Contenidos de carbono y nitrógeno del suelo en un agroecosistema altoandino del Valle del Cauca, Colombia
Carbon and nitrogen content of the soil in a high Andean agroecosystem of Valle del Cauca, Colombia
Contenido principal del artículo
Resumen
Los ecosistemas altoandinos o de alta-montaña, se caracterizan por prestar servicios ecosistémicos esenciales, muchos de ellos, relacionados con el suelo; sin embargo, se conoce que las actividades agrícolas y pecuarias han llevado a cambios progresivos en los parámetros físicos, químicos y agotamiento del carbono orgánico y nitrógeno del suelo, contribuyendo a la pérdida de calidad edáfica e incrementando las emisiones de gases de efecto invernadero. Este estudio evaluó la influencia de tres coberturas vegetales: bosque nativo, pastizal naturalizado de Pennisetum clandestinum y monocultivo de Allium fistulosum, sobre algunas propiedades del suelo, en un ecosistema altoandino del Valle del Cauca (Colombia). Se midieron propiedades edáficas, como densidad aparente, materia orgánica, contenidos y almacenamiento de C y N. Se encontró que las prácticas agrícolas asociadas al monocultivo influyeron significativamente en las propiedades edáficas evaluadas, generando cambios a nivel físico y químico, lo que podría aumentar la vulnerabilidad del suelo a la degradación. Se observó que los pastizales de P. clandestinus (C4), con un manejo del pastoreo de tipo extensivo, baja carga animal, presentaron mayor potencial para acumular C, reciclar N y mitigar el efecto del pisoteo, siempre y cuando, se garantice una gestión óptima del pastoreo, en términos de una carga animal, ambientalmente sostenible. El tipo de cobertura vegetal y las prácticas de manejo asociadas promovieron cambios físicos y químicos, en los primeros centímetros del suelo, afectando la capacidad del suelo para almacenar C y N, lo que podría incidir en la provisión de Servicios Ecosistémicos.
Palabras clave:
Descargas
Detalles del artículo
Referencias (VER)
ABDALLA, M.; HASTINGS, A.; CHADWICK, D.R.; JONES, D.L.; EVANS, C.D.; JONES, M.B.; REES, R.M.; SMITH, P. 2018. Critical review of the impacts of grazing intensity on soil organic carbon storage and other soil quality indicators in extensively managed grasslands. Agriculture, Ecosystems and Environment. 253:62-81. https://doi.org/10.1016/j.agee.2017.10.023
ALVES, L.A.; DENARDIN, L.G. DE O.; MARTINS, A.P.; BAYER, C.; VELOSO, M.G.; BREMM, C.; CARVALHO, P.C.DE F.; MACHADO, D.R.; TIECHER, T. 2020. The effect of crop rotation and sheep grazing management on plant production and soil C and N stocks in a long-term integrated crop-livestock system in Southern Brazil. Soil and Tillage Research. 203:104678. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104678
BIELUCZYK, W.; DE CÁSSIA PICCOLO, M.; PEREIRA, M.G.; DE MORAES, M.T.; SOLTANGHEISI, A.; BERNARDI, A.C. DE C.; PEZZOPANE, J.R.M.; OLIVEIRA, P.P.A.; MOREIRA, M.Z.; CAMARGO, P.B.; DOS SANTOS DIAS, C.T.; BATISTA, I.; CHERUBIN, M.R. 2020. Integrated farming systems influence soil organic matter dynamics in southeastern Brazil. Geoderma. 371:114368. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114368
BLAKE, G.R.; HARTGE, K.H. 1986. Bulk density. In: Klute, A. (Ed.). Methods of Soil Analysis Part 1 Physical and Minerological Methods. 2 Ed. American Society of Agronomy, Inc.; Soil Science Society of America, Inc. p.363-375. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.1.2ed.c13
BONDARUK, V.; LEZAMA, F.; DEL PINO, A.; PIÑEIRO, G. 2020. Overseeding legumes in natural grasslands: Impacts on root biomass and soil organic matter of commercial farms. Science of the Total Environment. 743:140771. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140771
CANEDOLI, C.; FERRÈ, C.; ABU EL KHAIR, D.; COMOLLI, R.; LIGA, C.; MAZZUCCHELLI, F.; PROIETTO, A.; ROTA, N.; COLOMBO, G.; BASSANO, B.; VITERBI, R.; PADOA-SCHIOPPA, E. 2020. Evaluation of ecosystem services in a protected mountain area: Soil organic carbon stock and biodiversity in alpine forests and grasslands. Ecosystem Services. 44:101135. https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2020.101135
CAREY, P.D.; WALLIS, S.; CHAMBERLAIN, P.M.; COOPER, A.; EMMETT, B.A.; MASKELL, L.C.; MCCANN, T.; MURPHY, J.; NORTON, L.R.; REYNOLDS, B.; SCOTT, W.A.; SIMPSON, I.C.; SMART, S.M.; ULLYETT, J.M. 2008. Chapter 4 Semi-Natural grasslands: neutral, calcareous and acid grassland broad habitats. In: Countryside Survey: UK Results from 2007. Countryside Survey. p.38-49.
