SOBRE PROPIEDADES HIDROFISICAS DESUELOS CON DIFERENTES MINERALES DE ARCILLA.

RS MARTINEZ1, P ZALBA2, MB VILLAMIL2 , N PEINEMANN21EEA INTA Valle Inferior del Rio Negro, 8500 Viedma, Argentina. 2Departamento de Agronoma,Universidad Nacional del Sur, 8000 Baha Blanca, Argentina. E-mail: npeinema@criba.edu.ar

Recibido 23 de julio de 2001, aceptado 11 de octubre de 2001

EFFECT OF CATIONS ON HYDROPHYSICAL SOIL PROPERTIES IN RELATION TOCLAY MINERALS.

Soil physical properties depend on the composition of exchangeable cations, the concentration ofelectrolytes, and the kind of soluble salts. Laboratory experiments were conducted to study thevariation of soil hydrophysical properties with the use of water solutions of different cationiccomposition. It was hypothesized that the deleterious effect of monovalent cations on soilhydrophysical properties mainly depends on the kind of divalent cations present in the soil solutionand on clay mineralogy. Soil hydraulic conductivity was determined in two soils with illitic andsmectitic clay minerals which were leached with solutions of different cationic composition. In thesesoils, cationic exchange experiments were also carried out. Results show relative hydraulic conductiv-ity (K) in the illitic soil to be more negatively affected by Mg treatments. Soil K decreased furtherwhen Ca was replaced by monovalent cations in the smectitic soil. It was concluded that the smectiticsoil exhibited the lowest affinity for Na+ and therefore the hydrophysical soil properties were lessaffected in comparison with the illitic soil.

Key words: clay minerals, soil hydraulic conductivity, cation exchange, ion selectivity.

INTRODUCCIONEn la Argentina la expansin agrcola

hacia regiones marginales bajo condiciones dearidez y semiaridez ha sido posible gracias aldesarrollo de distritos de riego en vallesaluviales donde los suelos presentan granvariabilidad en cuanto a sus propiedadesfisicoqumicas. En dcadas recientes el riegocomplementario fue incorporado a regiones mshmedas donde los suelos presentan mayorhomogeneidad pero, en cambio, la calidad delas aguas subterrneas utilizadas para el riegopresentan muy variada composicin qumica.

Las propiedades fsicas de los suelosdependen de la composicin de los cationesintercambiables, de la concentracinelectroltica y del tipo de sales presentes(Shainberg et al., 1981), lo cual afecta ladistribucin de iones prximos a la superficiey, por ende, el acomodamiento de las partculas.

Los roles de Na+ y Ca2+ en estosprocesos fueron identificados y definidos haceya varias dcadas (Kelley 1927), perocontrariamente contrariamente, los rolesejercidos por K+ y Mg2+ fueron motivo denumerosas controversias.

Mientras sodio y calcio son natural-mente abundantes como componentes de sa-les solubles y constituyentes de productos demeteorizacin en los suelos, en las regionesdonde se desarrollaron los ms importantesestudios de este tipo potasio y magnesio es-tn menos presentes. Debido a ello, con fre-cuencia, estos ltimos cationes han recibidomenos atencin en el tratamiento de estos te-mas.

En la Repblica Argentina existenextensas reas de suelos salinos conabundancia de K+ como de Mg2+ (Cerana 1969,Scoppa, Di Giacomo 1985).

En los ltimos aos distintos autorescoinciden en sealar aumentos en el PSI delsuelo y disminuciones en la tasa de infiltracin,como resultado de aplicar riego complemen-tario a suelos pampeanos (Andriulo et al. 1998,Irurtia, Mon 1998, Peinemann et al. 1998). Enlas aguas subterrneas utilizadas para el riegofueron detectados elevados contenidos de Mgy K (Alconada, Minghinelli 1998). Este hechopuede influir sobre la cobertura catinica delos suelos sobre los cuales son aplicadas estasaguas.

86

Faedo y Cerana (1980) comprobaronefectos negativos de K+ sobre la permeabilidadde un suelo de la provincia de Crdoba.Comparando el efecto de diferentes sales deNa y K sobre las propiedades fsicas de lossuelos, Zalba et al. (1995), hallaron que las salesalcalinizantes producen serias alteraciones enpropiedades hidrofsicas en presencia de am-bos cationes monovalentes.

La selectividad de distintos mineralesde arcilla por los diferentes cationes, permiteprever la influencia de la composicin de lasolucin del suelo sobre el complejo deintercambio, y a su vez, sobre las propiedadesfsicas del suelo. Puede hipotetizarse entonces,que la magnitud del deterioro de laspropiedades fsicas de los suelos causado porlos cationes monovalentes depende de loscationes divalentes acompaantes y de losminerales de arcilla presentes. Los objetivosde este estudio fueron:- a) determinar valores de conductividadhidrulica en suelos de diferente composicinmineralgica utilizando soluciones con distintacomposicin catinica; y

- b) determinar mediante isotermas deintercambio catinico, la selectividad de losdistintos cationes por los coloidespredominantes que ayuden a explicar cambiosde las propiedades hidrofsicas.

MATERIALES Y METODOSSe tomaron muestras de horizontes

superficiales de suelos representativos de dosregiones bajo riego de Argentina: a) un Haplustol

Entico del valle del ro Dulce en Santiago del Estero,con material originario de tipo lossico e illita comoarcilla predominante; b) un Haplacuol Vrtico delvalle inferior del ro Chubut, con gran predominiode esmectitas. En la Tabla 1 se presentan algunaspropiedades distintivas de estos dos tipos de suelos.

Para mejorar las condiciones deprecolacin del agua se mezclaron los suelos conarena inerte previamente lavada con HCl y aguadestilada, hasta hallar reaccin negativa a los cloruros.En ambos casos, una vez realizadas, las respectivasmezclas presentaron contenidos de arcilla de 200 gKg-1 y materia orgnica de 14 g Kg-1. Se vertieron200 g de suelo en columnas de acrlico de 7 cm dedimetro y 10 cm de altura, con una placa cribada ensu parte inferior y un orificio central para la salidadel lquido. Para lograr una mayor uniformidad deempaquetamiento del suelo en el interior de lascolumnas se dejo caer 20 veces cada columna sobreuna superficie de madera desde una altura de 5 cm;posteriormente se cubrieron los suelos con un papelde filtro y se humedecieron con agua destilada porascenso capilar. La conductividad hidrulica saturadafue determinada siguiendo la metodologa descriptapor Klute (1986). Los tratamientos efectuadosfueron: Na+-Ca2+, K+-Ca2+, Na+-Mg2+ y K+-Mg2 +

con relaciones entre cationes equivalentes a un RAS= [Na+] / {0,5 ([Ca++] + [Mg++])}1/2, o bien y RAP= [K+] / {0,5 ([Ca++] + [Mg++])}1/2 = 25.

En la preparacin de las soluciones seutilizaron sales cloruradas de los respectivoscationes, evitando de este modo posiblesinterferencias por efecto de los distintos aniones(Shanmuganathan, Oades 1983).

Para lograr un rpido equilibrio y unaefectiva saturacin de todos los sitios de intercambiocon los respectivos cationes, se percolaroninicialmente en cada tratamiento un litro de solucinde una concentracin de 50 cmol.L-1 y luego se aplic

Tabla 1. Algunas propiedades de las muestras de suelos estudiadas.Table 1. Some properties of the studied soil samples.

RS MARTINEZ et al. - Cobertura catinica y propiedades hidrofsicas

Suelo

illtico esmecttico

Materia orgnica (g kg-1) 17 29

Arcilla (< 2m) (g kg-1) 250 429

Limo (2-50 m) (g kg-1) 586 364

CaCO3 (g kg-1) 8 13

pH en agua (1:2.5) 8.1 8.2

CIC (cmol kg-1) 24.0 46.0

Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 87

sucesivamente 500 ml de solucin de la mismarelacin catinica pero con una concentracin deslo 1 cmol.L-1. Finalmente se hizo percolar 500 mlde agua destilada para lavar el exceso de sales. Lostratamientos fueron realizados por triplicado.

Los valores de conductividad hidrulica(K) fueron calculados en base al tiempo transcurridoy a las mediciones de los volmenes percolados(aproximadamente 100 ml) segn:

K= Q. L. A-1. t -1. H-1 [1]donde Q es el volumen de agua que pasa por lacolumna de suelo en el tiempo t, A es el rea de lacolumna, K es la conductividad hidrulica media entoda la profundidad, L la altura del suelo dentro dela columna y H la carga hidrulica. El valor deconductividad hidrulica obtenido con la solucinde 50 cmol.L-1 fue considerado un valor de referencia.Mientras que el cociente de la conductividadhidrulica obtenida con otras soluciones (1 cmol L-1

y AD) y este valor de referencia fue consideradocomo conductividad hidrulica relativa.

La selectividad de los suelos para losdistintos cationes se determin sobre muestrashomoinicas preparadas por saturacin de las cargas

con CaCl2, MgCl2, NaCl o KCl 1 N. Alcuotas de 1g de estos suelos fueron tratadas con 20 ml desoluciones de 1, 2.5, 5 y 10 cmol L-1, luego de 12horas de equilibrio. En el lquido sobrenadante fuerondeterminados los cationes desplazados: Na+, K+ yCa2+ por fotometra de llama y Mg2+ porespectrofotometra de absorcin atmica.

En los lquidos percolados la presencia deslidos en suspensin fue determinada a travs de laabsorbancia de las soluciones a 490 nm, asumiendouna relacin directa entre concentracin de slidosy valores medidos (Amezkita, Araguez 1995).

RESULTADOS Y DISCUSIONLa conductividad hidrulica relativa

disminuy ms en los suelos saturados conMg 2+ (Na+ > K+ ), siendo este catinresponsable del mayor deterioro fsico encomparacin con Ca2+ (Figura 1). En efecto,hubo tambin mayores valores de absorbanciaen los percolados de los tratamientos con Mg,como consecuencia de una gran dispersin decoloides (Figura 1). Trabajando con similares

Figura 1. Conductividad hidrulica relativa y absorbancia en los percolados de las columnas de suelo durante laaplicacin de distintas soluciones salinas (1cmol L-1) y agua destilada.

Figure 1. Relative hydraulic conductivity and absorbancy of leaching solutions from soil columns after applica-tion of saline solutions (1 cmol L-1) and distilled water.

Suelo illtico

0,0

0,4

0,8

1,2

1,6Na-CaNa-MgK-CaK-Mg

Suelo illtico

0

200

400

600

800

1000

Na-CaNa-MgK-CaK-Mg

C

ondu

ctiv

idad

hid

rul

ica

rela

tiva

Suelo esmecttico

0,0

0,4

0,8

1,2

1,6

0 300 600 900 1200

Na-CaNa-MgK-CaK-Mg

Abs

orba

ncia

Suelo esmecttico

0

200

400

600

800

1000

0 300 600 900 1200

Na-CaNa-MgK-CaK-Mg

mL percolados

88

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ions

.

