Indicadores biológicos del suelo asociados a diferentes sistemas de manejo del residuo agrícola de la cosecha de la caña de azúcar
Palabras clave:
cañaveral, sustentabilidad, bioindicadores, sugarcane field, sustainability, bioindicatorsResumen
Actualmente, la industria azucarera mundial está reemplazando la quema del cañaveral previa a la cosecha por el sistema de cosecha en verde. Esta práctica constituye una alternativa de producción sustentable y reconocida por sus múltiples beneficios. En este trabajo se evaluó el efecto de tres sistemas de manejo del residuo agrícola de cosecha (RAC): como cobertura (RC), incorporado en forma mecánica (RI) y quemado (RQ), sobre el desarrollo de microorganismos fijadores de nitrógeno, actividad microbiana enzimática total (FDA), actividad nitrato reductasa (NR), colonización radicular por hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y producción de proteínas relacionadas con la glomalina total (PRGT) y fácilmente extractable (PRGFE). Los resultados obtenidos demuestran que los diferentes sistemas de manejo de RAC producen modificaciones en distintos parámetros biológicos del suelo, cuya manifestación depende de la época del año en la que se realizó la evaluación. A diferencia de los sistemas RC y RI, la quema del RAC luego de la cosecha afectó significativamente la actividad FDA y NR, y redujo tanto la presencia de HMA asociados al sistema radicular como los niveles de PRGT y PRGFE presentes en el suelo. Por esta razón, a diferencia de la quema del RAC, la conservación de este como cobertura o su incorporación constituyen alternativas de manejo sustentables para los cañaverales, ya que preservan tanto a los microorganismos fijadores de nitrógeno como a los HMA y también a diferentes actividades enzimáticas, contribuyendo de esta forma a la estabilización, funcionalidad y fertilidad del suelo.
ABSTRACT
Soil biological indicators associated to different management systems of agricultural sugarcane harvest residueTRAP markers allow the identification of sugarcane transgenic lines that are genetically close to their parental genotype
Currently, the world sugar industry is replacing sugarcane burning before harvest, by the green cane harvest system. This practice constitutes a sustainable production alternative, recognized for its multiple benefits. In this work we evaluated the effects of three agricultural crop residue (RAC) management systems: as coverage (RC), mechanically incorporated (RI) and burned (RQ) on nitrogen fixing microorganisms development, total enzymatic microbial activity (FDA), nitrate reductase activity (NR), root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (HMA) and production of proteins related to total (PRGT) and easily extractable glomalin (PRGFE). Results obtained show that different RAC management systems produced modifications on soil biological parameters, whose manifestation depends on the time of year in which evaluation was carried out. Unlike RC and RI treatments, RAC burning after harvest significantly affected FDA and NR activity, and reduced both the presence of AMF associated with the root system, and the levels of soil PRGT and PRGFE. For this reason, unlike RAC burning, RAC preservation as a soil cover or its incorporation constitutes sustainable management alternative for cane fields, because they preserve both, nitrogen fixing microorganisms and HMA, as well as different enzymatic activities, thus contributing to soil stabilization, functionality and fertility.
Citas
Adam, G. and H. Duncan. 2000. Development of a sensitive and rapid method for the measurement of total microbial activity using fluorescein diacetate (FDA) in a range of soils. Soil Biol. Biochem. 33: 943-951
Alkorta, I.; A. Aizpurua; P. Riga; I. Albizu; I. Amézaga and C. Garbisu. 2003. Soil enzyme activities as biological indicators of soil health. Rev. Environ. Health. 18 (1): 65-73.
Azevedo, L. C. B. D.; S. L. Stürmer and M. R. Lambais. 2014. Early changes in arbuscular mycorrhiza development in sugarcane under two harvest management systems. Braz. J. Microbio. 45 (3): 995-1005.
Datta, P. and M. Kulkarni. 2012. Arbuscular mycorrhizal fungal diversity in sugarcane rhizosphere in relation with soil properties. Not. Sci. Biol. 4 (1): 66-74.
Di Fiore, S. and M. Del Gallo. 1995. Endophytic bacteria: their possible role in the host plant. En: Fendrik, I.; M. del Gallo; J. Vanderleyden and M. de Zamaroczy (eds.), Azospirillum VI and related microorganisms, Springer, Berlin, Heidelberg, pp. 169-187.