COLLINS, J.B.; WHITESIDE, E.P.; CRESS, C.E. 1970. Seasonal variability of pH and lime requirements in several Southern Michigan soils when measured in different ways. Soil Science Society of America Journal. 34(1):56-61. https://doi.org/10.2136/sssaj1970.03615995003400010018x
CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA, CVC.; FUNDACIÓN AGUA VIVA, FUNAGUA. 2011. Planes de manejo para la conservación de 22 especies focales de plantas en el departamento del Valle del Cauca. CVC-FUNAGUA (Cali-Colombia). 258p.
DAYNES, C.N.; FIELD, D.J.; SALEEBA, J.A.; COLE, M.A.; MCGEE, P.A. 2013. Development and stabilisation of soil structure via interactions between organic matter, arbuscular mycorrhizal fungi and plant roots. Soil Biology and Biochemistry. 57:683-694. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2012.09.020
DAZA TORRES, M.C.; HERNÁNDEZ FLÓREZ, F.; TRIANA, F.A. 2014. Efecto del uso del suelo en la capacidad de almacenamiento hídrico en el Páramo de Sumapaz - Colombia. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín. 67(1):7189-7200. https://doi.org/10.15446/rfnam.v67n1.42642
DUAN, B.; MAN, X.; CAI, T.; XIAO, R.; GE, Z. 2020. Increasing soil organic carbon and nitrogen stocks along with secondary forest succession in permafrost region of the Daxing’an mountains, northeast China. Global Ecology and Conservation. 24:e01258. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01258
EZE, S.; PALMER, S.M.; CHAPMAN, P.J. 2018a. Soil organic carbon stock and fractional distribution in upland grasslands. Geoderma. 314:175-183. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.11.017
EZE, S.; PALMER, S.M.; CHAPMAN, P.J. 2018b. Soil organic carbon stock in grasslands: Effects of inorganic fertilizers, liming and grazing in different climate settings. Journal of Environmental Management. 223:74-84. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.06.013
FRANK, D.A. 2020. Grazing effects on plant nitrogen use in a temperate grassland. Rangeland Ecology and Management. 73(4):482-490.
https://doi.org/10.1016/j.rama.2020.03.002
GÓMEZ-VARGAS, R.M.; HERNÁNDEZ-HOYOS, E.R.; GUARDIOLA-PERILLA, M.L.; BONILLA-CORREA, C.R. 2017. Dinámica entre propiedades químico-físicas y biológicas del suelo como respuesta a diferentes insumos orgánicos. Suelos Ecuatoriales. 47(1-2):53-60.
LEIFELD, J.; BASSIN, S.; CONEN, F.; HAJDAS, I.; EGLI, M.; FUHRER, J. 2013. Control of soil pH on turnover of belowground organic matter in subalpine grassland. Biogeochemistry. 112:59-69. https://doi.org/10.1007/s10533-011-9689-5
LIN, D.; MCCULLEY, R.L.; NELSON, J.A.; JACOBSEN, K.L.; ZHANG, D. 2020. Time in pasture rotation alters soil microbial community composition and function and increases carbon sequestration potential in a temperate agroecosystem. Science of the Total Environment. 698:134233. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134233
MOLINA-BENAVIDES, R.A.; SÁNCHEZ-GUERRERO, H. 2017. Sostenibilidad de sistemas ganaderos bovinos de alta montaña en Colombia. Revista de Investigación Agraria y Ambiental. 8(2):29-36. https://doi.org/10.22490/21456453.2028
MUÑOZ, F.A.; PEREZ, E.H.; OTERO S., J.D. 2014. Susceptibilidad a la erosión hídrica de suelos en la zona andina del departamento del Cauca Colombia. Revista de Investigaciones, Universidad del Quindío. 26(1):45-50.
