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La relación de carbono a nitrógeno (C:N) es una relación entre la masa de carbono y la masa de nitrógeno en una sustancia. Por ejemplo, un C:N de 10:1 significa que hay diez unidades de carbono por cada unidad de nitrógeno en la sustancia. Dado que la relación C:N de todo lo que hay en y sobre el suelo puede tener un efecto significativo en la descomposición de los residuos de los cultivos, en particular la cobertura de residuos en el suelo y el ciclo de nutrientes de los cultivos (predominantemente nitrógeno), es importante comprender estas relaciones al planificar las rotaciones de cultivos y el uso de cultivos de cobertura en sistemas agrícolas.

La relación Carbono- Nitrógeno que gobierna el suelo

Los microorganismos del suelo tienen una relación C:N cercana a 8:1 y deben adquirir suficiente carbono y nitrógeno del entorno en el que viven para mantener esa proporción de carbono y nitrógeno en sus cuerpos. Debido a que los microorganismos del suelo queman carbono como fuente de energía, no todo el carbono que ingiere un microorganismo del suelo permanece en su cuerpo; una cierta cantidad se pierde como dióxido de carbono durante la respiración (respiración del suelo). Para adquirir el carbono y el nitrógeno que un microorganismo del suelo necesita para mantenerse vivo (mantenimiento corporal + energía), necesita una dieta con una relación C:N cercana a 24:1, (con 16 partes de carbono utilizadas como energía y ocho partes para el mantenimiento). ¡Es esta relación C:N (24:1) la que gobierna el suelo!.

Alimentación de microorganismos del suelo

Entonces si proporcionamos al suelo alimentos como heno de alfalfa maduro (proporción C:N de 25:1), los microorganismos del suelo lo consumirán con relativa rapidez sin que quede prácticamente ningún exceso de carbono o nitrógeno. El heno tiene un equilibrio casi perfecto de carbono/nitrógeno que necesitan los microorganismos del suelo.

¿Qué pasaría si añadiéramos al suelo un producto alimenticio con una relación C:N más alta como paja de trigo con una relación C:N de 80:1? Dado que la paja de trigo contiene una mayor proporción de carbono que de nitrógeno, los microbios tendrán que encontrar nitrógeno adicional para acompañar el exceso de carbono y poder consumir la paja de trigo. Este nitrógeno adicional deberá provenir de cualquier exceso de nitrógeno disponible en el suelo. Como los microorganismos del suelo retienen el exceso de nitrógeno (inmovilización), esta situación podría crear un déficit de nitrógeno en el suelo hasta que algunos de ellos mueran, se descompongan y liberen nitrógeno (mineralización) contenido en sus cuerpos, o alguna otra fuente de nitrógeno esté disponible en la tierra.

Por el contrario, ¿qué pasaría si añadiéramos un producto alimenticio con una relación C:N más baja, como un cultivo de cobertura de arveja vellosa con un C:N de 11:1? Dado que la arveja contiene una menor proporción de carbono que de nitrógeno, los microbios consumirán la arveja y dejarán el exceso de nitrógeno en el suelo. Este exceso de nitrógeno en el suelo estará disponible para el cultivo de plantas o para que los microorganismos del suelo lo utilicen para descomponer otros residuos que podrían tener una relación C:N superior a 24:1.
En igualdad de condiciones, los materiales añadidos al suelo con una relación C:N superior a 24:1 darán como resultado un déficit temporal de nitrógeno (inmovilización), y aquellos con una relación C:N inferior a 24:1 darán lugar a una excedente de nitrógeno (mineralización). Esta es la razón por la que las operaciones de compostaje se manipulan para lograr una mezcla de materiales con una relación C:N lo más cercana a 24:1 y favorecer así el proceso.

 

 

 

¿Cuál es la mejor relación C:N desde una perspectiva práctica para la producción de cultivos y la salud del suelo?