RS MARTINEZ et al. - Cobertura catinica y propiedades hidrofsicas

Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 89

valores de PSI, Emerson y Chi (1977) y Curtinet al. (1994) tambin observaron mayordispersin de coloides en suelos Na+ - Mg2+

que en suelos Na + - Ca2+. Emerson y Smith(1970) y ms recientemente, Alperovich et al.(1981) observaron cierta dispersividad enpresencia de Mg 2+ a bajos tenoreselectrolticos y en especial con predominio devermiculita e illita.

Levy et al. (1988) tambin observaronbajos valores de conductividad hidrulica ensistemas Na+-Mg2+. Este hecho fue atribuido auna distinta tasa de disolucin mineralprovocada por estos cationes (Alperovich etal. 1986).

En el caso del suelo illtico, lasmuestras saturadas con cationes monovalentespresentaron menor desplazamiento de losrespectivos cationes adsorbidos. Eldesplazamiento de K+ fue mayor cuando locausaron Ca2+ y Mg2+ que Na+. En la muestrasaturada con Na+, el desplazamiento por K+,Ca2+ y Mg2+ fue similar (Figura 2 a hasta d). Enel tratamiento saturado con K, ambos cationesdivalentes desplazaron en forma similar cuandolas concentraciones fueron bajas ( K+ >Na+. Se registr adsorcin preferencial de Ca2+

sobre Mg 2+ , hecho atribuible al menordesplazamiento de Ca2+ por Mg2+ y al mayordesplazamiento de Mg2+ por Ca2+(10 cmol.kg-1

vs. 17 cmol kg -1; Figura 2). Se infiere as que laillita presenta menor afinidad Mg2+, que stefue el catin mas fcilmente desplazado. Seobserv tambin mayor adsorcin de sodio ypotasio en el suelo-Mg que en el suelo-Ca.

Puede entonces concluirse que en elsuelo illtico los tratamientos con Mg 2 +

favorecieron una mayor adsorcin de Na+ y K+

e, indirectamente, produjeron marcadodeterioro de las propiedades fsicas del suelo.Si bien ambos cationes monovalentes fueronresponsables de mayor dispersin y marcadadisminucin de la conductividad hidrulica, nodebe pensarse en un efecto especfico de Mg2+.Rengasamy (1983) encontr diferencias muypequeas entre entre Mg-illita y Ca-illita (0,3mol.m-3 vs. 0,2 mol m-3, respectivamente) frente

a Na-illita (7,2 mol m-3) sobre la concentracincrtica de coagulacin de la illita.

En el suelo esmecttico saturado concationes divalentes se observ, en amboscasos, desplazamiento catinico similar enorden de magnitud, algo inferior en el caso deMg2+ (Figura 2). Las muestras saturadas concationes monovalentes presentaron muy mar-cada diferenciacin: la saturada con Na+ pre-sent un desplazamiento superior al doble deltratamiento con K+. El mayor reemplazocatinico fue producido por K+; siendo ste elcatin menos desplazado por las otras solu-ciones. Este hecho indica mayor afinidad delos coloides del suelo esmecttico por elpotasio, segn ya fue observado por Dhillon yDhillon (1996), en suelos ricos en esmectita.

En el suelo esmecttico, K+ fueadsorbido en mayor proporcin que el Na+, yreemplaz en menor proporcin a Ca2+ y Mg2+

que Na+. Se observ un fcil desplazamientode Na+ por el resto de los cationes, an enbajas concentraciones.

De acuerdo con lo observado en losensayos de conductividad hidrulica, en lostratamientos con Ca 2+ hubo una mayorinteraccin de los cationes monovalentes y,en consecuencia, menor adsorcin de Ca2+, locual explica la disminucin de la conductividadhidrulica (Figura 1). Esta observacin secorrobora en la Figura 2 donde se observa queen el suelo smecttico el Ca2+ es ms fcilmentedesplazado por los cationes monovalentes queel Mg2+.

Fletcher et al. (1984a) demostraronque los suelos montmorillonticos tenan elsiguiente orden de preferencia por los cationes:Ca2+ > Mg2+ > Na+. Sin embargo Sposito et al.(1983) observaron que la montmorillonita purano muestra preferencia entre estos trescationes. Adems Fletcher et al. (1984b) noencontraron efectos sobre el intercambio deCa 2+ y Mg 2+ dentro de un rango de pHcomprendido entre 5 y 7, y un rango de PSIentre 0 y 25.

De las isotermas de adsorcinpresentadas puede inferirse que,independientemente del mineral de arcillapredominante, el poder de desplazamiento fue:Ca2+ >K+ > Mg2+ > Na+. En general K+ fue masfuertemente desplazado por Mg2+ que por Ca2+;mientras que Na+ fue desplazado con la misma

90 RS MARTINEZ et al. - Cobertura catinica y propiedades hidrofsicas

intensidad por ambos cationes divalentes.Tanto en un suelo como en otro la adsorcinde K+ fue mayor que la de Na+. Se observ unmenor poder de retencin de cationes sobre lasuperficie de adsocin de la illita encomparacin con la smectita.

La mayor disminucin de laconductividad hidrulica relativa en el suelocon predominio de illita se produjo en lostratamientos Na+-Mg2+ y K+-Mg2+. Este hechofue confirmado por los mayores valores deabsorbancia en los lquidos percolados. En losminerales de arcilla de este suelo Mg2+ fuedesplazado con mayor facilidad que Ca2+ porlos cationes monovalentes, presentandoadems la illita gran afinidad por el sodio.

En el suelo con esmectitas se produjomenor deterioro de las propiedades hidrofsicasque en aquel en el suelo con predominio deillita. En el caso de la esmectita los cationesmonovalentes reemplazaron mayorescantidades de Ca2+ que de Mg2+. Posiblemente,la mayor expansin de los espaciosinterlaminares de estas arcillas no constituyenun obstculo al libre reemplazo de los cationesintercambiables entre s.

Se puede concluir entonces que, enpresencia de elevadas proporciones decationes monovalentes, el empleo de aguas conpredominio de Mg2+ afectar en mayor gradola conductividad hidralica de los suelosillticos que la de los suelos esmectticos. Dadoel predominio de illita en los suelos pampeanosdonde se practica riego complementario, ascomo la composicin mineral de las aguassubterrneas utilizadas, los resultados delpresente trabajo aportan una posibleexplicacin al deterioro hidrofsico informadopor diversos autores.

REFERENCIASAlconada M, Minghinelli F. 1998. Calidad del agua

de riego segn diferentes criterios: su influenciasobre la salinizacin-alcalinizacin de suelos concultivos protegidos en el gran La Plata. XVICongreso Argentino de la Ciencia del Suelo, VillaCarlos Paz.

Alperovitch N, Shainberg I, Keren R. 1981. Spe-cific effect of magnesium on the hydraulic con-ductivity of sodic soils. J. Soil Sci. 32: 543-554.

Alperovitch N, Shainberg I, Rhoades JD. 1986. Ef-fect of mineral weathering on the response ofsodic soils to exchangeable magnesium. Soil Sci.

Soc. Am. J. 50: 901-904.Amezkita E, Arages R. 1995. Flocculation-disper-

sion behavior of arid-zone soil clays as affectedby electrolyte concentration and composition.Invest. Agr. Proc. Prot. Veg. 10 : 101-112.

Andriulo A, Galetto ML, Ferreira C, Cordone G,Sasal C, Abrego F, Galina J, Rimatori F. 1998.Efecto de 11 aos de riego complementario sobrealgunas propiedades del suelo. I: Propiedadesfisicoqumicas. XVI Congreso Argentino de laCiencia del Suelo, Villa Carlos Paz.

Cerana LA. 1969. El potasio y el magnesiointercambiables en relacin con la morfologa ylas propiedades fsicas de los suelos. Actas VReunin Argentina de la Ciencia del Suelo, 52-53.

Curtin D, Steppuhn H, Selles F. 1994. Clay disper-sion in relation to sodicity, electrolyte concen-tration, and mechanical effects. Soil Sci. Am. J.58: 955-962.

Dhillon SK, Dhillon KS. 1996. Effects of totalelectrolyte concentration on K-Ca exchange insome Benchmark soils of India. J. PotassiumRes. 12: 135-145.

Emerson WW, Chi CL. 1977. Exchangeable calcium,magnesium and sodium and the dispersion ofillites in water. Aust. J. Soil. Res. 15: 255-262.

Emerson WW, Smith, BH. 1970. Magnesium, or-ganic matter and soil structure. Nature 228: 453-454.

Faedo S, Cerana LA. 1980. Efectos del potasiointercambiable sobre la permeabilidad de unsuelo de Manfredi (provincia de Crdoba). Rev.Cs. Agropec. 1: 23-38.

Fletcher P, Sposito G, Levesque, CS. 1984a. So-dium-calcium-magnesium exchange reactions ona montmorillonitic soil: I. Binary exchange reac-tions. Soil Sci. Soc. Am. J. 48: 1016-1021.

Fletcher P, Holtzclaw KM, Jouany C, Sposito G,Levesque CS. 1984b. Sodium-calcium-magne-sium exchange reactions on a montmorilloniticsoil: II. Ternary exchange reactions. Soil Sci. Soc.Am. J. 48: 1022-1025.

Irurtia CB, Mon R. 1998. Cambios en laspropiedades fisicas y qumicas de los suelos dela regin pampeana despus de cinco aos deriego suplementario. XVI Congreso Argentinode la Ciencia del Suelo, Villa Carlos Paz.

Kelley WP. 1927. A general discussion of the chemi-cal and physical properties of alkali soils. Proc.First Int. Congr. Soil Sci. 4: 483-489.

Klute A (editor), 1986. Methods of soil anlisis.Part 1: Physical and mineralogical methods. SoilSci. Soc. Am., Inc. Madison, Wisconsin, USA.1188 pag.

Levy JG, van der Watt HVH, Du Plessis HM. 1988.Effect of sodium-magnesium and sodium-cal-cium systems on soil hydraulic conductivity and

Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 91

infiltration. Soil Sci. 146: 303-310.Peinemann N, Diaz-Zorita M, Villamil MB,

Lusarrreta H, Grunewald D. 1998. Consecuen-cias del riego complementario sobre propiedadesedficas en la llanura pampeana. Ciencia del Suelo16: 39-42.

Rengasamy, P. 1983. Clay dispersion in relation tochanges in the electrolyte composition of dialisedred-brown earth. J. Soil Sci 34: 723-732.

Scoppa CO, Di Giacomo RM. 1985. Distribuciny caractersticas de los suelos salinos y/oalcalinos en la Argentina. IDIA N 437-440: 49-77.

Shainberg I, Rhoades JD, Prather RJ. 1981. Effectof low electrolyte concentration on clay disper-

sion and hydraulic conductivity of a sodic soil.Soil. Sci. Soc. Am. J. 45: 273-277.

Shanmuganathan RT, Oades JM. 1983. Influence ofanions on dispersion and physical propertieson the A horizon of a red brown earth. Geoderma20: 257-277.

Sposito G, Holtzclaw KM, Chaarlet L, Jouany C,Page AL. 1983. Sodium-calcium and sodium-magnesium exchange on Wyoming bentonite inperchlorate and chloride background ionic me-dia. Soil Sci. Soc. Am. J. 47: 51-56.