Digonzelli, P. A; E. R. Romero; L. G. P Alonso; J. Fernández de Ullivarri; H. Rojas Quinteros; J. Scandaliaris J and S Fajre. 2011a. Assesing a sustainable sugar cane production system in Tucumán, Argentina. Part one: Sugar cane harvest residue (trash) decomposition dynamics. Rev. Ind. y Agríc. de Tucumán. 88 (1): 1-12.
Digonzelli, P. A.; J. Fernández de Ullivarri; M. L. Tortora; M. Medina and M. F. Leggio Neme. 2016. Evaluación de la descomposición del residuo de la cosecha en verde de la caña de azúcar (RAC) en Tucumán, Argentina. En: 10° Congreso de la Asociación de Técnicos Azucareros de Latinoamérica y el Caribe ATALAC 2016, Veracruz, México.
Digonzelli, P. A; M. J. Tonatto; E. R. Romero; G. A. Sanzano; J. Fernández de Ullivarri; J. A. Giardina and J. Scandaliaris. 2011b. Assessing a sustainable sugar cane production system in Tucumán, Argentina. Part II: soil water and thermal regime, stalks population dynamics and sugarcane production. Rev. Ind. y Agríc. de Tucumán. 88 (2):1-10.
Ding, G.; Y. M. Piceno; H. Heuer; N. Weinert; A. B. Dohrmann; A. Carrillo; G. L. Andersen; T. Castellanos; C. C. Tebbe and K. Smalla. 2013. Changes of soil bacterial diversity as a consequence of agricultural land use in a semiarid ecosystem. PloS One. 8: (3) e59497.
Döbereiner, J.; V. L. D. Baldani and J. I. Baldani. 1995. Como isolar e identificar bacterias diazotróficas de plantas não-leguminosas. Brasilia-DF: EMBRAPASPI.
Fandos, C.; J. Scandaliaris; P. Scandaliaris; J. I. Carreras Baldrés; F. J. Soria; J. Giardina y E.R. Romero. 2019. Área cosechable y producción de caña de azúcar y azúcar para la zafra 2018 en Tucumán. Reporte Agroind. 166.
Fernández de Ullivarri, J.; M. F. Leggio Neme; M. L. Tortora; E. R. Romero y P. A. Digonzelli. 2017. Dinámica de la población de tallos, componentes del rendimiento cultural y producción de caña en diferentes sistemas de manejo del cañaveral en Tucumán, Argentina. Rev. Agron. Noroeste Argent. 37 (1): 9-17.
Fernández de Ullivarri, J.; P. A. Digonzelli; M. Medina; M. F. Leggio; A. Robledo y J. Tonatto. 2012. Efecto del residuo agrícola de la cosecha en verde de la caña de azúcar (RAC) sobre los componentes del rendimiento cultural y la producción de caña por unidad de superficie. En: 18º Reunión Técnica Nacional de la Caña de Azúcar SATCA, Tucumán, Argentina, pp. 35-40.
Kandeler, E. 1996. Nitrification and Denitrification. En: Schinner, F.; R. Öhlinger; E. Kandeler and R. Margesin (eds.), Methods in Soil Biology, Springer, Berlin, Heiderlberg, pp. 146-149.
Lozano, E.; P. Jiménez-Pinilla; J. Mataix-Solera; V. Arcenegui and J. Mataix-Beneyto. 2016. Sensitivity of glomalin-related soil protein to wildfires: Immediate and medium-term changes. Sci. Tot. Environ. 572:1238-1243.
O’dea, M. E. 2007. Influence of mycotrophy on native and introduced grass regeneration in a semiarid grassland following burning. Restor Ecol. 15: 149-155.
Ostengo, S; J. V. Díaz; M. A. Espinosa; E. R. Chavanne; M. Aybar Guchea; D. D Costilla y M. I. Cuenya. 2018. Distribución de variedades comerciales de caña de azúcar en la provincia de Tucumán. Relevamiento de la campaña 2016/2017. Avance Agroind. 39 (4):22-27.
Pattinson, G. S.; K. A. Hammill; B. G. Sutton and P. A. McGee. 1999. Simulated fire reduces the density of arbuscular mycorrhizal fungi at the soil surface. Mycol. Res. 103 (4): 491-496.