Cuanto más rápido sean consumidos los residuos de los cultivos por los microorganismos del suelo, menor será el tiempo que esos residuos cubrirán la superficie del suelo. Los residuos de cultivos en la superficie del suelo son importantes para proteger los agregados del suelo de la fuerza destructiva de las gotas de lluvia que golpean el suelo, conservando la humedad del suelo y proporcionando el hábitat ideal para que los artrópodos trituren los residuos de los cultivos y coman las semillas de malas hierbas. Si bien es importante mantener la cobertura del suelo, también es esencial que esos mismos residuos se descompongan para liberar los nutrientes para las plantas y para acumular materia orgánica en el suelo. Por lo tanto, es importante prestar atención a las proporciones de C:N de los residuos de los cultivos para mantener la cobertura del suelo cuando se desee, y al mismo tiempo permitir que la cobertura finalmente se descomponga y se recicle.

 

Influencia de los cultivos de cobertura

Una buena practica para mantener un suelo rico en materia orgánica es la rotación de cultivos. Por ejemplo, un sistema de monocultivo como el trigo sin labranza ciertamente proporciona una buena cobertura del suelo, ya que el trigo produce una buena cantidad de residuos con una relación C:N relativamente alta (80:1) que se descompone con relativa lentitud, pero en cambio hace que los nutrientes no estén fácilmente disponibles para los microorganismos del suelo o las plantas, lo que llega a empobrecer el suelo. Al agregar un cultivo de relación C:N relativamente baja como la arveja vellosa (11:1) a la rotación, el nitrógeno estará disponible para los microorganismos del suelo, lo que les permitirá descomponer la paja de trigo más rápidamente. Del mismo modo, un sistema de cultivo de guisantes sin labranza continua daría como resultado muy poca cobertura del suelo, ya que los microbios del suelo consumirían el residuo del guisante (C:N de 29:1) con relativa rapidez, ya que no se necesitaría mucho nitrógeno adicional.

ES por ello que las opciones de manejo de suelo deben lograr un equilibrio entre los residuos de cultivos que cubren el suelo y ciclo de nutrientes. Es necesario conocer las proporciones C:N de los cultivos para seleccionar los tipos de cultivos y mantener una secuencia de cultivo en el camino correcto hacia la sostenibilidad, pero esto requiere cierta planificación y experimentación para lograr un equilibrio adecuado. Si los cultivos con proporciones altas de C:N se cultivan con demasiada frecuencia en la rotación, los residuos se acumularán en la superficie del suelo y el nitrógeno para el crecimiento de los cultivos puede ser escaso a menos que se complemente con otras fuentes de nitrógeno. Esto puede resultar en un rendimiento deficiente de los cultivos durante los momentos en que los microorganismos del suelo retienen el nitrógeno mientras trabajan para descomponer los residuos de cultivos con una proporción alta de C:N.

En resumen, un cultivo de cobertura de baja proporción C:N que contiene leguminosas (guisantes, lentejas, soja, cáñamo solar o tréboles) y / o brassicas (nabo, rábano, canola, colza o mostaza) puede intercalarse entre un cultivo de alta proporción C:N como el maíz o el trigo, para así hacer que los nutrientes estén disponibles para el próximo cultivo. De manera similar, un cultivo de cobertura con una proporción alta de C:N que podría incluir maíz, sorgo, girasol o mijo puede proporcionar cobertura del suelo después de un cultivo con una proporción baja de residuos y C:N, como el guisante o la soja, y así proporcionar nutrientes a disposición del siguiente cultivo de rotación durante su degradación.

 

 

Alberto Pérez

 

Referencias:

  • Brady, N.C. and R.R. Weil. 2002. The Nature and Properties of Soils, 13th edition, Prentice Hall.
  • Howell, J. 2005. Organic Matter: Key to Soil Management. Available at http://www.hort.uconn.edu/ipm/veg/croptalk/croptalk1_4/ page8.html. [verified 1.19.11]
  • USDA NRCS. 1977. Conservation Agronomy Technical Notes, No. 30: Relationships of carbon to nitrogen in crop residues. Available at http://www.nm.nrcs.usda.gov/Technical/tech-notes/agro/ AG30.pdf. [verified 1.19.11]
  • Wortman, C.S., C.A. Shapiro, and D.D. Tarkalson. 2006. Composting Manure and Other Organic Residues. NebGuide G1315. Available at http://www.ianrpubs.unl.edu/epublic/pages/publicationD. jsp?publicationId=567. [w 1.19.11]