Zalba P, Martnez RS, Peinemann N. 1995. Com-parative effects of sodium and potassium saltson the physicochemical conditions of soils.Comm. Soil Sci. Plant. Anal. 26: 2629-2637.

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COMPORTAMIENTO DE ALGUNAS PROPIEDADES DEL SUELO EN UNASABANA DEL CHACO SEMIARIDO OCCIDENTAL BAJO DISTINTASFRECUENCIAS DE FUEGO

CC GONZALEZ1, GA STUDDERT2, C KUNST3, A ALBANESI11 Fac. Agronoma y Agroindustrias, Univ. Nac. Sgo del Estero, Belgrano 1912, 4200: Sgo del Estero. E-mail. celgon@arnet.com.ar, 2Unidad Integrada Fac. Ciencias Agrarias (UNMP) - EEA INTA Balcarce,3 EEA INTA Sgo del Estero.

Recibido 27 de septiembre de 2001, aceptado 5 de diciembre de 2001

BEHAVIOR OF SOME SOIL PROPERTIES IN A SAVANNA OF THE CHACO SEMIRIDOOCCIDENTAL UNDER DIFFERENT FIRE HISTORIES

Soil properties related to carbon and nitrogen dynamics of a savanna of Elionurus muticus (Spreng) O.Kuntze under three different fire frequencies (fire history) were compared at one point of time. Soilwas described as a Torriorthentic Haplustoll. Fire frequencies were characterized as: high (one fireevery year), medium or normal (one fire every 3-4 years), and low (one fire every 10 years). Total soilorganic carbon (COT) and nitrogen (NOT) contents, particulate organic matter carbon (COP) andnitrogen (NOP) contents, carbon content of the gross organic matter fraction (COG), as well as soilnitrate nitrogen content (N-NO3

-), soil respiration and soil microbial biomass nitrogen (NBM) wereassessed at two soil depths, 0-2.5 cm and 2.5-7.5 cm. Gross organic matter carbon was lower underthe high frequency than under the medium and low frequency areas. Total soil organic carbon, NOT,N-NO3

- and NBM were lower under high frequency fires, than under medium and low frequency fires,that did not differ between them. Particulate organic carbon and NOP were also lower under the highfrequency, and were more sensitive than COT and NOT to the effects of fire history. There were notdifferences in soil respiration among fire histories. These results showed that repeated burns reducesoil organic matter as well as soil biological activity and may increase soil susceptibility to erosionprocesses. However, areas under medium or normal fire frequency maintained organic nitrogen andcarbon pools and showed higher nitrogen availability.

Key Words: savanna fire, chemical properties, microbiological properties

INTRODUCCIONEl fuego es un disturbio natural en

los ecosistemas de sabanas de Elionurusmuticus (Spreng) O. Kuntze en la regin delChaco Semirido Occidental (Argentina) y es,a la vez, una herramienta de manejo muydifundida entre los productores ganaderospara el control de especies leosas y paramejorar la cantidad y la calidad del forraje (Bo1990, Kunst com. pers.). El efecto del fuegosobre la dinmica del pastizal depende de lafrecuencia con que se produzcan las quemas.La exclusin del mismo por perodosprolongados tiene efectos negativos sobre sucalidad y produccin primaria. Se conoce queen las sabanas de E. muticus, el fuego es unfactor de ocurrencia regular y natural cada 3 4 aos que mantiene su productividad (Bravoet al. 2001). Sin embargo, los productoresproducen quemas con una frecuencia anual a

efectos de inducir rebrotes intensos y de altacalidad forrajera. Dicha frecuencia de quemaspuede generar procesos degradativos delsistema y hasta favorecer la erosin de lossuelos (Raison 1979).

La quema de la vegetacin producemodificaciones sobre las caractersticasqumicas y biolgicas del suelo en funcin dela intensidad, del tiempo de residencia y de lafrecuencia del fuego (Alexander 1982). Laquema de combustibles finos como sabanas ypastizales es rpida y completa por lo que losefectos son evidentes fundamentalmente enlos primeros centmetros de suelo (Rice, Garca1994). En general, los mayores efectos de laquema de pastizales estn relacionados conlos cambios postfuego asociados con laeliminacin del mantillo y de los residuosvegetales, hecho que influye sobre la actividadbiolgica del suelo y sobre el reciclado del

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carbono y la disponibilidad de nutrientes(Raison 1979).

Aunque las quemas anualesincrementan la productividad de pastizales ysabanas en el corto plazo, la aplicacin de dichafrecuencia por largos perodos eliminarepetitivamente la cobertura vegetal y reducela reposicin de sustrato al suelo provocandocambios en el balance del carbono y nitrgenodel sistema, pudiendo llegar a disminuir elsuministro de nutrientes para el pastizal (Raison1979). Estos efectos deberan ser tenidos encuenta principalmente en los ecosistemasridos y/o semiridos, con bajo contenido denitrgeno y materia orgnica del suelo (MOS)y, por lo tanto, con baja capacidad deamortiguar los efectos del manejo inapropiado.

La MOS es un factor central en lafuncionalidad de los suelos por los mltiplesbeneficios que tiene como sustrato para losmicroorganismos y sobre la disponibilidad denutrientes para los vegetales, la capacidad deretencin hdrica y la estructura del suelo(Doran, Smith 1987). En suelos de pastizales,se ha observado que el fuego provocaincrementos de MOS y de disponibilidad denitrgeno en el corto plazo (1-2 aos) en lascapas superficiales del suelo (Raison 1979). Noobstante, si bien las quemas anualesincrementan la productividad de pastizales ysabanas en el corto plazo, la aplicacin de dichafrecuencia por largos perodos supone impactosnegativos sobre el contenido de MOS debidoa los menores aportes de carbono y nitrgenoal suelo (Ojima et al. 1990). Si bien aquelloscambios se producen sobre la MOS, variosautores sugieren a la fraccin particulada de lamateria orgnica (MOP) y al tamao y actividadde la biomasa microbiana (BMS), como mssensibles a los cambios producidos por lasprcticas de manejo (Mc Gill et al. 1986;Jenkinson, Ladd 1981; Cambardella, Elliot 1992).

Los estudios sobre el tamao y laactividad de la BMS en sabanas sometidas afuego muestran resultados variables. En elcorto plazo, parecen no existir diferenciassignificativas con el control sin fuego, siendoen algunos casos estimuladas por el incrementoen la temperatura del suelo y en el contenidode nutrientes luego del fuego (Rice, Garca1994). Por lo contrario, quemas anualesaplicadas durante muchos aos reducen la

BMS (Ojima et al. 1990).En la regin chaquea, existe

informacin acerca de los efectos del fuegosobre la dinmica de especies herbceas (Kunstcom.pers.), sobre los daos en especie arbreasy arbustivas (Bravo et al. 2001) y sobre ladensidad de algunos grupos demicroorganismos por efecto de una quema(Gonzlez et al. 1996). No obstante, es necesariogenerar informacin sobre el efecto de lafrecuencia de quemas de las sabanas de E.muticus sobre las propiedades del suelo paracontribuir a una prescripcin adecuada delfuego como herramienta de manejo sosteniblede aquel ecosistema.

Por lo dicho, para los suelos desabanas de esa regin, se plantean comohiptesis que: i) el incremento de la frecuenciade quemas de una sabana de E. muticusprovoca la disminucin del carbono, delnitrgeno, de la biomasa microbiana y de lacapacidad de mineralizacin de nitrgeno delsuelo, ii) el efecto de la quema sobre laspropiedades del suelo, se produceprincipalmente en la capa superficial del suelo.El objetivo de este trabajo fue evaluar el efectode distintas historias de fuego de una sabanade E. muticus del Parque Chaqueo Semiridosobre algunas propiedades qumicas ybiolgicas del suelo vinculadas con elcontenido del carbono y del nitrgeno delsuelo, para proporcionar pautas quecontribuyan a la prescripcin del fuego comoherramienta de manejo sostenible en ambientessemiridos.

MATERIALES Y METODOSLa experiencia se llev a cabo en el Campo

Experimental La Mara de la E.E.A. INTA,Santiago del Estero, Argentina (28 05' S, 64 05'W). El clima es semirido, con temperatura mediaanual de 21 C y una precipitacin media anual de550 mm, concentrndose la mayor parte en la pocaestival. El invierno y comienzo de primavera sonsecos, con fuertes vientos desecantes del Norte. Lossuelos del rea de estudio se clasifican comoTorriortente Haplustlico (Lorenz com. pers.). Losperfiles son de escaso desarrollo, con secuencia dehorizontes A-AC-C, de textura franco limosa y pHligeramente cido a neutro en los primeros 10 cm delsuelo. La sabana se presenta como pastizal - arbustalcon predominancia de E. muticus y en menor cantidadotras gramneas (Heteropogum contortus,Schyzachirium tenerum y Botriochloa spp) y algunas

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especies leosas invasoras (Acacias aroma,Prosopis nigra, Celtis spp y Schinus sp). Por lascaractersticas del clima semirido, los pastizalespresentan un receso invernal bien definido que pro-duce una acumulacin del material vegetal muertosobre la superficie, siendo la poca entre julio yoctubre la propicia para la quema.

Los niveles de historia de fuego (vari-able independiente) se definieron teniendo en cuentala frecuencia de quemas a que fue sometida la sabanaen el pasado reciente. Mediante fotointerpretacinde fotos reas (escala 1:20000), imgenes satelitariasLANDSAT y recorridas a campo se ubicaron reasque hubieran estado sometidas a distintasfrecuencias de fuego dentro del campo experimen-tal: alta frecuencia (un fuego cada ao durante losltimos 10 aos); frecuencia media (natural, unfuego cada 3-4 aos durante los ltimos 10 aos,habiendo sido la ltima quema al menos 3 aos an-tes); baja frecuencia (sin quema durante los ltimos10 aos). De acuerdo con datos locales, la intensidadde las quemas en estas sabanas habra sido siempreentre ligera y moderada, estando dentro de los lmitessugeridos para fuegos prescriptos en pastizales(Kunst com. pers., Bravo et al 2001). En cada unade esas reas se definieron tres parcelas de 30 m x 15m.

En octubre/noviembre de 1998 (antes dela aplicacin de una quema) se realiz un muestreode suelo a dos profundidades (0-2,5 y 2,5-7,5 cm).Cabe aclarar que al momento de muestreo no habahabido precipitaciones significativas por al menostres meses (datos no mostrados) y el E. muticus nohaba iniciado an su crecimiento estival. Se rasp lasuperficie del suelo para eliminar el mantillo y decada parcela se extrajeron 15 submuestras nodisturbadas en tubos de PVC de 6 cm de dimetro y10 cm de largo slo en los espacios entre matas de E.muticus. Luego de dividir las submuetras en trozosrepresentando las profundidades arriba mencionadas,los correspondientes a cada una de ellas se mezclaronpara obtener una muestra compuesta de cadaprofundidad. Las muestras de suelo fueron pesadasy tamizadas (2 mm) para separar el material orgnicogrosero (mayormente races) que fue lavado y secadoa 60C hasta peso constante. El carbono orgnico enla fraccin gruesa (COG) se calcul asumiendo queel contenido de carbono era de 4,2 g C kg-1 materiaseca (Campbell et al. 1996).

