Agregación y propiedades asociadas del suelo influenciado por Lupinus uncinatus bajo varios manejos agrícolas

Abstract

XIX Un estudio de campo fue conducido para investigar la efectividad de invasiones de Lupinus y los pastos establecidos en el mejoramiento de la agregación estructural del suelo y determinar los índices de falta de estabilidad de los macroagregados del suelo seco y su impacto en la sustentabilidad de las prácticas de manejo de cultivos tradicionales. La distribución del tamaño de agregados secos (ASDd), índices de falta de estabilidad de los macroagregados (CoES), la capacidad de retención de agua en el suelo (SWRC), la profundidad de agua retenido (Dwr), carbono orgánico total (TOC), el pH del suelo, la distribución de las partículas del suelo, índice del diámetro medio poderado para la estabilidad estructural de agregados tamizados de suelo seco (MWDd), y las propiedades de la transmisión del agua (i-5 min, i-2 hrs, Zc-5 min, y Zc-2 hrs, y Ksat) fueron determinados en el suelo con: cultivación intensiva de largo plazo (CA), bosque natural de encino (VN), bosque de pino disturbado e invadido por Lupinus (BL), los pastos establecidos (PP), pastizal invadido por Lupinus (PL), suelo en descanso invadidos por Lupinus (SDL), y los suelos en descanso invadido por Lupinus recientemente (BRDL). El pH y el contenido de arcilla total aumentaron con la profundidad, excepto para los suelos de SDL. Se observaron menor cantidad de microagregados (MicAg) a 0-20 cm de profundidad en los suelos de SDL que en los suelos de VN y BL. Los macroagregados pequeños (SmMag) fueron mayores en los suelos de CA y VN a 20-40 cm de profundidad, pero fueron menores en los suelos de SDL y PL a 0-20 cm de profundidad. La cantidad de macroagregados medianos (MeMag) a 0-20 cm de profundidad fue mayor en los suelos de VN, y menor en los suelos de BL en ambas profundidades. La cantidad de macroagregados grandes (LaMag) fue mayor para los suelos de BRDL en ambas profundidades y para los suelos de CA a 0-20 cm de profundidad, mientras que fue menor para los suelos de BL a ambas profundidades. Los índices CoES para macroagregados de SmMag, MeMag y LaMag fueron menores para el suelo de SDL; y también para macroagregados MeMag en los suelos de BRDL y PP a 0-20 cm de profundidad, mientras que también fueron menores para todos los tamaños de macroagregados en los suelos de VN a 20-40 cm de profundidad, pero fueron mayores para todos los tamaños de macroagregados en los suelos de BL a ambas profundidades. El análisis de regresión lineal indicó fuertes asociaciones negativas entre CoES, pH y arcilla total, pero se observó una relación positiva entre COES y TOC. Se observó mayor tasa de infiltración de 2-horas (i-2 hrs, varió de 45 to 57 cm hr-1) y la infiltración cumulativa de 2-horas (Zc-2 hrs, varió de 195 to 320 cm) en los suelos de VN, seguido por los suelos de BRDL (varió de 32 a 44 cm hr- 1 ), pero fueron menores en los suelos de BL (i-2 hrs, varió de 13.3 a 23.9 cm hr-1; y Zc-2 hrs, varió de 31.7 a 49.1 cm) debido a la alta repelencia de agua y en los suelos de CA (i-2 hrs, varió de 14.8 a 21.8 cm hr-1; y Zc-2 hrs, varió de 40.9 a 59.3 cm hr-1) debido a la alta dispersión de arcilla y alta densidad aparente. La densidad aparente varió en el orden desde CA = SDL > BRDL > PP= PL >VN >BL, y índice de estabilidad de agregados del suelo seco (MWDd) disminuyó desde VN = PL > BRDL = SDL > PP > CA >BL. Los efectos previos de labranza convencional fueron disminuidos entre los suelos de BRDL, PL y SDL. La tasa de infiltración de los 5-min fue similar entre los suelos de BRDL y PL, mientras que la de las 2-horas fue similar entre los suelos de PL y SDL. El análisis de regresión lineal indicó una fuerte asociación positiva entre valores de EC y MWDd, TOC, i-5 min, i-2 hrs, Zc-2 hrs y Ksat a 0-20 cm de profundidad. Los macroagregados del suelo formados bajo ambientes con niveles bajos en TOC, pH y EC mostraron menores índices de tamaño de agregados (MWDd), degradación extensiva de los agregados y por consecuencia resultó en valores menores de i-5 