Ecofisiología, adaptación y producción de pasturas tropicales en suelos inundables

TABLA DE CONTENIDO

PRESENTACIÓN

PRÓLOGO

CAPÍTULO I

Origen y formación del suelo

1.1. Origen del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.2. Procesos en la formación de suelos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.2.1. Meteorización de las rocas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.2.2. Los procesos formadores del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.3. Desarrollo del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.3.1. Tipos y formas de humus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.4. Otros procesos en la formación de suelos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.4.1. Meteorización física. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.4.2. Meteorización química. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.4.3. Meteorización química de las rocas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

1.4.4. Efecto del cambio climático en los suelos  de Latinoamérica y el Caribe (LAC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

CAPÍTULO II

Física de suelos

2.1. Perfil de suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.1.1. Horizontes. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.2. Textura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.2.1. Textura y distribución granulométrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.2.2. Composición mineralógica de las partículas del suelo. . . . . . . 43

2.2.3. Fracciones arena y limo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.2.4. La fracción arcilla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.3. Estructura física. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.3.1. Estructura del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.4. Régimen hídrico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.4.1. Las necesidades de agua de los cultivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.4.2. El agua útil de un suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.4.3. Crecimiento y transpiración. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.4.4. Crecimiento y uso del agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.4.5. Estructura del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.4.6. Agua del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.4.7. El agua en el suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.5. Temperatura del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.6. Régimen térmico del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.6.1. Fuentes y transferencia de calor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.7. La atmosfera del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.7.1. Aireación del suelo y actividad microbiana. . . . . . . . . . . . . . . . 61

2.7.2. Aireación del suelo y crecimiento de los cultivos. . . . . . . . . . . 62

2.8. Profundidad. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

2.9. Efecto de la pendiente en la producción de forrajes. . . . . . . . . . . . . 66

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

CAPÍTULO III

Propiedades y características químicas

3.1. Mineralogía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.2. El intercambio iónico. Reacciones de superficie: Absorción

e intercambio iónico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.2.1. Posición de los elementos químicos en el suelo. . . . . . . . . . . . 72

3.3. Capacidad de intercambio catiónico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.3. 1. Cationes intercambiables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.4. Reacción del suelo (ph), acidez y basicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3.5. Salinidad y sodicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

CAPÍTULO IV

Materia orgánica y microbiología del suelo

4.1. Materia orgánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4.1.1 Humus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4.2. Microbiología de la rizosfera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

4.3. Población microbiana. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.1. Bacterias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.2. Actinomicetos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.3. Hongos.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.4. Mineralización de la materia orgánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.4.1. Enzimas del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89

4.5. Microorganismos benéficos: Fijadores de nitrógeno y micorrizas. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 90

4.5.1. Micorrizas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90

4.6. Mineralización del nitrógeno orgánico del Suelo. . . . . . . . . . . . . . . . 92

4.6.1. Nitrificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

4.6.2. Fijación simbiótica de nitrógeno por leguminosas. . . . . . . . . . 93

4.7. La vida en el suelo. Los organismos y sus interacciones. . . . . . . . . . . 93

4.7.1. Acciones benéficas de los microorganismos en la rizosfera. . . . . . .104

4.8. Fertilidad de suelos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4.8.1. Importancia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4.8.2. Factores que la alteran. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4.8.3. La dinámica de la materia orgánica en el suelo. . . . . . . . . . . . 112

4.9. La solución del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.9.1. Equilibrios líquido-gas en suelos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

4.9.2. La fase gaseosa del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4.9.3. Suelos inundados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

4.10. Química de los suelos inundados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

4.10.1. Concentración y difusión del oxígeno. . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.10.2. Producción de gases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

4.11. Los suelos inundados como fuente de emisión de metano, un gas de efecto invernadero. . . . . . .. . . . . . . . 127

4.11.1. Proceso de producción de metano  en suelos inundados (caso: el arroz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

4.11.2. Metano CH4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.12. El cultivo del arroz y la emisión de gases de efecto invernadero. . . . . . . . . . .. . . . 131

4.13. El suelo: Un recurso natural, diverso y complejo. . . . . . . . . . . . . . . 132

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

CAPÍTULO V

Suelos de México

5.1. Los suelos tropicales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

5.1.1. El suelo forma parte del medio ambiente. . . . . . . . . . . . . . . . 146

5.1.2. Conclusión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

5.2. Suelos tropicales residuales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

5.2.1. La meteorización tropical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

5.2.2. Los suelos gleysoles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

5.3. Origen de las inundaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

5.3.1. Zona llanura de inundación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

5.3.2. Descripción general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

5.3.3. Los suelos gleysoles de Tabasco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

5.3.4. Gleysoles mólicos (GLmo). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

5.3.5. Gleysoles úmbricos (GLum). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

5.3.6. Gleysoles eútricos (GLeu). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

5.3.7. Gleysoles dístricos (GLdy). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

5.3.8. Gleysoles húmicos (GLhu). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

5.3.9. Gleysoles plinticos (GLpl). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

5.3.10. Asociación de Gleysoles éutricos, Gleysoles  mólicos e Histosoles sápricos (GLeu-GLmo-HSsa). . . . . . . . . 166

5.4. Praderas y sábanas inundadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

5.5. Pastos adaptados a suelos inundados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

5.6. Pasan las inundaciones, quedan los nutrientes. . . . . . . . . . . . . . . . . 172

5.7. Adaptación y evaluación de la tolerancia a la inundación en gramíneas forrajeras tropicales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

