Repositorio
Institucional

Borie, F.

Panichini, M.

Matus, F.

Mora, M. L.

Godoy, R.

Bolan, N. S.

Rumpel, C.

Carbon distribution in top- and subsoil horizons of two contrasting Andisols under pasture or forest

WILEY

EUROPEAN JOURNAL OF SOIL SCIENCE

en

Volcanic ash soils display distinctive morphological, physical and chemical properties and they contain several times more organic matter than non-volcanic soils. So far, there are few studies of soil organic matter (SOM) distribution in different chemically and physically protected carbon pools of soil horizons of volcanic soils. The aim of this study was to determine the SOM distribution (and its d13C and d15N composition) in different chemical and physical fractions at various depth horizons of two Andisols under pasture or rain forest in southern Chile. We used the amount of humus-complexes (Cp) extracted with Na pyrophosphate as a measure of C stabilized by aluminum (Alp) and iron (Fep) in combination with density fractionation to separate particulate organic matter as free (fPOM), occluded (oPOM) and organic matter associated with the mineral fraction (MF). The results showed that soil SOM stock (040 cm) in the pasture soil was 166 Mg C ha-1 (11.7 Mg N ha-1) and in the forest soil 100 Mg C ha-1 (4.1 Mg N ha-1). The SOM variation was explained largely by the differences in Cp, Alp and Fep. About 34% of total soil C was found as Cp in both oPOM and MF in the topsoil, whereas 3353% was found in the subsoil horizons. The oPOM fraction was more important in the forest soil and generally decreased in the subsoil where these fractions were enriched with d13C and d15N. Our results emphasize the importance of the humus complex and oPOM formation as the SOM stabilization mechanism in the forest Andisol, whereas under pasture organo-mineral interaction, including the formation of humic-metal complexes, is the most important stabilization mechanism. A conceptual model is lacking to demonstrate the major areas of uncertainty within known mechanisms and factors that explain the distribution of SOM through soil profiles in Andisols.#Los suelos de ceniza volcánica presentan propiedades morfológicas, físicas y químicas distintivas y contienen varias veces más materia orgánica que los suelos no volcánicos. Hasta el momento, existen pocos estudios sobre la distribución de la materia orgánica del suelo (MOS) en diferentes reservorios de carbono química y físicamente protegidos de los horizontes de suelos volcánicos. El objetivo de este estudio fue determinar la distribución de la MOS (y su composición de d13C y d15N) en diferentes fracciones químicas y físicas en varios horizontes de profundidad de dos Andisoles bajo pastizales o selva tropical en el sur de Chile. Utilizamos la cantidad de complejos de humus (Cp) extraídos con pirofosfato de sodio como medida del C estabilizado por aluminio (Alp) y hierro (Fep) en combinación con fraccionamiento de densidad para separar la materia orgánica particulada como libre (fPOM), ocluida (oPOM) y materia orgánica asociada con la fracción mineral (MF). Los resultados mostraron que el stock de SOM del suelo (040 cm) en el suelo de pastizal fue de 166 Mg C ha-1 (11,7 Mg N ha-1) y en el suelo forestal de 100 Mg C ha-1 (4,1 Mg N ha-1). La variación de SOM se explicó en gran medida por las diferencias en Cp, Alp y Fep. Alrededor del 34% del C total del suelo se encontró como Cp tanto en oPOM como MF en el suelo superficial, mientras que el 3353% se encontró en los horizontes del subsuelo. La fracción oPOM fue más importante en el suelo forestal y generalmente disminuyó en el subsuelo donde estas fracciones se enriquecieron con d13C y d15N. Nuestros resultados enfatizan la importancia del complejo húmico y la formación de oPOM como mecanismo de estabilización de SOM en el Andisol forestal, mientras que bajo el pastizal la interacción organo-mineral, incluida la formación de complejos húmico-metálicos, es el mecanismo de estabilización más importante. Falta un modelo conceptual que demuestre las principales áreas de incertidumbre dentro de los mecanismos y factores conocidos que explican la distribución de la materia orgánica del suelo a través de los perfiles del suelo en los Andisoles.

Artículo original

The authors gratefully acknowledge the FONDECYT project No 1080065 for their financial support. We also acknowledge the ECOSSUD-CONICYT C08U01 project for their financial support of French and Chilean research groups

the first author thanks INRA-Grignon Laboratories. We also thank the CONICYT-MEC Program 80100008 for financial support in Chile of one of the authors (NB). We greatly thank Dr Christian Salas for statistical advice and Noelia Sepulveda for dedicated laboratory support (both from La Frontera University). We acknowledge Dr Mauricio Escudey from Universidad de Santiago for technical assistance and the two anonymous reviewers for their time and effort in commenting on the manuscript.

Los autores agradecen al proyecto FONDECYT n.° 1080065 por su apoyo financiero. Asimismo, agradecen al proyecto ECOSSUD-CONICYT C08U01 por su apoyo financiero a grupos de investigación franceses y chilenos

el primer autor agradece a los Laboratorios INRA-Grignon. También agradecen al Programa CONICYT-MEC 80100008 por el apoyo financiero en Chile a uno de los autores (NB). Agradecen enormemente al Dr. Christian Salas por su asesoramiento estadístico y a Noelia Sepúlveda por su dedicada labor de laboratorio (ambos de la Universidad de La Frontera). Agradecen al Dr. Mauricio Escudey de la Universidad de Santiago por su asistencia técnica y a los dos revisores anónimos por su tiempo y esfuerzo en la revisión del manuscrito.

10.1111/j.1365-2389.2012.01488.x

pdf

SUELOS DE CENIZA VOLCÁNICA

CARBONO ORGÁNICO

ALUMINIO

MATERIA

ESTABILIZACIÓN

ACUMULACIÓN

PIROFOSFATO

MANEJO

DELTA-C-13

FRACCIONES

VOLCANIC ASH SOILS

ORGANIC-CARBON

ALUMINUM

MATTER

STABILIZATION

ACCUMULATION

PYROPHOSPHATE

MANAGEMENT

DELTA-C-13

FRACTIONS

SUELOS DE CENIZA VOLCÁNICA

CARBONO ORGÁNICO

ALUMINIO

MATERIA

ESTABILIZACIÓN

ACUMULACIÓN

PIROFOSFATO

MANEJO

DELTA-C-13

FRACCIONES

VOLCANIC ASH SOILS

ORGANIC-CARBON

ALUMINUM

MATTER

STABILIZATION

ACCUMULATION

PYROPHOSPHATE

MANAGEMENT

DELTA-C-13

FRACTIONS

Carbon distribution in top- and subsoil horizons of two contrasting Andisols under pasture or forest

EUROPEAN JOURNAL OF SOIL SCIENCE

WILEY

hibrida#verde

restringido

restringido

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Artículo original

versión publicada

ANID CONICYT FONDECYT 1080065#ANID ECOSSUD-CONICYT C08U01#ANID CONICYT-MEC Program 80100008

1351-0754

616

624

Soil Science

Ciencia del suelo

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WOS:000311619500010