Balance de carbono y tasa de descomposición de mantillo y horizontes de fermentación de suelos forestales

Abstract

El mantillo y horizontes de fermentación (CF) es un reservorio dinámico de carbono (C) en suelos forestales. Las metodologías que cuantifican la emisión de CO2 por la descomposición son escasas y requieren periodos largos de medición. Se requieren métodos para poder generar información de la emisión de CO2 de éstas capas orgánicas en tiempos cortos de medición. Los objetivos fueron: generar un protocolo para la medición de la emisión de CO2 por la descomposición de mantillo y CF con un respirómetro manométrico (OxiTop ®). Medir los reservorios de C de mantillo y CF de bosques con diferentes condiciones. Medir la emisión de CO2 del mantillo y CF y las tasas de descomposición con un respirómetro. Analizar las características químicas de los mantillos y horizontes de fermentación. Se determinaron las condiciones óptimas para medir la respiración en este equipo In vitro, controlando la cantidad de muestra (5, 10, 20 y 40 g), humedad (20, 40, 60 y 80 %) y temperatura (25°C) en un plazo de 10 días. Se encontró que con 10 g de muestra y humedad al 60% se registró la mayor tasa de emisión de CO2 (23 500 mgCO2 kg-1) con la menor amplitud de variación (331 mgCO2 kg-1). Se muestreo mantillo y CF en bosques de naturales de Hidalgo, Tlaxcala y Estado de México (F. grandifolia, P. montezumae y Quercus spp) y manejado (Pinus patula) en rodales cosechados en diferentes años (1986, 1987, 1988, 1993 y 1995). Se determinó los reservorios de C y sus propiedades químicas (pH, C, N, lignina, C/N, lignina/N, huminas) y la emisión de CO2 y tasas de emisión con las condiciones determinadas en el protocolo. En general, los reservorios de C fueron más altos en las CF (4 t ha-1) que en el mantillo (2 t ha-1) debido a la cantidad de biomasa existente en estas capas. Sin embargo, la concentración de C fue más alta en el mantillo que en la CF. La emisión de CO2 fue más alta en el mantillo (18 000 mgCO2 kg-1) que en las CF (2 000 mgCO2 kg-1) en todos los bosques y esta disminuyó con la profundidad de las CF, debido a que en las CF existen mayores contenidos de lignina y huminas, elementos más recalcitrantes a la descomposición y la emisión de CO2 disminuyó con el paso del tiempo. En los cinco rodales cosechados, la emisión de CO2 fue mayor con un tiempo más reciente desde la cosecha (1995) y disminuyó a un mayor tiempo desde su cosecha (1986). Debido a que los mantillos y CF tenían diferentes estados de descomposición, lo que se observó el efecto del manejo del bosque sobre la dinámica de C en la descomposición. _______________ CARBON BALANCE AND RATE DECOMPOSITION OF LITTER AND FERMENTATION HORIZONS FOREST SOIL. ABSTRACT: The forest litter and fermentation horizons (CF) is a dynamic reservoir of carbon (C) in forest soils. The methodologies that quantify CO2 emissions from the decomposition are scarce and require long periods of measurement. Methods are required to generate CO2 emission of these organic layers measuring short times. The objectives were: to generate a protocol for measuring CO2 emissions from the decomposition of litter and CF with manometric respirometer (OxiTop ®). Measure C reservoirs of forest litter and CF with different conditions. Measure the CO2 emission mulch and CF decay rates a respirometer. Analyze the chemical characteristics of mulches and fermentation horizons. Optimal conditions were determined to measure breathing in vitro on this instrument, controlling the amount of sample (5, 10, 20 and 40 g), humidity (20, 40, 60 and 80 %) and temperature (25 °C) in within 10 days. It was found that with 10 g of sample and 60 % humidity recorded the highest CO2 emission rate (2 350 mgCO2 kg-1) with smaller amplitude of variation (33 mgCO2 kg -1). The forest litter and CF was sampled in natural forests of Hidalgo , Tlaxcala and Estado de Mexico (F. grandifolia , P. montezumae and Quercus spp) and managed (Pinus patula) in stands harvested in different years (1986, 1987, 1988, 1993 and 1995). Reservoirs was determined C and chemical properties (pH, C, N, lignin, C/N, lignin/N, humins) and CO2 emissions and emission rates with the conditions specified in the protocol. In general, the reservoirs of C were higher in CF (4 t ha-1) that the forest litter (2 t ha-1) due to the amount of biomass present in these layers. However, the C concentration was higher in the forest litter that horizons fermentation. The CO2 emission was higher in the forest litter (18 000 mgCO2 kg-1) than in CF (2000 mgCO2 kg-1) in all forests and this decreased with depth of CF, since in the CF there are higher contents of lignin and humins, recalcitrant elements to decay and decreased CO2 emissions over time. In the five stands harvested, CO2 emission was higher with newer time from harvest (1995) and decreased to a greater time from harvest (1986). Because the forest litter and CF had different stages of decomposition, which we observed the effect of forest management on the dynamics of C in the decomposition.