El carbono orgnico (COT) y el nitrgenoorgnico (NOT) totales del suelo fuerondeterminados por Walkley y Black (Nelson,Sommers 1982) y segn Kjeldahl (Bremner,Mulvaney 1982), respectivamente. La MOP fueretenida sobre un tamiz de 54 mm de malla, previadispersin en una solucin de hexametafosfato desodio, segn el mtodo descripto por Cambardellay Elliott (1992), determinndose las concentraciones

de carbono orgnico (COP) y del nitrgeno orgnico(NOP) particulados por los mtodos mencionadosarriba. Para la determinacin del contenido denitrgeno de nitratos (N-NO3

-) la extraccin se hizocon solucin saturada de Ca(OH)2 en agua y se utilizun electrodo de in especfico (Mahendrappa 1969).La respiracin edfica se evalu mediante ladeterminacin del desprendimiento del dixido decarbono (CO2) del suelo en laboratorio como ndicede actividad de la microflora hetertrofa (Anderson1982). El nitrgeno de la biomasa microbiana (NBM)se determin mediante el mtodo de fumigacin-extraccin (Brookes et al. 1985). Los resultadosobtenidos se analizaron estadsticamente medianteanlisis de varianza y se utiliz el test de Tukeypara la separacin

RESULTADOS Y DISCUSIONEl COT fue significativamente menor

en las parcelas con alta frecuencia de fuegorespecto a las parcelas con baja y mediafrecuencia de fuego, en ambas capas de suelo(Figura 1a). Los contenidos de COT en lasparcelas de frecuencias media y baja no sediferenciaron estadsticamente entre s paraninguna de las profundidades. Los contenidosde NOT respondieron de manera similar a losde COT en las diferentes frecuencias de quema(Figura 1b).

Uno de los factores que ms afecta elbalance de la materia orgnica del suelo es lacantidad de sustrato devuelto al sistema(Stevenson 1986). Las reducciones de COT yNOT observadas en la frecuencia alta podrandeberse a la menor reposicin de carbono ynitrgeno al suelo debido a la remocin delmantillo y cubierta vegetal producida por lasquemas anuales (Ojima et al. 1990) y a unadisminucin de la biomasa radical de lavegetacin, tambin asociada a la altafrecuencia de fuego (Rice, Garca 1994). Ojimaet al. (1990) no encontraron diferencias en COTy NOT entre los valores iniciales y aqullos 1 2 aos despus de una sola quema, sugiriendoque quemas espordicas o de baja frecuenciano tendran efecto sobre los contenidos de COTy NOT. En el corto plazo, algunos autoreshallaron un aumento del COT del suelo en lacapa superficial debido a los aportes de lascenizas (Raison 1979).

En todas las frecuencias de fuego, elCOP represent entre 35 y 49 % del COT y elNOP represent entre 27 y 52 % del NOT. Estosrangos fueron similares a los obtenidos por

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Chan (1997) en Pellustertes Tpicos y porCambardella y Elliot (1992) en un HaplustolPquico, de climas semiridos bajo pastizalesy sometidos a distintos manejos.Coincidentemente con COT y NOT (Figuras1a y b), las concentraciones del COP y NOP

(Figuras 2a y b) fueron superiores en la capasuperficial para todas las frecuencias de fuego,lo que est relacionado con el reciclo de C y Ndebido a la acumulacin de restos vegetales ymantillo en la superficie del suelo, mencionadoanteriormente. La frecuencia alta present

Figura 1. Carbono (COT) (a) y nitrgeno (NOT) (b) orgnicos totales a dos profundidades del suelo y para tresfrecuencias de quemado de la sabana: alta (anual); media (cada 3 4 aos); baja (sin quemar por ms de 10aos). Columnas acompaadas por letras distintas para cada profundidad, difieren significativamente (P

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significativamente menor contenido de COPque las frecuencias media y baja a ambasprofundidades, mientras que el contenido deCOP de la frecuencia media difiri (P>0,05) delde la baja, slo en la capa subsuperficial (Figura2a). No obstante, en la capa superficial, loscontenidos de NOP de la frecuencia alta y me-dia fueron significativamente menores que losde la frecuencia baja (Figura 2b).

En la capa de suelo superficial, el COPy el COT de la frecuencia alta representaron el64 y el 68% del COP y COT en la frecuenciabaja, respectivamente, presentndose unatendencia similar en la capa subsuperficial(57% y 68%, respectivamente). Esto indica que,en la capa superficial, el efecto del fuego severa reflejado en igual medida en el COT queen el COP. No obstante, en la capasubsuperficial el COP fue ms sensible que elCOT al efecto de la alta frecuencia de quemas.Por otro lado, el efecto provocado por lasdiferentes frecuencias de fuego se visualizen mayor medida en el NOP que en loscontenidos de NOT, ya que en la frecuenciaalta stos representaron el 47 % y el 78 % delNOP y NOT en la frecuencia baja,respectivamente. La misma tendencia seobserv en la capa subsuperficial (58 % y 72%,respectivamente). Tanto el COP como el NOPfueron reducidos por quemas anualesaplicadas durante 10 aos, siendo el NOP elms afectado. Similares resultados fueronobservados cuando se describi el deterioroproducido por el impacto de diversos sistemasde uso sobre la calidad del suelo (Chan 1997).El COG de la capa superficial, fue menor en lasparcelas con alta frecuencia (0,93 g C kg-1),respecto a las frecuencias media y baja dequemas (1,28 y 1,55 g C kg-1, respectivamente).Esta disminucin del COG con la alta frecuenciade fuego contribuira a explicar las reduccionesde COT y COP, ya que la misma representa unaparte de los aportes de carbono a partir de lavegetacin. Adems, estas diferencias en COGpor diferentes frecuencias de fuego podraninfluenciar el crecimiento de la biota del suelo,al ser fuente de energa para losmicroorganismos (Seastedt, Ramundo 1990).

El NBM fue marcadamenteinfluenciado por la frecuencia de fuego, al igualque la fraccin orgnica del suelo (COT, NOT,COG, COP y NOP) (Figura 3). En la capa super-

ficial, el contenido de NBM fuesignificativamente menor (P0,05). Porotro lado, entre 2,5 y 7,5 cm de profundidad,estas dos ltimas frecuencias difirieronsignificativamente entre s (P

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orgnicas del suelo ante cambios en el manejode los suelos (Mc Gill et al. 1986; Echeverra etal. 1993; Studdert et al. 1997) e indican que elefecto provocado por las diferentes historiasde frecuencia de fuego se ve reflejado en loscambios de las fracciones orgnicas lbiles(NBM y NOP) en mayor medida que en el deNOT. Asimismo, tales cambios fueron msnotorios a 0-2,5 cm de profundidad, capa msexpuesta al efecto de las variacionesambientales.

Contrariamente a lo esperado, no sedetectaron diferencias (P>0,05) de respiracinedfica entre frecuencias de fuego en ningunade las profundidades evaluadas (Tabla 1). Estosresultados no se corresponden con lascantidades de biomasa microbiana (Figura 3) yde sustrato orgnico (Figuras 1 y 2) discutidosanteriormente. Se podra suponer que existiuna eficiencia diferencial en el uso de carbonoentre las parcelas con distintas historias defrecuencia de fuego y un cambio en la poblacinmicrobiana (Nakas, Klein 1980).

La relacin C/N del suelo de lasparcelas con frecuencia anual estuvo enpromedio por debajo de los valores de lasfrecuencias media y baja (Tabla 1), indicandoque a travs del fuego continuo, las prdidasde COT superaron a las del NOT. Las relacionesC-CO2/COT de las distintas frecuencias fueron:alta>media>baja (Tabla 1). Esto implica que,adems de la reduccin del aporte de materia

0

10

20

30

40

50

60

70

0 - 2,5 2,5 - 7,5

Profundidad (cm)

Dis

min

uci

n

Rel

adiv

a (%

)

NOT NOP NBM

Figura 4. Disminucin de los contenidos de nitrge-no orgnico total (NOT), nitrgeno orgnico enla fraccin particulada (NOP), nitrgeno de labiomasa microbiana (NBM) en el suelo bajo altafrecuencia de quemado de la sabana (anual) rela-tiva a los contenidos observados con baja fre-cuencia de quemado de la sabana (sin quemarpor ms de 10 aos). Las barras verticales indi-can desvo estndar.

Figure 4. Relative decrease of total organic nitrogen(NOT), organic nitrogen in the particulate frac-tion (NOP), and microbial biomass nitrogen(NBM) between soils after high- and low-fre-quency fires. Error bars indicate standard devia-tion.

C-CO2 C-CO2/COT C/N Profundidad (cm)

Frecuencia

De

Fuego 0 - 2,5 2,5 -7,5 0 - 2,5 2,5 7,5 0 - 2,5 2,5 -7,5

--------------------- mg kg-1 ------------------ Alta 253,5 a 148,2 a 18,87 13,59 9,33 10,68

Media 252,3 a 122,4 a 13,24 7,65 10,10 12,22 Baja 261,6 a 98,28 a 13,20 6,14 10,73 11,27

Tabla 1. Respiracin edfica (C-CO2 ), relaciones C-CO2/carbono orgnico total (COT), relacin carbono/nitrge-no (C/N) del suelo obtenidos a dos profundidades del suelo y para tres frecuencias de quemado de la sabana:alta (anual); media (cada 3 4 aos); baja (sin quemar por ms de 10 aos). Los valores seguidos por la mismaletra para cada profundidad, no difieren significativamente (P>0,05).

Table 1. Soil respiration (CO2-C), CO2-C/organic carbon (CO) ratio, and carbon/nitrogen (C/N) ratio of the soil attwo depths after three fire frequencies. Values followed by the same letters are not significantly different atp>0.05 (intra-column comparisons).

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orgnica, quemas aplicadas anualmente a lasabana por ms de 10 aos pueden haberfavorecido la mineralizacin del carbono delsuelo debido a un incremento de sustratoorgnico facilmente descomponible producidopor la quema (Rice et al. 1986) y un cambio enla composicin de las poblaciones microbianas(Nakas, Klein 1980). Por lo contrario, lasparcelas con menor frecuencia de fuegoconservaron ms carbono orgnico, lo quepodra ser resultado de un mayor aporte desustrato orgnico y menor tasa demineralizacin del mismo. Si bien en estaexperiencia no se determinaron ni la tasa demineralizacin de carbono ni la cantidadpresente de los distintos grupos microbianos,el supuesto anterior parece comprensible dadoque en la determinacin de la respiracinedfica de todos los tratamientos estuvieronsujetos a iguales condiciones de humedad ytemperatura en laboratorio, siendo la cantidady composicin del sustrato la nica variablepara la microflora hetertrofa que estrespirando in vitro .