Phillips, J. M and D. S. Hayman. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. T. Brit. Mycol. Soc. 55(1):158-IN18.
Rachid, C. T.; M. C. Piccolo; D. C. A. Leite; F.C. Balieiro; H. L. C. Coutinho; J. D. Van Elsas and A. S. Rosado. 2012. Physical-chemical and microbiological changes in Cerrado Soil under differing sugarcane harvest management systems. BMC Microbiol. 12(1):170.
Romero, E. R.; J. Scandaliaris; P. A. Digonzelli; L. G. Alonso; M. F. Leggio Neme; J. A. Giardina; S. D. Casen; M. J. Tonatto and J. Fernández de Ullivarri. 2009. Effect of variety and cane yield on sugarcane potencial trash. Rev. Ind. y Agríc. de Tucumán 86 (1): 9-13.
Sandhu, H. S.; R. A. Gilbert; G. Kingston; J. F. Subiros; K. Morgan; R. W. Rice; L. Baucum; J. M. Shine and L. Davis. 2013. Effect of sugarcane harvest residue on nutrient recycling and cane yield. En: 18º International Society of Sugar Cane Technologists Congress, San Pablo, Brasil, pp. 1-3.
Sanzano G. A. and G. S. Fadda. 2009. Características de los suelos para caña de azúcar: recomendaciones de manejo. En: Romero E. R.; P. A. Digonzelli and J. Scandaliaris (eds.), Manual del Cañero, EEAOC, Argentina, pp. 23-34.
Schnürer, J. and T. Rosswall. 1982. Fluorescein diacetate hydrolysis as a measure of total microbial activity in soil and litter. Appl. Environ. Microbiol. 43 (6): 1256-1261.
Seguel, A.; R. Rubio; R. Carrillo; A. Espinosa and F. Borie. 2008. Niveles de glomalina y su relación con características químicas y biológicas del suelo (andisol) en un relicto de bosque nativo del sur de Chile. Bosque (Valdivia) 29 (1): 11-22.
Singh, D. K. and Kumar, S. 2008. Nitrate reductase, arginine deaminase, urease and dehydrogenase activities in natural soil (ridges with forest) and in cotton soil after acetamiprid treatments. Chemosphere 71 (3): 412-418.
Smith, S. E. and D. J. Read. 2008. The symbionts forming arbuscular mycorrhizas. En: Smith, S. E. and D. J. Read, Mycorrhizal Symbiosis, Academic Press, Amsterdam, The Netherlands, pp. 13-41.
Tortora M. L.; N. Grellet Naval; L. Vera; J. Fernández de Ullivarri; P. A. Digonzelli y E. R. Romero. 2013. Efecto del residuo agrícola de la cosecha en verde de la caña de azúcar en el desarrollo de microorganismos de importancia agrícola y ambiental. Rev. Ind. Agríc. de Tucumán 90 (1): 61-68.
Turmel, M. S.; A. Speratti; F. Baudron; N. Verhulst and B. Govaerts. 2015. Crop residue management and soil health: A systems analysis. Agr. Syst. 134: 6-16.
Viator, H. P.; J. Flanagan; L. Gaston; S. Hall; J. Hoy; T. Hymel; C. Kennedy; B. Legendre; J. J. Wang and M. Zhou. 2009. The influence of post-arvest residue management on water quality and sugarcane yield in Louisiana. J. Am. Soc. Sugar Tech. 29: 1-10.
Wright, S. F. and A. Upadhyaya. 1996. Extraction of an abundant and unusual protein from soil and comparison with hyphal protein of arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Sci. 161: 575-586.
Wright, S. F. and A. Upadhyaya. 1998. A survey of soils for aggregate stability and glomalin, a glycoprotein produced by hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi. Plant Soil 198:97-107.
Wright, S. F.; J. Starr and I. Paltineanu. 1999. Changes in aggregate stability and concentration of glomalin during tillage management transition. Soil Sci. Soc. Am. J. 63:1825-1829.
Wright, S. F. and R. L. Anderson. 2000. Aggregate stability and glomalin in alternative crop rotations for the central Great Plains. Biol Fertil Soils 31 (4): 249-253.
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