El adecuado manejo del suelo, aumentando su eficiencia productiva combinado con métodos de conservación que prevean el mantenimiento de la calidad química, física y biológica del suelo, ha hecho que los análisis de suelo sean más completos, apuntando a análisis detallados que brinden una respuesta más expresiva de la realidad biológica. de cada suelo.

            El análisis de suelos, cuando se trata de análisis químico del suelo, tiene como objetivo conocer el grado de fertilidad para una adecuada recomendación de correctivos y fertilizantes, priorizando la producción. El análisis físico del suelo proporciona información sobre la estructura del suelo, contenido de arcilla, arena y limo, además de determinar la densidad y estabilidad de los áridos, capacidad de infiltración y resistencia a la penetración, entre otros. Además de los análisis químicos y físicos del suelo, está ganando terreno el bioanálisis, que es una evaluación cualitativa del suelo y cuantifica los principales grupos de organismos biológicos que son bioindicadores de la microbiología del suelo y, por tanto, relacionados con el potencial productivo del suelo.

            Los procesos biológicos son la base de la salud del suelo y, si se gestionan bien, pueden revertir los procesos de degradación que actualmente ocurren a escala global (LEHMAN et al., 2015). Un suelo sano es un suelo biológicamente activo, productivo, capaz de almacenar agua, secuestrar carbono y promover la degradación de pesticidas, entre otros importantes servicios ambientales (MENDES et al., 2020).

            Para Pedrosa et al. 2015, los microorganismos son responsables de la diversidad química y molecular en la naturaleza. De esta forma, en el suelo actúan en los procesos de descomposición de la materia orgánica, participando directamente en el ciclo biogeoquímico de los nutrientes y, en consecuencia, mediando en la disponibilidad de estos elementos en el suelo, llevando a la biomasa microbiana a funcionar como un importante reservorio de diversos nutrientes vegetales.

Figura 1. Cómo funciona la microbiología en el suelo. Fuente: Guía Práctica de Biología del Suelo.

            La microbiología del suelo se centra en las actividades metabólicas y las tareas de flujo de energía y ciclo de nutrientes asociadas con la productividad primaria. Además de abordar los impactos ambientales positivos y negativos de los organismos del suelo, los microorganismos son capaces de degradar una amplia variedad de compuestos, desde polisacáridos, aminoácidos, proteínas y lípidos hasta materiales más complejos como residuos vegetales, ceras y cauchos. La presencia y cantidad de microorganismos en un ambiente están determinadas por la disponibilidad de nutrientes, así como por varios factores fisicoquímicos como el pH, el potencial redox, la temperatura, la textura y la humedad del suelo. Una limitación de cualquiera de estos factores puede inhibir la biodegradación y, en consecuencia, provocar la persistencia de un plaguicida en el medio ambiente (MATTOS, 2015).

            La expansión y adopción durante largos períodos de sistemas de manejo de la conservación, como el sistema de siembra directa y la integración cultivo-ganado, permite comprobar que los aumentos en la productividad de los cultivos o el mantenimiento de la producción ante situaciones ambientales adversas muchas veces no se explican por los resultados de los análisis químicos del suelo (DRINKWATER; SNAPP, 2007; NICOLODI et al., 2008; MENDES et al., 2017, 2020).

            Pero ¿qué son los Bioanálisis y cómo ayudan a mejorar la calidad del suelo?

            A lo largo de los años, Embrapa viene realizando investigaciones encaminadas a mejorar el Bioanálisis, mejorando los análisis necesarios para un informe más completo del suelo, que incluye la medición de su actividad biológica. Así, una de las evidencias que ha ido ganando protagonismo es la capacidad del suelo para estabilizar y proteger enzimas, la cual se relaciona con su capacidad para almacenar y estabilizar materia orgánica (MO). Sin embargo, los cambios en la MO o las propiedades estructurales del suelo pueden tardar años en detectarse, a diferencia de la actividad enzimática (BANDICK; DICK, 1999; DICK; BURNS, 2011). Por este motivo, el aumento de la actividad enzimática, que refleja el aumento de la actividad biológica a lo largo del tiempo, puede ser un presagio de que el sistema está favoreciendo la acumulación de materia orgánica del suelo (MOS), aunque este aumento de actividad estará vinculado, en las etapas iniciales. , hasta aumentos efectivos en los niveles de MOS (MENDES et al., 2020).

Figura 2. Ilustra la especificación del Bioanálisis actuando como una especie de identidad del suelo, donde se buscan sus huellas digitales, es decir, características específicas de cada suelo. Fuente: EMBRAPA, arte de Fabiano Bastos.