Si bien las concentraciones de nitratospara ambas profundidades del suelo fueron msbajas con alta frecuencia de fuego, lasdiferencias slo fueron significativas en la capasuperficial (Figura 5). Estos resultados estaranrelacionados con el balance negativo denitrgeno en el largo plazo, ya que la menorconcentracin de N-NO3

- bajo frecuencia anual

coincidi con un menor contenido de NOT(Figura 1) y de NOP (Figura 2). Ojima (1987)encontr que la mineralizacin de nitrgeno seincrement inmediatamente despus del fuego,pero disminuy con quemas frecuentes en ellargo plazo. Por otro lado, los contenidos deN-NO3

- de las parcelas de frecuencia media ybaja no se diferenciaron estadsticamente perohubo mayor N-NO 3

- en las parcelas defrecuencia media. Estos resultados indicaranque el suelo bajo las frecuencias ms bajas, alconservar un mayor pool de nitrgeno, estaraen condiciones de proveer una mayor cantidaddel nutriente para el E. muticus.

En sntesis, las reducciones de lasfracciones orgnicas en la capa superficialdebido a quemas frecuentes por perodosprolongados, llevaron a una disminucin deltamao y actividad de la microflora, unadisminucin de la capacidad de mineralizacinde nutrientes y en consecuencia a unadisminucin de la de suministrar nutrientes parala sabana. Por otro lado, la frecuencia dequemas similar o inferior a la considerada natu-ral no afect el reciclo de carbono y nitrgenoen el sistema por conservar ms su poolorgnico y, con ello, su capacidad de generaruna mayor disponibilidad de nutrientes en elsuelo. Si bien los contenidos de carbono ynitrgeno totales fueron modificados por lashistorias previas de quema, las fraccioneslbiles de la materia orgnica del suelorespondieron con mayor sensibilidad, lo quehace que el seguimiento de la evolucin desus variaciones se revele como indicadoradecuado de los cambios producidos en la faseorgnica del suelo. Aunque se observaroncambios asociados a la historia de quemas enambas capas analizadas, aqullos fueron msnotorios de 0 a 2,5 cm de profundidad del suelo,por ser la capa ms expuesta al efecto de lasvariaciones ambientales.

Dada la importancia econmica de lautilizacin de los pastizales naturales como

Figura 5. Contenido de nitrgeno de nitratos del suelo(N-NO-3) obtenido a dos profundidades y paratres frecuencias de quemado de la sabana: alta(anual); media (cada 3 4 aos); baja (sin que-mar por ms de 10 aos). Columnas acompaa-das por letras distintas para cada profundidad,difieren significativamente (P

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recurso forrajero en el Chaco Semirido, lanecesidad de aplicar fuego para aumentar suproduccin y calidad de forraje y el efectodegradativo del uso indiscriminado del mismo,las evidencias indican que las frecuencias defuego aplicadas con sentido agronmico enesta sabana deberan ser cercanas a lafrecuencia natural. De esta manera, la adecuadaprescripcin de la quema contribuira acompatibilizar la productividad del pastizal y elmantenimiento de la calidad del suelo.

AGRADECIMIENTOSSe agradece la colaboracin recibida

de los Ing. Agr. G Lorenz, F Galizzi, L Diaz, SRoldn, y H Echeverra. Asimismo se agradecea la Sta. J Barrientos,y a los Sres J Godoy, HCceres por la colaboracin en tareas de campo.Este trabajo fue financiado por el Proyecto deInvestigacin Uso de la tierra y su efecto enlos componentes biticos de los ecosistemasdel Parque Chaqueo Occidental de la CICYT-UNSE y el Proyecto Ganadero Bovino Re-gional, INTA Regional Noreste.

REFERENCIASAlexander M. 1982. Calculating and interpreting

forest fire intensities. Can. J. Botany 60: 349-357

Anderson JE. 1982. Soil respiration. En: Page AL etal. (eds.). Methods of soil analysis. Part 2, 2nd

ed. Agron. Monog 9. Am. Soc. Agronomy. SoilSci. Soc. Am., Madison, Wisconsin, EEUU. p.837-871

Bo RM. 1990. Algunos aspectos a considerar en elempleo del fuego. Revista Fac. Agronoma(UNLP).5: 63-80.

Bravo SC, Kunst C, Gimenez A, Moglia A. 2001.Fire regime of and Elionurus muticus Spreng,savanna, Western Chaco Region, Argentina. Int.J. Wildland Fire. 10: 65-67

Bremner JM, Mulvaney CS. 1982. Nitrogen total.En: Page AL et al. (ed.) Methods of soil analy-sis. Part 2, 2nd ed. Agron. Monog 9. Am. Soc.Agronomy Soil Sci. Soc. Am., Madison, Wis-consin, EEUU. p. 595-622

Brookes PC, Landman A, Pruden G, Jenkinson DS.1985. Chloroform fumigation and the release ofsoil nitrogen: a rapid direct extraction method tomeasure microbial biomass nitrogen in soil. SoilBiol. Biochem. 17: 837-842.

Cambardella CA, Elliot EF. 1992. Particulate soilorganic matter changes across a grassland culti-vation sequence. Soil Sci. Soc. Am. J. 56: 777-783.

Campbell CA., McConkey BG, Zentner RP, SellesF, Curtin D. 1996. Tillage and crop rotation ef-fects on soil organic C and N in a coarse texturedTypic Haploboroll in southwesternSaskatchewan. Soil Till. Res. 37: 3-14.

Chan KY. 1997. Consequence s of changes in par-ticulate organic matter in Vertisols under pas-ture and cropping. Soil Sci. Soc. Am. J. 61:1376-1382.

Doran JW, Smith MS. 1987. Organic matter man-agement and utilization of soil and fertilizer nu-trients. En: Follett RF et al. (eds.). Soil fertilityand organic matter as critical components ofproduction systems. SSSA Special Publication19. Am. Soc. Agronomy Soil Sci. Soc. Am.,Madison, Wisconsin, EEUU. p. 53-72.

Echeverra H, Bergonzi R, Ferrari J. 1993. Carbonoy nitrgeno de la biomasa microbial de suelosdel sudeste bonaerense. Ciencia del Suelo 11:36-41.

Gonzalez CC, Albanesi AS, Kunst C, Suarez E.1996. Efectos de fuegos prescriptos sobre lamicroflora de suelos en la sabana de Elionorusmuticus. VIII Congreso Latinoamericano de laCiencia del Suelo, Aguas de Lindoia. San Pablo,Brasil. En CD.

Jenkinson DS, Ladd N. 1981. Microbial biomass insoil: measurement and turnover. Soil Biol.Biochem. 5: 415-471.

Mahendrappa M. 1969. Determination of nitratenitrogen in soil extracts using a specific ion ac-tivity electrode. Soil Sci. 108:132-136.

Mc Gill WB, Cannon KR, Robertson JA, CookFD. 1986. Dynamics of soil microbial biomassand water-soluble organic C in Breton L after 50years of cropping to two rotation. Can. J. SoilSci. 66: 1-19

Nakas JY, Klein DA. 1980. Seasonal dynamics andresponses of rhizosphere and rhizosplane mi-croorganisms associated with semiarid grasslandplants. Proceedings First Int. Rangeland Con-gress. Soc. Range Managem., Denver, Colorado,EEUU. p.310-313.

Nelson DW, Sommers LE. 1982. Total carbon, or-ganic carbon and organic matter. En: Page AL etal. (eds.) Methods of soil analysis. Part 2, 2nd

ed. Agron. Monog 9. Am. Soc. Agronomy SoilSci. Soc.Am., Madison, Wisconsin, EEUU. p.539-579.

Ojima DS. 1987. The short-term and long-term ef-fects of burning on tallgrass prairie ecosytempropierties and dynamics. Ph.D. Dissertation.Colorado State University, Fort Collins, Colo-rado, EEUU. 96 p.

Ojima DS, Parton WJ, Schimel DS, Owensby CE.1990. Simulated impacts of annual burning onprairie ecosystems. En: Collins SL, Wallace L(eds.) Fire in North American tallgrass prairies.

100

University of Oklahoma Press. Norman, Okla-homa, EEUU. p. 99-117.

Raison RJ. 1979. Modification of the soil environ-ment by vegetation fires, with particular refer-ence to nitrogen transformations: A review. Plantand Soil 53:73-108.

Rice CW, Garca FO. 1994. Biologically active poolsof carbon and nitrogen in tallgrass prairie soil.En: Doran JW et al. (eds) Defining soil qualityfor a sustainable environment. SSSA SpecialPublication 35. Soil Sci. Soc. Am. Inc., Madi-son, Wisconsin, EEUU. p. 201-207.

Rice CW, Smith MS, Blevins RL. 1986. Soil nitro-

gen availability after long-term continuous no-tillage and conventional tillage corn production.Soil Sci. Soc. Am. J. 50:1206-1210.

Seastedt TR, Ramundo C. 1990. The influence offire on belowground processes of tallgrass prai-rie. En: Collins SL, Wallace LL (eds.). Fire inNorth American tallgrass prairies. Universityof Oklahoma Press. Norman, Oklahoma, EEUU.p. 186-195.

Stevenson FJ. 1986. Cycles of soils. John Wiley &Sons, Inc., New York, New York, EEUU. 380p.

CC GONZALEZ et al. - Propiedades del suelo y quema de sabanas

Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 101

ABSORCION DE NITROGENO POR CEBADA CERVECERA EN DOSSUELOS DEL SUR BONAERENSE, ARGENTINA

MA LAZZARI, MR LANDRISCINI, MA CANTAMUTTO, AM MIGLIERINA, RA ROSELL, FEMCKEL, ME ECHAGELAHBIS Dto. de Agronoma Universidad Nacional del Sur 8000 Baha Blanca Argentina - E-mail: alazzari@criba.edu.ar

Recibido 1 de marzo de 2001, aceptado 12 de junio de 2001

NITROGEN UPTAKE BY MALTING BARLEY IN TWO SOILS OF SOUTHERN BS.AS.PROVINCE, ARGENTINA

Two experiments were carried out to determine the effect of nitrogen on nitrogen uptake andgrain nitrogen concentration of barley grown for malting. First, the effects of fertilizer applications atrates of 0 (0N) and 60 kg N ha-1 (60N) were studied in a pot experiment in a glasshouse using urealabelled with 15N applied at sowing to two soils: Bordenave (B, Typic Haplustoll), and Tres Arroyos(TA, Petrocalcic Argiudoll). Pots were destructively sampled at the fifth leaf, ear emergence, milkykernel and physiological maturity stages. Distribution of 15N and 14N in shoots and roots, and inspikes at maturity, were measured. Maximum aerial biomass uptake was usually reached by the timeof milky stage, but continued up to maturity in 60N TA. In 60N B there was evidence of losses offertilizer and soil nitrogen in shoots, but not in roots, in 60N B between milky and maturity stages.Urea increased the spike yield in 60N TA, and the grain nitrogen concentration in 60N B. Simultaneusly,experiments were carried out in the field in both soils, where urea was applied at rates varying from 0to 90 kg N ha-1 at TA, and from 0 to 75 kg N ha-1 at B. Plants and soils were sampled at the same growthstages of the pot experiment. Soils samples were analyzed for N-NH4

+ and N-NO3- (0-60 cm). In all

treatments at TA and 75N at B losses of nitrogen from aerial biomass in the last period of growth weredetected. The addition of more than 30 kg N (at TA) or 25 kg N ha-1 (at B) increased the percentage ofgrain protein to higher levels than accepted for malting. A high nitrogen-supplying power of the soilorganic reserves was observed.