min, i-2 hrs, Zc-2 hrs, tanto como Ksat qué aquellos que fueron formados en ambientes con niveles altos en TOC, pH y EC. _________ XXI A field study was conducted to investigate the effectiveness of wild lupines invasions and planted pastures on improvement of soil structural aggregation and to determine the macroaggregates instability indices for environmental impact assessment for the sustainability of traditional cropping management practices. Dry-aggregate size distribution (ASDd), macroaggregates instability indices (CoES), soil-water retention (SWR), total organic carbon (TOC), soil pH, particle size distribution, structural aggregate stability dry soil aggregate stable size index (MWDd) and water transmission properties (i-5 min, i-2 hrs, Zc-5 min, and Zc-2 hrs, and Ksat,) were determined in air-dried soil from the long-term intensive cultivation (CA), natural oak forest (VN), lupines invaded disturbed pine forest (BL), planted pastures (PP), lupines invaded meadows (PL), lupines invaded fallows (SDL), and freshly-tilled lupines invaded fallows obtained by converting SDL to CA (BRDL). The pH and total clay content increased with depth, except for the SDL soils. The lowest amount of microaggregates (MicAg) at 0-20 cm depth was observed in the SDL soils than in the VN and BL soils. The small macroaggregates (SmMag) were the highest in the CA and VN soils at 20-40 cm depth, but was the lowest for the SDL and PL soils at 0-20 cm depth. The amount of medium macroaggregates (MeMag) at 0-20 cm depth were the amount of large macroaggregates (LaMag) were the highest for the BRDL soils highest in the VN soils, while were the lowest in the BL soils at both depths. Similar highest amounts of SmMag at 20-40 cm depth for the VN and CA soils, and yet the lowest for the BL soils indicated that a very-low TOC input level in a clay-rich soil environment favoured the interaction of clays and oxides for binding high amount of SmMag for the CA soil; while a medium- TOC input level in a clay-poor soil decreased formation of SmMag for the BL soil. The macroaggregates instability (CoES) indices for the TMag, SmMag and MeMag size classes were the lowest in the SDL soils and also for the LaMag in the PL soils at 0-20 cm depth, while were also the lowest for all macroaggregates size classes in the VN soils at 20-40 cm depth, but were the highest for all macroaggregates size classes for the BL soils at both depths. The linear regression analysis indicated strong negative associations between CoES, pH and total clay, but a positive relationship was observed between CoES and TOC. The highest cumulative infiltration (Zc-2 hrs, varied from 195 to 320 cm) and 2-hrs equilibrium infiltration rate (i-2 hrs, varied from 45 to 57 cm hr-1) were observed in the VN soils and was followed by the BRDL soils (32 to 44 cm hr-1), but were similarly the lowest in the BL soils (i-2 hrs, varied from 13.3 to 23.9 cm hr-1; y Zc-2 hrs, varied from 31.7 to 49.1 cm) due to high water repellency and also in the CA soils (i-2 hrs, varied from 14.8 to 21.8 cm hr-1; y Zc-2 hrs, varied from 40.9 to 59.3 cm hr-1) due to high clay dispersion high soil bulk density. Soil bulk density varied in the order from CA = SDL > BRDL > PP = PL >VN >BL, and dry stable soil aggregate size index (MWDd) diminished from VN = PL > BRDL = SDL > PP > CA >BL. Previous conventional tillage effects were diminished between the BRDL, PL and SDL soils, since the 5-min water infiltration rate was similar between BRDL and PL soils while after 2-hrs was similar between PL and SDL soils. Linear regression analysis indicated a strong positive association between EC and MWDd, TOC, i-5 min, i-2 hrs, Zc-2 hrs and Ksat values at 0-20 cm depth. The soil macroaggregates formed under environments with low-TOC, low-pH and low-EC levels demonstrated smaller indices of stable aggregate size (MWDd), extensive soil aggregate degradation, and consequently resulted in lower i-5 min, i-2 hrs, Zc-2 hrs, as well as Ksat values than those that were formed under environments with high-TOC, high-pH and high-EC levels.