5.7.1. Las plantas evolucionan para adaptarse a las inundaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

5.8. Los suelos en el cambio climático. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

5.8.1. Los suelos, la regulación del clima y los inundados . . . . . . . . 177

5.8.2. Pérdida de carbono orgánico del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . 177

5.8.3. Emisiones de óxido nitroso del suelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

5.9. Formación de suelos trópicales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

5.9.1. Efecto de las condiciones anaeróbicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

5.9.2. Suelos hidromórficos (Gley). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

5.9.3. Suelos gley de agua subterránea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

5.9.4. Gleys de agua superficial (inundados). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.9.5. Suelos tropicales lavados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.9.6. Formación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

5.9.7. Procesos de formación de suelos tropicales. . . . . . . . . . . . . . 186

5.10. Aerénquima asociado a la adaptación a los suelos sobre  saturados o inundados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

5.10.1. Respuesta bioquímica de las plantasa la inundación. . . . . . . 186

5.10.2. Aerénquima de las plantas acuáticas bajo exceso temporal de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

CAPÍTULO VI

La planta forrajera

6.1. Anatomía y morfología de las gramíneas forrajeras. . . . . . . . . . . . . 200

6.1.1. La raíz tiene varias funciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

6.1.2. Tipos de tallos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

6.1.3. Hojas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

6.1.4. Función de la vaina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

6.1.5. Ubicación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

6.1.6. Collar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

6.1.7. Aurículas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

6.1.8. Lámina o limbo (hoja). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

6.1.9. Flor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

6.2. Estructura, fitómeros y zonas o puntos de crecimiento en gramíneas forrajeras . . . . . . . . . . . . . . . 207

6.3. Efectos del nitrógeno en algunos rasgos morfológicos de las pasturas. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

6.4. El efecto de la temperatura ambiental sobre rasgos morfológico de las gramíneas forrajeras. .  . . . . . . 211

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

CAPÍTULO VII

Ecofisiología de las pasturas

7.1. Conceptos generales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

7.2. Condiciones ambientales que definen la adaptación y productividad forrajera. . . .  . . . . . . 220

7.2.1. Clima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

7.3. Relación Clima-Pastura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

7.3.1. Radiación solar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

7.3.2. Efecto de la sequía e inundación sobre el crecimiento  de las pasturas. . . . . . . . . . . .  . . . . . . 229

7.4. Relación animal-pradera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

7.4.1. Efecto del animal sobre la pradera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

7.5. El rebrote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

7.5.1. Factores responsables del rebrote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

7.5.2. Términos técnicos relacionados con el rebrote. . . . . . . . . . . . 239

7.5.3. Otros factores que determinan el rebrote. . . . . . . . . . . . . . . 240

7.5.4. Efectos de la defoliación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

CAPÍTULO VIII

La fotosíntesis y las vías fotosintéticas

8.1. Vías fotosintéticas entre especies de plantas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

8.2. Otros efectos de la fotosíntesis C4 : Significación para las plantas que la poseen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

8.3. Diferencia en la calidad nutriticional de las pasturas C3  y C4. . . . . . 257

8.3.1. Valoración nutricional, composición química,  estructura y digestibilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

8.3.2. Consumo de forraje pastos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

8.4. Diferentes especies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

8.4.1. Otras especies de pastos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

CAPÍTULO IX

La ganadería tropical en Latinoamérica

9.1. Características. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

9.2. Relación clima tropical-bovinos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

9.3. Efectos del animal pastante sobre las praderas. . . . . . . . . . . . . . . . 297

Bibliografía.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

CAPÍTULO X

Las especies forrajeras y su adaptación a suelos inundados con énfasis a urochloa

10.1. Urochloa .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

10.2. Urochloa humidícola en la ganadería racional, características, producción de forrajeras tropicales en diferentes ambientes. . . . . 305

10.3. Ventajas y desventajas de urochloa para la ganadería. . . . . . . . . . 307

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

CAPÍTULO XI

Producción de leche y carne con especies forrajeras tropicales

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

CAPÍTULO XII

La producción de forrajes en la tierras bajas del trópico húmedo de México

12.1. Características de la especies forrajeras de áreas inundables. . . . . 333

Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424