Key words: Malting barley,15N-labelled fertilizer, Urea, Typic Haplustoll, Petrocalcic Argiudoll.

INTRODUCCIONEl cultivo de cebada cervecera

(Hordeum vulgare L.) se adapta a lascondiciones agroecolgicas del sur de laProvincia de Buenos Aires donde, en losltimos aos, ha vuelto a adquirir importanciaeconmica como consecuencia de una mayordemanda, debido a la instalacin de nuevasplantas malteras. El rea destinada a este cultivoslo se incrementar si se cuenta con latecnologa adecuada para asegurar altosrendimientos, buena calidad maltera y bajoscostos de produccin, siendo la fertilizacinnitrogenada el rubro que ms incide sobre l.El contenido de protenas del grano es un factordeterminante de la calidad maltera.Generalmente, no debe sobrepasar el 12%establecido en el standard de comercializacin(Savio 1998). Esto requiere que las aplicacionesde fertilizante nitrogenado produzcan un

rendimiento econmicamente aceptable ytambin satisfagan los requerimientos decalidad para la industria maltera, pues de noser as se producira un importante quebranto.

Los efectos de la fertilizacinnitrogenada sobre el rendimiento y la calidadde la cebada cervecera se midieron en variosambientes de la Provincia de Buenos Aires. Enel Sudoeste Bonaerense, Ron y Loewy (1996)concluyen que en suelos con altas deficienciasde nitrgeno y fsforo, el fraccionamiento delnitrgeno aplicado fue un recurso adecuado.En cambio, en el norte de la Provincia, enmejores ambientes, la respuesta a la fertilizacinfue variable en rendimiento, con disminucindel peso de los granos y aumento del contenidoproteico (Prystupa et al . 1998). Esto pudodeberse a que la concentracin de nitrgenoen granos de cebada se eleva cuando se aplicafertilizante nitrogenado en exceso (Lord,

102 MA LAZZARI et al. - Absorcin de nitrgeno por cebada cervecera

Tabla 1. Principales caractersticas de los suelos estudiados (0-20 cm).Table 1. Selected properties of the soils studied (0-20 cm).

Suelo pH PE CO NT N-NO3- N-NH4

+ Textura

Arena Limo Arc.

(1:2,5) mg kg- 1 g kg-1 g kg - 1 mg kg- 1 kg ha- 1 mg kg- 1 kg ha-1 %

T. Arroyos 5,6 8 20,0 1,62 16 38 13 31 34 36 30

Bordenave 6,6 42 17,2 1,38 18 43 8 20 69 13 18

PE: Fsforo extractable, Bray-KurtzCO: Carbono orgnico, combustin seca (LECO)NT: Nitrgeno total, KjeldhalN-NO

3- y NH

4+: extraccin con 2M KCl y destilacin.

Textura: hidrmetro

PE: Extractable Phosphorus, Bray-KurtzCO: Organic Carbon, dry combustion (LECO)NT: Total Nitrogen, KjeldhalN-NO

3- y NH

4+: extraction with 2M KCl and destilation.

Texture: hidrometer

Vaughan 1987) ya que slo ocurren aumentossignificativos de las concentraciones denitrgeno en los granos con dosis superioresa aquellas que porporcionan un incremento delrendimiento (Gallagher et al. 1987).

Los fertilizantes inorgnicospresentan, en el perfil de suelo, una dinmicaque est influenciada por la disponibilidad deagua durante el perodo de crecimiento delcultivo, o sea por las condiciones ambientalesy edficas. En el caso de la cebada cervecera,se vi que una alta disponibilidad de nitrgenoen condiciones adversas (sequa) ocasionincrementos de las protenas de los granos(Booncho et al. 1998).

Por lo expuesto, para fertilizarracionalmente, es necesario conocer laabsorcin y el destino del nitrgeno delfertilizante durante el desarrollo de la planta.La tcnica isotpica de 15N, junto con laextraccin frecuente de muestras de plantas,proporciona una informacin directa sobre eluso y removilizacin del nitrgeno delfertilizante (Carter, Rennie 1987). Los ensayosen macetas de bajo costo de 15N permitenevaluar, bajo iguales condiciones ambientalesy de humedad, diferencias ocasionadas por elefecto del suelo. Sin embargo, para evaluar larespuesta de rendimiento y calidad del cultivoa la aplicacin de nitrgeno, es necesario laconduccin de ensayos de campo.

El primer objetivo de estainvestigacin fue estudiar, bajo condicionescontroladas, los efectos de la aplicacin denitrgeno de 15urea sobre la absorcin por la

planta, cultivada en suelos de diferentes zonascebaderas de la Provincia de Buenos Aires. Elsegundo objetivo fue evaluar, en los mismossuelos, en condiciones de campo, la respuestadel rendimiento y la calidad del cultivo condiferentes dosis de nitrgeno.

MATERIALES Y METODOSEnsayo en invernculo

La experiencia se realiz bajo longitud delda normal, entre julio y noviembre de 1998. Lasplantas de cebada cervecera, cultivar QuilmesPalomar, crecieron en macetas que contuvieron 6 kgde suelo Haplustol Tpico (INTA, Bordenave) oArgiudol Petroclcico (Barrow, Tres Arroyos), elcual fue previamente homogeneizado. Laspropiedades de los suelos se presentan en la Tabla1. Se adicion superfosfato triple, a razn de 20 kgP ha-1, a todas las macetas. El 9 de agosto de 1998 sesembr la cebada (6 plantas por maceta).Seguidamente, se adicionaron 10 mL de solucinacuosa de urea marcada (188 mg N por maceta,equivalente a 60 kg N ha-1, con 9,811 % a. e. 15N) ala mitad de las macetas de cada suelo.Posteriormente, se adicionaron 100 mL de agua atodas las macetas. Las mismas se regaronfrecuentemente hasta la emergencia de las espigas yluego diariamente hasta la madurez fisiolgica de lasplantas.

El diseo experimental fue completamentealeatorizado con cinco rplicas y consisti de dossuelos (Bordenave, B y Tres Arroyos, TA), dosdosis de nitrgeno (0N, sin adicin de nitrgeno y60N, equivalente a 60 kg N ha-1), y cuatro momentosde extraccin de muestras: 69 das desde la siembra(DDS), macollaje (Zadoks: 1.5); 81 DDS, espigazn(Z: 4.9); 98 DDS, grano lechoso (Z: 7.5) y 116DDS, madurez fisiolgica (Z: 8.9) (Zadoks et

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Figura 1. Absorcin de nitrgeno del fertilizante (NDDF) y del suelo (NDDS) por la biomasa area de cebadacervecera, en diferentes estadios del ciclo, crecida en macetas, con aplicacin (60N) y sin aplicacin de ureamarcada (0N). DDS: das desde la siembra. Letras diferentes indican diferencias significativas (P

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Figura 2. Absorcin de nitrgeno del fertilizante (NDDF) y del suelo (NDDS) por las races de cebada cervecera,en diferentes estadios del ciclo, crecida en macetas, con aplicacin (60N) y sin aplicacin de urea marcada(0N). DDS: das desde la siembra. Letras diferentes indican diferencias significativas (P

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nitrogenada ocasion un incremento delnitrgeno absorbido en la biomasa area de lacebada y la absorcin de nitrgeno en ambosfue superior al aportado por la fertilizacin(P

106 MA LAZZARI et al. - Absorcin de nitrgeno por cebada cervecera

brindaron las plantas fertilizadas de TA. Estosporcentajes fueron superiores a los calculadospor el mtodo de la diferencia (entre elrendimiento de nitrgeno del tratamiento 60Ny del 0N), a saber: 30 y 3,9% para la biomasaarea y races de B, respectivamente; 20 y 1%para la biomasa y races de TA, respectivamente.Estas diferencias se debieron a que la absorcinde nitrgeno del suelo por parte de las plantasdel tratamiento 60N fue menor que las deltratamiento ON, donde las reservas denitrgeno eran superiores al del fertilizanteadicionado.Ensayo de campo

La disponibilidad de nitrgeno inicial(Tabla 1 y Figura 3) fue alta en ambos suelos,con una contribucin similar de N-NO3

- y deN-NH4

+, y con contenidos superiores en TA.En todos los tratamientos del ensayo seobserv una tendencia ascendente en elcontenido de nitrgeno de la biomasa areahasta grano lechoso y de all, una tendenciadescendente hasta madurez. (Tabla 2). Esta,pudo deberse a prdidas desde las hojassenescentes, a prdida de hojas secas durantey despus de la extraccin de muestras, y aremovilizacin hacia los granos. El perodo demayor acumulacin de nitrgeno se produjoentre los estadios fenolgicos macollaje yespigazn. Los datos de la cosecha nomostraron diferencias significativas en laabsorcin de nitrgeno entre tratamientos, yasea por la parte area o por las espigas.

En Bordenave, slo se observ unadisminucin (estadsticamente no analizada)del ritmo de absorcin de nitrgeno entre losestadios grano lechoso y madurez, en eltratamiento 75N. En los tratamientosfertilizados, la mayor acumulacin tambinocurri entre macollaje y espigazn. Tampocoen la cosecha se observaron diferenciassignificativas en la absorcin de nitrgeno porla biomasa area o las espigas, entretratamientos (Tabla 2).

En ninguno de los dos sitios seobservaron diferencias significativas en elrendimiento de granos, en el peso de mil granosni en el IC por efecto de la fertilizacin (Tabla3). Adems, B brind rendimientos superioresa los respectivos valores de TA, donde el ICfue ms alto. El agregado de ms de 30 kg N (enTA) o 25 kg N ha-1 (en B) aument el porcentaje

de las protenas del grano a niveles superioresal aceptado para el malteo (P

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Tabla 2. Contenido de nitrgeno en tallos-hojas yespigas de cebada cervecera, en diferentesestadios del ciclo. (kg ha-1) (T + H: tallos-hojas).

Table 2. Nitrogen content in stems-leaves and spikesof malting barley at different growth stages (kgha-1). (T+H: stemsleaves).

En cada localidad letras diferentes en la misma fila denotandiferencia significativa (P

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Bordenave), de R. Bergh (MAGyA del INTA,Barrow) y de la empresa CARGILL S.A.

REFERENCIASAigner M. 1998. Handbook on quality assurance

measures applied in total N and 15 N plantanalysis. Soil Science Unit, IAEA SeibersdorfLaboratories, Austria. 67 pp.

Bremner JM. 1996. Nitrogen - Total. pp.1085-1123.En: Methods of Soil Analysis. Part 3. ChemicalMethods. Sparks DL (Eds.), SSSA-ASA,Madison, Winsconsin, USA.