ORDOÑEZ, M.C.; GALICIA, L.; FIGUEROA, A.; BRAVO, I.; PEÑA, M. 2015. Effects of peasant and indigenous soil management practices on the biogeochemical properties and carbon storage services of Andean soils of Colombia. European Journal of Soil Biology. 71:28-36. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2015.10.001
PÉREZ, M.; MEDINA, M.F.; HURTADO, A.; ARBOLEDA, E.M.; MEDINA, M. 2019. Reservas de carbono del pasto Cenchrus clandestinus (Poaceae) en los sistemas de manejo tradicional y silvopastoril, en diferentes relieves. Revista de Biología Tropical. 67(4):769-783. https://doi.org/10.15517/rbt.v67i4.34529
PIÑEIRO, G.; PARUELO, J.M.; OESTERHELD, M.; JOBBÁGY, E.G. 2010. Pathways of grazing effects on soil organic carbon and nitrogen. Rangeland Ecology and Management. 63(1):109-119. https://doi.org/10.2111/08-255.1
RHOADES, J. 1982. Cation exchange capacity. In: Page, A.L. (Ed.). Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy, Inc.; Soil Science Society of America. Inc. p.149-157. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.2ed.c8
RODRÍGUEZ, N.; ARMENTERAS, D.; MORALES, M.; ROMERO, M. 2006. Ecosistemas de los Andes colombianos. Segunda edición. Instituto Alexander Von Humbolt-IAvH (Bogotá-Colombia). 154p.
SOUSSANA, J.-F.; LEMAIRE, G. 2014. Coupling carbon and nitrogen cycles for environmentally sustainable intensification of grasslands and crop-livestock systems. Agriculture, Ecosystems & Environment. 190:9-17. https://doi.org/10.1016/j.agee.2013.10.012
VALENZUELA B., I.G.; VISCONTI M., E.F. 2018. Influencia del clima, uso del suelo y profundidad sobre el contenido de carbono orgánico en dos pisos altitudinales andinos del departamento Norte de Santander, Colombia. Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas. 12(1):233-243. https://doi.org/10.17584/rcch.2018v12i1.7349
VIAUD, V.; SANTILLÀN-CARVANTES, P.; AKKAL-CORFINI, N.; LE GUILLOU, C.; PRÉVOST-BOURÉ, N.C.; RANJARD, L.; MENASSERI-AUBRY, S. 2018. Landscape-scale analysis of cropping system effects on soil quality in a context of crop-livestock farming. Agriculture, Ecosystems and Environment. 265:166-177. https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.06.018
WALKLEY, A.; BLACK, I.A. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science. 37(1):29-38. https://doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003
WANG, S.; ADHIKARI, K.; WANG, Q.; JIN, X.; LI, H. 2018. Role of environmental variables in the spatial distribution of soil carbon (C), nitrogen (N), and C:N ratio from the northeastern coastal agroecosystems in China. Ecological Indicators. 84:263-272. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.08.046
WHALEN, J.K.; CHANG, C.; CLAYTON, G.W.; CAREFOOT, J.P. 2000. Cattle manure amendments can increase the pH of acid soils. Soil Science Society of America Journal. 64(3):962-966. https://doi.org/10.2136/sssaj2000.643962x
ZHANG, Y.; AI, J.; SUN, Q.; LI, Z.; HOU, L.; SONG, L.; TANG, G.; LI, L.; SHAO, G. 2021. Soil organic carbon and total nitrogen stocks as affected by vegetation types and altitude across the mountainous regions in the Yunnan Province, south-western China. Catena. 196:104872. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104872