            La Tecnología de Bioanálisis de Suelos (BioAS) de Embrapa consiste en agregar parámetros relacionados con el funcionamiento de la “maquinaria” biológica del suelo a los análisis químicos tradicionales de rutina (pH, H + Al, P, Ca, K, Mg, etc.) ( MENDES et al. , 2020). BioAS permite al agricultor monitorear la salud de su suelo, sabiendo exactamente qué evaluar (enzimas arilsulfatasa y β-glucosidasa), cómo evaluar (suelo recolectado a una profundidad de 0-10 cm), cuándo evaluar (después de cosechar los cultivos). ) y cómo interpretar lo evaluado (a través de valores de referencia que permiten evaluar, para cada tipo de suelo, si el nivel de actividad enzimática es bajo, medio o adecuado) (MENDES et al., 2020).

            Las enzimas arilsulfatasa y β-glucosidasa, juntas o por separado, fueron los indicadores que consistentemente mostraron mayor sensibilidad para detectar cambios en el suelo, dependiendo del sistema de manejo utilizado (MENDES et al., 2019a). Estas dos enzimas tienen una estrecha relación con la MOS, parámetro básico de la calidad del suelo, y con el rendimiento de grano, parámetro que refleja el aspecto económico de los cultivos, fundamentales para la sostenibilidad de los negocios agrícolas (LOPES et al., 2018; MENDES et al., 2019a).

            Además, el uso de arilsulfatasa y β-glucosidasa tiene las siguientes ventajas: precisión, coherencia, sensibilidad, determinación analítica sencilla y reproducibilidad. Además, las dos enzimas están relacionadas con el ciclo de la MOS y no se ven influenciadas por la aplicación de fertilizantes y cal (MENDES et al., 2019b). Estas enzimas también están correlacionadas con varios otros atributos microbiológicos (carbono de la biomasa microbiana, respiración basal, fosfatasa ácida, celulasa, deshidrogenasa), lo que permitió la selección de solo dos indicadores para expresar el funcionamiento de la maquinaria biológica del suelo (MENDES et al., 2020 ).

            Ante esto, la microbiología juega un papel fundamental en el ciclo de los nutrientes del suelo, por ello, se han desarrollado metodologías de bioanálisis de suelos, actuando sobre la calidad de la medición de la actividad biológica del suelo. La Tecnología de Bioanálisis de Suelos de Embrapa (BioAS) utiliza la actividad de las enzimas β-glucosidasa y arilsulfatasa, que actúan en el ciclo del carbono y en el ciclo del azufre, respectivamente; medir la actividad de estas enzimas básicamente da como resultado que lo que los microorganismos excretan llegue a la memoria del suelo, es decir, de acuerdo a lo que se utilizó en ese suelo (manejo, cultivos, productos utilizados) hay una condición real de cómo interfirieron estos procesos y el resultó (positiva o negativamente) en la salud biológica del suelo. Esto significa que el bioanálisis de suelos puede abordar específicamente las necesidades y la eficiencia del suelo, contribuyendo así a una gestión adecuada.

            Con el conocimiento del tema es posible comprender cómo la matriz orgánica AZOGEL de ILSA puede contribuir a la calidad microbiológica del suelo. A partir de esta matriz se formulan fertilizantes orgánicos y organominerales utilizando como materia prima el colágeno, una proteína rica en nitrógeno orgánico y aminoácidos. La matriz se obtiene mediante un proceso industrial innovador y sustentable, llamado hidrólisis térmica (la hidrólisis consiste en el proceso físico-químico de ruptura de enlaces químicos por efecto del agua) donde no se utiliza ningún tipo de sustancia química en el proceso, lo que mantiene las características nutricionales de la proteína. Este proceso permite obtener un producto único y muy homogéneo (sin variaciones de materia prima y garantías), con un alto contenido en carbono orgánico y nitrógeno, ambos altamente disponibles para los microorganismos presentes en el suelo y la rizosfera.

            Debido a su alto nivel de sustancias orgánicas, alto contenido de nitrógeno orgánico y baja relación C/N (3,25), AZOGEL estimula la actividad microbiana en el suelo. Varios estudios han demostrado la influencia positiva de AZOGEL sobre el crecimiento y actividad de la población microbiana.

            Un ejemplo que se puede citar son los datos experimentales obtenidos de experimentos realizados por ILSA en el Departamento de Ciencias del Suelo de la Universidad Federal de Lavras (UFLA). El trabajo se realizó en un invernadero con temperatura y humedad controladas entre los meses de marzo y mayo de 2021. Los objetivos fueron evaluar los atributos químicos y biológicos de los suelos luego de la adición de fertilizantes organominerales a base de AZOGEL, contratándolos con fertilizantes organominerales producidos. con matrices orgánicas tradicionales, evaluar atributos enzimáticos del suelo después de cultivar el Triticum aestivum L. con fertilizantes organominerales producidos con matrices orgánicas tradicionales (FOM), entre otros.