Booncho S, Fukai S, Hetherington SE. 1998. Barleyyield and grain protein concentration as affectedby assimilate and nitrogen availability. Aust. J.Agric. Res. 49: 695-706,

Carter MR, Rennie DA. 1987. Effects of tillage ondeposition and utilization of 15N residualfertilizar. Soil & Tillage Research 9:33-43.

Fiedler R, Prokch G. 1985. The determination of15N by emission and mass spectrometry inbiological analysis: A review. Anal. Chim. Acta78: 1-62.

Gallagher EJ, Doyle A, Dilworth D. 1987. Effect ofmanagement practices on aspects of cereal yieldand quality. Aspects of Applied Biology 15.Cereal Quality, 151-170.

Lord EI, Vaughan J. 1987. Optimising nitrogen

applications for the production of malting barley.Aspects of Applied Biology 15. Cereal Quality,319-335.

McTaggart IP, Smith KA. 1995. The effect of rate,form and timing of fertilizer N on nitrogen uptakeand grain N content in spring malting barley.Journal of Agricultural Science. 125: 341-353.

Mulvaney RL. 1996. Nitrogen Inorganic forms.pp.1123-1184. En: Methods of Soil Analysis.Part 3. Chemical Methods. Sparks DL (Eds.),SSSA-ASA, Madison, Winsconsin, USA.

Prystupa P, Scheiner JD, Martnez D, Lavado RS.1998. Fertilizacin nitogenada de cebadacervecera en dos ambientes del norte de laProvincia de Bs.As. IV Congreso Nacional deTrigo. Actas, 3-57.

Ron M, Loewy T. 1996. Anlisis de la respuesta decebada cervecera a nitrgeno y fsforo en tressuelos del Sudoeste Bonaerense (Argentina).Ciencia del Suelo 14:47-49.

Savio H N. 1998. Cebada cervecera - Situacin actualy futura. IV Congreso Nacional de Trigo y IISimposio Nacional de Cereales de SiembraOtoo-Invernal. Actas, 6-05.

Zadocks JC, Chang TT, Konzak CF. 1974. A decimalcode for the growth stages of cereals. WeedResearch 14: 415-421.

MA LAZZARI et al. - Absorcin de nitrgeno por cebada cervecera

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RESPUESTA A LA FERTILIZACION CON BORO Y ZINC EN SISTEMASINTENSIVOS DE PRODUCCCION DE MAIZ

RJ MELGAR1, J LAVANDERA2, M TORRES DUGGAN3, L VENTIMIGLIA41EEA INTA Pergamino, CC 31, 2700 Pergamino, Argentina, 2EEA INTA Pergamino, 3EEA INTAPergamino, 4UEEA 9 de Julio INTA.

Recibido 13 de junio de 2001, aceptado 7 de septiembre de 2001

RESPONSE TO BORON AND ZINC FERTILIZATION IN INTENSIVE CORN PRODUC-TION SYSTEMS

Micronutrient fertilization of corn is not a common practice in cropping systems of Argentina.However, different soil test surveys indicate that boron (B) and zinc (Zn) would be the most fre-quently deficient micronutrients with probabilities of economic responses as result of applications.This work was conduced to evaluate the response of corn to B and Zn applications, relating theseresponses to its leaf concentration and soil availability. During 1996-2000 fertilization trials werecarried out with B in ten locations and with Zn in fourteen locations of the northern pampean region.Increasing rates of B (0 to 1.5 kg ha-1 as sodium borate foliar spray at V4-5 stage ) and of Zn (0 to 6kg ha-1 as oxisulfate in the sowing line) were applied separately, on high potential yielding corn crops.Results differed among trials since only three of the ten, and five of the fourteen sites where either Bor Zn were applied respectively, showed significant differences among the check and treated plots; asite proportion that was not related to soil nutrient availability. For the sites with significant re-sponses, the grain increase was 0,78 and 0,74 Mg ha,-1 obtained with 0,5 and 4 kg of B and Zn ha-1respectively.

Key words: Optimum rates, B and Zn soil availability, Mehlich 3, Pampean Region of Argentina

INTRODUCCIONLa fertilizacin con micronutrientes

no es una prctica muy difundida en la Argen-tina a diferencia de otros pases de altaproduccin agrcola unitaria. Esto ltimo seexplicara en parte por la buena oferta demicronutrientes del suelo, que generalmenteexcede los umbrales de suficiencia. (Sillanpaa1982). No obstante, el aumento de losrendimientos como resultado del mayor usode fertilizantes e hbridos o variedades demayor potencial de rendimiento en la ltimadcada hacen que cada vez sea ms frecuenteencontrar respuesta al agregado de estoselementos menores (Andrade et al. 2000).

El boro (B) y el zinc (Zn) se mencionanentre los micronutrientes mas a menudocitados como factibles de producirdisminuciones de rendimientos en situacionesde deficiencias y, a su vez, relativamente fcilesde corregir por medio de fertilizacioneslogrando aumentos econmicos derendimientos. En un relevamiento realizado porRatto de Mguez y Fatta (1990) en la zona nortede la Regin Pampeana se determin que el 30

% y 20 % de las muestras analizadas estuvieronpor debajo del rengo de suficiencia para B yZn respectivamente., confirmaron que el B y elZn se encuentran entre aquellos masfrecuentemente limitantes. En el rea agrcolade Entre Ros, otro relevamiento recienterealizados sobre muestras de suelos de lotesde productores indic que cerca del 70 % y30% de muestras presentaron valoresdeficientes a muy deficientes de B y Znrespectivamente (Quintero et al. 2000).

El B es uno de los micronutrientes queprovoca deficiencias mas frecuentes encultivos como el maz (Gupta 1979). Asimismo,el Zn es uno de los mas asociados a laproduccin de maz (Maddoni et al. 1999).Adems de la disponibilidad en el suelo, lafertilizacin con dosis altas de fsforo, en es-pecial en bandas, puede inducir una deficienciade Zn al cultivo (Gregory, Frink 1995).

En planteos intensivos de produccinde maz con altos niveles de fertilizacin connitrgeno, fsforo y azufre, y a veces con riegocomplementario, los niveles frecuentementesubptimos de B y Zn en el suelo, podran

110 RJ MELGAR et al. - Fertilizacin de maz con boro y zinc

limitar la expresin del rendimiento de loshbridos de maz de alto potencial, y determinaraumentos de la produccin, por el agregadode esos micronutrientes. El objetivo delpresente trabajo fue determinar la respuestadel cultivo de maz al agregado de B y Zn, enambientes de alto potencial de rendimiento dela regin maicera ncleo y relacionar dicharespuesta con el contenido de nutrientes en lahoja de la espiga con los niveles dedisponibilidad de B y Zn en el suelo a la siembra.

MATERIALES Y METODOSEl trabajo fue llevado a cabo en catorce

localidades, en campos de productores de la zonamaicera ncleo (noreste la provincia de Buenos Airesy sur de Santa Fe) durante las campaas 1996-97 y2000-2001. La respuesta a B se evalu en diezensayos y la de Zn en catorce ensayos. En todos loslotes y tratamientos se aplic fsforo a la siembra ynitrgeno cuando el cultivo de maz presentaba en-tre 4 y 6 hojas desarrolladas. El nitrgeno seincorpor con escardillo.

Los ensayos se instalaron en aquellos lotesque recibieron un manejo y aplicacin de tecnologascapaces de generar maces de alto rendimiento. Lasiembra se realiz durante el mes de septiembre uoctubre, dependiendo de la localidad, con densidadesde plantacin acordes a planteos de alto nivel deproduccin, entre 5,5 y 6,5 semillas por metro lin-

eal que resulta entre 77 y 91 mil plantas por hectrea.La localizacin del sitio, y algunas caractersticasagronmicas de los cultivos de maz se presentan enla Tabla 1.

Los suelos donde se desarrollaron losensayos corresponden al Gran Grupo de losArgiudoles Tpicos (SAGyP, INTA 1989). En laTabla 1 se muestran los principales parmetrosedficos de los lotes de produccin donde seinstalaron ensayos. Los suelos de cada ensayo fueroncaracterizados por muestras compuestas de la capasuperficial (0-20 cm) en 20 puntos de muestreoelegidos al azar, tomadas antes de la siembra. Elanlisis de laboratorio fue realizado sobre muestrassecas al aire y tamizadas por 2 mm. El Carbono delsuelo fue evaluado por el mtodo de combustinhmeda (Nelson, Sommers 1982) y el pH porpotenciometra en una suspensin acuosa 1:1. Ladeterminacin de la capacidad de intercambiocatinico y de B, Zn y P disponibles se efectu conel extractante Mehlich 3, en relacin 1:20,determinndose los elementos por espectrometrade induccin de plasma (ICP), (Jones, Case 1990).En la tabla 1 se muestran los principales parmetrosedficos de los lotes de produccin donde seinstalaron los ensayos.

Diseo experimental y descripcin de lostratamientos

En todos los ensayos se establecierontratamientos de dosis crecientes de B y de Zn o solo

Sitio Condiciones de manejo Fertilizacin Caractersticas del suelo

Siembra Hbrido Antecesor N P B aplicado CIC pH MO P B Zn

Fecha kg.ha -1

Fecha cmol kg1

% mg.kg-1

Campaa 1996/97 Junn 18-Oct Nidera 950 Maz 160 15 20-Nov 14.0 6.3 2.5 65.0 0.8 2.1 Gral. Rojo 30-Oct Dekalb 752 Soja 160 15 10-Dic 20.1 6.2 3.0 19.0 0.8 0.7 9 de Julio 16-Sep Pioneer 3162 Girasol 160 15 14-Nov 14.7 6.3 2.7 20.0 0.8 1.4 Teodelina 03-Oct TX 3162 Soja 160 15 21-Nov 16.9 6.1 2.8 31.0 0.5 1.4 Pergamino 03-Oct Morgan M-4 Maz 160 15 11-Nov 15.9 6.3 2.9 26.0 0.2 1.4 Campaa 1997/98 Arequito 09-Oct Dekalb 4F37 Soja 60 10 14-Nov 15.0 5.8 2.1 15.0 0.1 0.7 Santa Teresa 13-Sep Dekalb 752 Soja 60 5 18-Nov 12.8 5.4 3.0 7.0 0.1 0.8 Pergamino 02-Oct Nidera 924 Girasol 75 6 21-Nov 14.5 6.3 2.1 32.0 0.3 2.1 Campaa 1998/99 Santa Teresa 11-Sep Cargill TRI 92 Soja 100 26 9-Nov 13.1 5.9 3.1 5.2 0.1 1.3 Firmat 15-Oct Cargill TRI 92 Soja 100 26 22-Nov 12.7 6.2 2.5 9.8 0.1 2.1 Campaa 1999/00 25 de Mayo 30-Sep Dekalb 757 Soja 46 6 -- 12.0 5.8 2.2 4.0 0.1 2.1 Campaa 2000/01 Bragado 18-Sep Dekalb 752 Soja 150 35 -- 13.7 5.6 3.0 10.0 0.1 2.1 Arequito 23-Sep Nidera 924 Soja 150 35 -- 15.8 5.8 2.5 22.0 0.3 1.3 Pergamino 25-Sep ACA 929 Soja 150 35 -- 14.1 6.2 3.6 21.0 0.2 1.7

Tabla 1. Principales caractersticas agronmicas y manejo de los ensayos y de los suelos (0-20cm).Table 1. Main agronomic and crop management characteristics of the trials and soil properties.

Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 111

Tabl

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112 RJ MELGAR et al. - Fertilizacin de maz con boro y zinc

de Zn, en un diseo de bloques completos al azar.Excepto en el ensayo del sitio 1, que tuvo tres, todoslos dems tuvieron cuatro repeticiones. Se incluy,adems, un testigo sin aplicacin de micronutrientesEstos tratamientos fueron aplicados en parcelas quetenan 7 surcos (4,9 m) de 10 m de largo (49 m2).Excepto en los sitios 9 y 10 donde se aplicaron solodos dosis de cada micronutriente (1.0 y 1.5 kg de Bha-1 y 2 y 4 kg de Zn ha-1), en el resto de laslocalidades comprendieron tres dosis de B (0.5, 1.0y 1.5 kg ha-1) y tres de Zn (2, 4 y 6 kg ha-1). Lafertilizacin con B se realiz por va foliar, comoborato sdico pentahidratado (17.4 % de BNa2B8O 13 .4H2 O), al comienzo del desarrollovegetativo, cuando los cultivos tenan entre 4 y 5hojas desarrolladas (V-4/5). La aplicacin se realizcon un pulverizador manual con un caudal de 200 lha-1.Las dosis de Zn fueron aplicadas a la siembrajunto a la lnea de siembra, como una mezcla fsicade fosfato diamnico y oxisulfato de Zn (30 %). En25 de Mayo (1999-00), el oxisulfato de Zn (40 % )fue aplicado al voleo e incorporado con el ltimodisco. En los ensayos 11 a 14 no se incluyeron lostratamientos de B, pero los tratamientos de Znfueron idnticos a los de los ensayos 1 al 8. Elcontenido de B y Zn en los tejidos se determin enmuestras compuestas por tratamiento, de los sitios1 al 8, al principio de la floracin (R-1, emisin debarbas). Se realiz un muestreo de la hoja opuesta ala espiga del tratamiento testigo y del nivel medio deaplicacin de B (1 kg ha-1) y de Zn (4 kg ha-1),recolectndose 20 hojas de cada repeticin. Losanlisis se realizaron por digestin de las muestrascon una mezcla de H2SO 4 concentrado y H2O2 ,determinando los elementos por espectrometra deinduccin de plasma (Jones, Case 1990). Lasdeterminaciones analticas de suelos y plantas serealizaron en Spectrum Analytic Inc. (Ohio,EE.UU.)

A la madurez fisiolgica, se realiz lacosecha manual del cultivo contando y recolectandolas espigas de un rea de 10 m2 de dos surcos centralesde cada parcela. Los rendimientos se refirieron enMg de grano ha-1 a la humedad comercial (140 gkg-1 de agua).

Anlisis estadsticoLos datos de rendimiento fueron

analizados combinando los sitios experimentales paracada nutriente y luego individualmente para cadaensayo. Los resultados fueron analizados medianteel procedimiento de modelos lineares generales (SASInstitute, 1999). Las respuestas a B y Zn seajustaron al modelo lineal y meseta descrito porAnderson y Nelson (1987), y las ecuaciones quedescriben la respuesta del cultivo fuerondesarrolladas por procedimientos comunes deregresin.

RESULTADOS Y DISCUSIONNinguno de los catorce ensayos

presentados en la Tabla 2, sufri condicionesclimticas adversas que hubieran afectadoseveramente sus rendimientos. En tres de losdiez ensayos se verificaron incrementos derendimientos significativos por la aplicacinde B, as como en cinco de los catorce ensayosen donde se evalu el agregado de Zn (Tabla2). El anlisis conjunto realizado solo con lostratamientos donde se aplic B (F Boro = 4,62; Pr> F: 0,0047) Zn (F Zinc =6,22; Pr > F: 0,0006),muestra que en general, los tratamientos conmicronutrientes aumentaron los rendimientosrespecto a los testigos.

Los incrementos fueron de carcterlineal hasta el primer nivel de B aplicado, sinaumentos mas all de la dosis de 0,5 kg de Bha -1 . Con este nivel de aplicacin, losrendimientos promedio de maz aumentaron0,58 Mg ha-1. En cambio, la respuesta a laaplicacin de Zn fue lineal en todo el rango delas dosis evaluadas a razn de 0,109 Mg demaz por kg de Zn aplicado.

La relativamente baja proporcin desitios con respuesta, alrededor de uno cadatres casos, se refleja en la interaccinsignificativa entre sitios y tratamientos, queindica que los micronutrientes no produjeronel mismo efecto en todos los sitios; (F Sitio x B=1,97; Pr > F: 0,0094), (F Sitio x Zn = 2,21; Pr > F:0,0005).

En los sitios con respuestassignificativas a B, el incremento mximo fue de0,78 Mg ha-1 para la dosis 0,5 kg de B ha-1. Parael caso de Zn, la respuesta fue de 1,05 Mg ha-1

para la dosis de dosis de 4 kg de Zn ha-1. Sibien se ha publicado que la extraccin de Basimilable con Mehlich 3 es indicadora de ladisponibilidad de este nutriente para loscultivos y similar a la obtenida con la extraccincon agua caliente (Shuman et al. 1992), larelacin encontrada fue no significativa(r=-0.25). No obstante, los aumentos derendimiento tienden a disminuir al aumentar losniveles de B en el suelo.

En cuanto al contenido de Zn en elsuelo, se verifica que, salvo tres sitios, todosposeen niveles de disponibilidad dentro delrango considerado como suficiente ( > 1 mgkg-1) para el extractante Mehlich 3 (Soil andPlant Council 1992). La relacin entre los

Ciencia del Suelo 19 (2) 2001 113

aumentos de rendimientos logrados por elagregado de Zn y los niveles de disponibilidadde Zn en el suelo fue no significativa(r=-0.01). Sin embargo, el escaso numero deensayos impide realizar conclusiones y sugerirniveles crticos con valor diagnstico pararealizar recomendaciones de aplicacin tantode Zn como de B.

En la Tabla 3 se muestran lasconcentraciones foliares de B y Zn en la hojaespiga. La mayora de los valores estuvierondentro del rango de suficiencia para Zn (25-100 mg kg-1) y B (5-25 mg kg-1), segn los valorespublicados por Jones et al. (1991). En promedio,los valores aumentaron muy levemente, cercade un mg kg -1 en aproximadamente la mitad delos sitios ensayados para cualquiera de losdos nutrientes considerados.

Las respuestas medias obtenidas conlas mejores dosis de cada nutriente, 0,5 y 4 kgha-1 de B y Zn, respectivamente, fueron de 0,58y 0,66 Mg ha -1 considerando todos laslocalidades y de 0,78 y 0,74 Mg ha - 1

considerando solo aquellos sitios conrespuesta estadsticamente significativa.

AGRADECIMIENTOSAdolfo Caamao, Roberto

Rotondaro, Walter Berdini, Eduardo Lemos,Hctor Carta y Luis Lavandera, condujeron losensayos de campo. La Est. Edith Frutos yCatalina Amndola asesoraron en los anlisisestadsticos. Productores agropecuarios y per-sonal de la EEA Pergamino facilitaron estetrabajo. Las empresas Brax Argentina S.A.,Nutriplant S.A. (Brasil), AgroserviciosPampeanos S.A., PASA S.A. y AgrosumaS.R.L. colaboraron con la financiacin de esteestudio.

REFERENCIASAnderson RL y Nelson L. 1987. Linear-plateau and

plateau-linear-plateau models: Useful in evalu-ating nutrient responses. Technical Bulletin.North Carolina Research Service, Raleigh, NC,EE.UU. N 283.

Andrade FH, Sadras VO. 2000. Bases para el manejodel maz, el girasol y la soja. Ed. MdicaPanamericana. pp. 207-232

Gupta VC. 1979. Boron nutrition of crops. Adv.Agron. 31:273-307.

Gregory J, Frink CH. 1995. Phosphorus and zincfertilization of corn grown in a Connecticut soil.Commun. Soil. Sci. Plant Anal.26: 269-276.

Jones B Jr, Case VW. 1990. Sampling, Handling andAnalyzing Plant Tissue Samples. Chap 15. Pag.389 En R.L. Westerman (Ed) Soil testing andplant analysis. 3rd Edition. Soil Sci. Soc. Of Am.Book Series N 3. Madison, Wisconsin, USA.

Jones JB, Wolf B, Mills HA. 1991. Plant AnalysisHandbook. Micro-Macro Publishing inc. Ath-ens, Gergia.

Maddoni GA, Urricarriet AS, Ghersa CM, LavadoRS. 1999. Assessing soil quality in the RollingPampas using soil properties and maize charac-teristics. Agron. J. 91: 280-287.

Nelson DW, Sommers LE. 1982. Total carbon,organic carbon and organic matter. En Page, A.L.(Ed.) Methods of Soil Analysis, Part 2. 2nd Ed.Agronomy 9:539-579.

Quintero CE, Riso L, Gonzalez A, Izaguirre M.2000. Estado de fertilidad de los suelos de EntreRos. Principales limitaciones. Revista Facultadde Agronoma. UBA. 20:15-19.

Ratto de Mguez S, Fatta N. 1990. Disponibilidadde micronutrientes en suelos del rea maicerancleo. Ciencia del Suelo 8: 9-15.

Shuman LM, Bandel VA, Donohue SJ, Isaac RA,Lippert RM, Sims JT, Tucker MR. 1992. Com-parison of Mehlich-1 and Mehlich-3 extract-able soil boron with hot water extractable bo-ron. Commun. Soil Sc. Plant Anal. 23: 1-4.

Sillanpaa M. 1982. Micronutrient and nutrient sta-

Tabla 3. Concentracin de B y Zn en la hoja de la espiga de los tratamientos testigo y con 4 y 1 kg ha-1 de Zn yB respectivamente. Muestra compuesta de cuatro repeticiones.

Table 3. Ear leaf concentration levels of B and Zn of treatments check and with 4 and 1 kg ha-1 respectively. Eachcomposite sample is the average of four replications.

Junn G. Rojo 9 de Julio Teodelina Pergamino Arequito S.Teresa Pergamino Media (Desv.Est) ........................................ mg kg-1 Zn .........................................................................

Testigo 24 28 29 40 26 30 16 21 26.8 (7.1) Zinc (4 kg ha-1) 30 33 28 40 25 27 21 22 28.3 (6.2)

................................... mg kg -1 B ......................................... ........ Testigo 7,5 11 13 11 12 8,3 11 15 11.1 (2.4) Boro (1 kg ha

-1) 7,4 14 15 13 15 7,7 12 14 12.2 (3.1)

S I T I O

114 RJ MELGAR et al. - Fertilizacin de maz con boro y zinc

tus of soils. FAO Soils Bull. 48. ONU, Roma,Italia.

SAGyP - INTA. 1989 Mapa de Suelos de laProvincia de Buenos Aires