Formación de agregados y captura de carbono en materiales de origen volcánico de México

Abstract

El C orgánico del suelo (COS) desempeña un papel fundamental en la restauración de suelos deteriorados, entre éstos los tepetates (tobas volcánicas endurecidas, Tc) del Estado de México y Tlaxcala, y los acrisoles y andosoles degradados de la cuenca de Cointzio, Michoacán. Se efectuaron cinco experimentos donde se evaluó la relación entre el COS y la estructuración del suelo (E1), el COS y la dinámica de la erosión y su mineralización (E2), la acumulación del COS a nivel de partículas elementales (E3), y finalmente la acumulación de COS y su relación con las proteínas del suelo relacionadas con la glomalina (PSRG) (E4 y E5). Los resultados del E1 mostraron que en los agregados fue donde se acumuló mayormente el COS y que su formación y estabilidad fue función del tiempo de cultivo y de la adición de residuos orgánicos. En el E2 la pérdida de COS dependió de la intensidad de los escurrimientos y el tipo de manejo agronómico. La emisión de CO2 aumentó con la humedad volumétrica y los años de cultivo y fue mayor en los sistemas agrícolas donde se adicionó composta. En el E3 se determinó que la energía aplicada a una suspensión de suelo para fraccionarlo en distinto tamaños de partícula dependió de la proporción de partículas elementales contenida en cada suelo y de la naturaleza de los minerales de arcilla. El COS en el Tc se acumuló mayormente en la fracción arcilla, pero en el acrisol fue en el limo, mientras que en el andosol lo hizo por igual en ambas partículas. En el E4 hubo una estrecha relación entre el COS, la PSRG y el C ligado a la PSRG (C-PSRG). El pirofosfato extrajo de dos a tres veces más PSRG y C-PSRG que el citrato. La mayor acumulación de COS en los Tc (0-20 cm de profundidad) se estimó en cerca de 90 t ha-1, del cual, 30% lo aportó el C-PSRG cuando se extrajo con pirofosfato y 15% cuando éste se extrajo con citrato. En el E6 se concluyó que había diferencias significativas (P<0.05) en la acumulación de COS por la presencia de vermicomposta, por el tipo de suelo y el tipo de cultivo. La inoculación con el hongo micorrízico no presentó diferencias en la acumulación carbono; sin embargo, como no se comprobó la colonización de éste en las diferentes plantas, la ausencia del efecto del hongo resultó incierta.______Soil organic carbon (SOC) performs a fundamental role in the restoration of deteriorated soils, like the tepetates (hardened volcanic tuff, Tc) in the State of Mexico and Tlaxcala, and acrisols and andosols in the basin of Cointzio, Michoacán. On that account five experiments were analyzed, an assessment was made of the relation between SOC and soil structure (E1), SOC and erosion dynamics and organic matter mineralization (E2), the accumulation of SOC at the level of elementary particles (E3), and finally the accumulation of SOC and its relation with soil proteins associated with glomaline (PSRG) (E4 and E5). E1 results showed that SOC accumulated mostly in aggregates and its formation and stability depended on the time of cultivation and the addition of organic residues. In E2 SOC loss depended on the intensity of runoffs and the type of agronomic management. CO2 emission increased with volumetric moisture and time of cultivation and was higher in compost-added agricultural systems. In E3 the energy applied to a soil suspension for its fractioning in different particle sizes was found to depend on the proportion of elementary particles contained in each soil and the nature of clay minerals. Soil organic carbon in Tc was mostly accumulated in the clay fraction, but in acrisol it did so in silt, while in andosol it did it equally in both particles. In E4 a close relation between SOC, PSRG and C linked to PSRG (C-PSRG) was found. Pyrophosphate extracted two or three times more PSRG and C-PSRG than citrate. The highest accumulation of SOC in Tc (0-20 cm deep) was estimated to be about 90 t ha-1, of which 30% was provided by C-PSRG when extracted with pyrophosphate and 15% with citrate. In E6 significant differences (P<0.05) were detected in the accumulation of SOC due to the presence of vermicompost, the type of soil and the type of crop. Inoculation with the micorrhizal fungus showed no differences in the accumulation of carbon; yet as the colonization of this fungus in the different plants was not proven, the absence of the fungus effect remains uncertain.