Descomposición de raíces en suelos arcillosos y diferentes manejos agronómicos: análisis multi-escala.

Abstract

La producción y descomposición de las raíces son procesos fundamentales en ciclado de nutrientes y la transformación de la materia orgánica del suelo. Además, son importantes en suelos arcillosos ya que intervienen en el desarrollo de la estructura del suelo. Otro factor es el manejo agronómico el cual puede magnificar o aminorar los efectos que provocan las raíces sobre la agregación. Para comprender los mecanismos de estos fenómenos es necesario abarcar múltiples escalas de observación (megascópicas o de paisaje) hasta microscópicas (análisis micromorfológicos) que ayuden a relacionar la magnitud exacta de cada proceso involucrado. Para ello fue necesario usar diferentes metodologías (clasificación campesina de tierras, núcleos de crecimiento interno, análisis de suelo y micromorfológico, operadores espaciales y análisis de imágenes en mosaicos de alta resolución). Los objetivos de esta investigación fueron: 1) Relacionar el conocimiento campesino del ejido Vega de Madero, Hidalgo con el manejo agronómico y la descomposición de las raíces; 2) Evaluar la producción y descomposición de las raíces y relacionarla con la estructura del suelo; 3) Comparar los métodos de análisis de imágenes usados comúnmente con el uso de mosaicos de alta resolución para cuantificar las raíces, poros y agregados del suelo, y 4) Evaluar el uso de imágenes con diferentes tipos de iluminación y la transformación de componentes principales para delimitar y cuantificar las raíces presentes en el suelo. Los resultados indican que la interacción entre el conocimiento local y técnico de suelo fue útil para ubicar geográficamente velocidades y tasas de descomposición de raíces con diferente manejo agronómico. El proceso es magnificado en suelos con altos contenidos hídricos y la rotación de cultivos. Al combinar ambos factores, las raíces son capaces de disgregar los agregados aumentando la abundancia de clases pequeñas (<10 mm) por efecto de la penetración de las raíces y a su vez la descomposición de las raíces aporta carbono orgánico que estabiliza los agregados. Además, la dinámica de agregación en suelos arcillosos es cíclica y esta modulada por el manejo agronómico. La combinación de diferentes escalas de observación y técnicas permitieron determinar los procesos relacionados con la descomposición de las raíces y su papel en la agregación del suelo. _______________ ROOT DECOMPOSITION IN CLAY SOILS AND DIFFERENT CROP MANAGEMENT: MULTI-SCALE ANALYSIS. ABSTRACT : Production and decomposition of roots are fundamental processes in nutrient cycling and the transformation of soil organic matter. In addition, they are important in clay soils due to they contribute to the development of the soil structure. Another factor to consider is the agronomic management that can magnify or lessen the effects caused by the roots of the aggregation. To understand the mechanisms of these phenomena it is necessary to cover multiple scales of observation (megascopic or landscape) to microscopic (micromorphological analysis) that help to relate the magnitude of each process involved. For this, it was necessary to use different methodologies (local land classification, ingrowth cores, soil and micromorphological analysis, spatial operators and image analysis in high-resolution mosaics). The objectives of this investigation were: 1) Relate local knowledge of the ejido Vega de Madero, Hidalgo with the agronomic management and the root decomposition; 2) Evaluate the production and decomposition of the roots and relate it to the structure of the soil; 3) Compare the common image analysis methods with the use of high-resolution mosaics to quantify roots, pores and aggregates of the soil, and 4) Evaluate the use of images with different kinds of illumination and the transformation of principal components for delimit and quantify roots in the soil. The results indicate that the interaction between local and technical knowledge of soil was useful to geographically locate speed and decomposition rate of roots with different agronomic management. The process is magnified in soils with high water content and crop rotation. By combining both factors, the roots are able to disintegrate soil aggregates increasing the abundance of small classes (<1000 μm) by the effect of root penetration and decomposition provides organic carbon that stabilizes the aggregates. In addition, aggregation dynamics in clay soils are cyclical and modulated by agronomic management. The combination of different observation scales and techniques allowed determining the processes related to the decomposition of roots and their role in soil aggregation.