            Para realizar los experimentos se utilizaron cinco tratamientos, dos tipos de suelo (arenoso y arcilloso) y cinco repeticiones, totalizando 50 parcelas experimentales. Los tratamientos con aplicaciones de fertilizantes consistieron en dos fertilizantes organominerales NPK formulados con y sin adición de AZOGEL®, y también, con y sin azufre (S) en la formulación, además de un testigo. La matriz orgánica de los fertilizantes que contienen AZOGEL® (productos 1 y 2) es homogénea y proviene de la transformación del colágeno en fertilizantes orgánicos, mientras que los fertilizantes organominerales utilizados en la comparación (productos 3 y 4) fueron formulados con matrices orgánicas de diferentes orígenes. Los productos evaluados se describen en la (Tabla 1), y también se presentan los resultados de los análisis de contenido de N, P2O5, K2O, S y S-sulfato.

            Estos productos agregados a los suelos afectaron positivamente el crecimiento y el contenido de nutrientes de las plantas de trigo. El mayor efecto se observa en suelos arenosos, atribuido a la mayor presencia de macroporos, menores niveles de óxidos de Fe y Al, y por tanto menor adsorción y complejación de nutrientes y materia orgánica aportados por los productos.

Tabla 1. Descripción de los tratamientos utilizados en los experimentos.

            La actividad de la enzima β-glucosidasa aumentó significativamente con la aplicación de los productos y en ambos suelos, con niveles mayores con la aplicación del Producto 2.

Figura 3. Actividad enzimática β-glucosidasa en Latosol Rojo Amarillo distrófico típico (arenoso) y Latosol Rojo distrófico típico (arcilloso) 30 días después de la aplicación de diferentes fertilizantes organominerales. Resultados de ANOVA y prueba de Tukey (P < 0,05). Letras diferentes corresponden a diferencias significativas entre tratamientos en cada suelo evaluado.

            Al finalizar el cultivo del trigo, los atributos microbiológicos determinados en el suelo fueron la actividad enzimática general del suelo (hidrólisis del diacetato de fluoresceína - FDA y β-glucosidasa (Figura 4) - mostrando alta actividad cuando se aplicaron tratamientos con AZOGEL. Para la FDA, Las diferencias solo ocurren en suelo arenoso (Figura 4), donde el Producto 1 muestra la mayor actividad enzimática total en el suelo. El Producto 1 también se destacó por tener la mayor actividad de la enzima β-glucosidasa en suelo arcilloso.

Figura 4. Actividad enzimática general del suelo (hidrólisis del diacetato de fluoresceína – FDA) y β-glucosidasa en suelos después del cultivo de trigo durante 30 días en Latosol Rojo Amarillo distrófico típico (arenoso) y Latosol Rojo distrófico típico (arcilla) con diferentes fertilizantes organominerales. Resultados de ANOVA y prueba de Tukey (P < 0,05). Letras diferentes corresponden a diferencias significativas entre tratamientos en cada suelo evaluado.

            Ante esto, al finalizar el cultivo del trigo, el Producto 1 se destaca por presentar menor acidificación del suelo y mayor producción de biomasa (masa seca de raíces y brotes). Además, se encuentra entre los productos que produjeron la mayor actividad enzimática general del suelo (FDA) y la enzima β-glucosidasa.

            El experimento muestra el aporte positivo de AZOGEL al suelo y al cultivo utilizado. Destacando así un producto que presenta un raro y alto grado de sostenibilidad, ya que garantiza las necesidades de las generaciones actuales y futuras, asegurando productividad y rentabilidad con el máximo respeto al medio ambiente.

Referencias bibliográficas

ARAUJO, Ricardo S.; HUNGRÍA, Marianagela. Microorganismos de importancia agrícola.. Brasilia: EMBRAPA-SPI, 1994.

BANDICK, AK; DICK, RP Efectos del manejo de campo sobre las actividades enzimáticas del suelo. Biología y Bioquímica del Suelo, v. 31, pág. 1471-9, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/S0038-0717(99)00051-6.

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MENDES, I. de C. et al. Bioanálisis de suelos: aspectos teóricos y prácticos. Embrapa Cerrados-Artículo en revista indexada (ALICE), 2019a.

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PEDROSA, Manoel Víctor et al. Importancia ecológica de los microorganismos del suelo. ENCICLOPEDIA DE LA BIOSFERA, v. 11, núm. 22, 2015.

Autores

• Ing. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen
• Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Carolina Custodio Pinto
• Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Thiago Stella de Freitas