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Universidad de Cartagena Facultad de ciencias exactas y naturales Ensayo basado en el artículo: ``SOIL ORGANIC MATTER AND TEXTURE AFFECT RESPONSES TO

DRY/WET CYCLES: CHANGES IN SOIL ORGANIC MATTER FRACTIONS AND RELATIONSHIPS WITH C AND N MINERALISATION `` Electiva: química agrícola Eduardo estrada m1, Beatriz Jaramillo c1 1. (Estudiante de química unicartagena); 2. (Docente unicartagena)

Son pocas las investigaciones y estudios que en tomado él cuenta los efectos de los ciclos secos/húmedos en el contenido de carbono y nitrógeno en el suelo teniendo en cuenta la dinámica de SOM (materia orgánica del suelo), la forma física, composición química que tiene efectos en la mineralización y las trasformaciones microbianas que rigen este proceso. La materia orgánica y condiciones ambientales son de gran importancia pues estos afectan la tasa de carbono y nitrógeno en la mineralización. Aquellos suelos que cuentan con una textura fina son muchos más fértiles en comparación con aquellos de textura gruesa esta diferencia es debido al contenido de carbono y nitrógeno producto de la entrada de materia orgánica y retención de agua. El mojar el suelo seco puede causar una descarga de nitrógeno y carbono con una elevada tasa de mineralización con una duración hasta dos semanas después del mojado, la taza de mineralización de nitrógeno aumenta y es típicamente más alta en los primeros días después de la humectación del suelo. La mineralización de un suelo seco se atribuye a la mineralización de la biomasa de la materia orgánica el suelo al igual se ha atribuido a la liberación de microbiana C esto como consecuencia de la lisis celular o la liberación de solutos intracelulares osmoregulatoria, causada por el choque osmótico. Varios estudios han sugerido que los sustratos de microbiana C contribuyen poco o en menor proporción a la mineralización que sigue a la rehumectación de los suelos secos en comparación con los sustratos no microbianos. Estos estudios atribuyen la mineralización mejorada después del secado y rehumedecimiento principalmente al aumento de la biodisponibilidad de los sustratos no vivos y no microbianos orgánicos. La comprensión de cómo los ciclos seco/húmedo afectan las transformaciones del carbono y nitrógeno es importante en la dinámica para la predicción de la materia orgánica del suelo, la determinación de los efectos del cambio climático producto de los gases de efecto invernadero procedentes de los suelos y la estimación de la contribución de la mineralización de la materia orgánica suministrada de las plantas que disponen de nitrógeno.

Para avaluar la respuesta a carbonos y nitrógenos para siclos secos/húmedos y su disponibilidad como sustrato para la mineralización de carbono y nitrógeno a lo largo de un gradiente de materia orgánica en dos suelos de diferente textura. Los suelos escogidos fueron de las llanuras de Canterbury de nueva Zelanda, el primero fue lismore franco limoso (LIS) que es un suelo marrón ortico y el segundo fue temuka franco arcilloso (TEM) que es un suelo melanico gley ortico, un total de seis sitios fueron muestreados dentro de cada sitio para establecer un gradiente de materia orgánica en el suelo. En el laboratorio las muestras se pasaron a través de un tamiz de 4mm y se combinan para formar una sola muestra que es representativa de cada sitio. Se establecieron tres ciclos de agua en el suelo para simular tratamientos húmedos de los suelos (continuamente húmedos, moderadamente seco, muy seco), el secado de los suelos se logró con un desecante de gel de sílice. El experimento conto de tres fases: preincubación, tratamiento y fase de recuperación. Cuatro réplicas de cada suelo se prepararon para cada tratamiento todas las muestras se humedecen inicialmente a la capacidad de campo y pre-incubaron durante 14 días antes de la iniciación de tratamientos, Para los tratamientos en seco / húmedo la fase de tratamiento consistió en tres ciclos de 20 días, donde los suelos se secan lentamente durante 16 días, y luego vuelve a mojar y se incubó húmeda durante 4 días antes de iniciar el siguiente ciclo seco/húmedo. El mineralización de los suelos durante las tres fases experimentales se determinó mediante el monitoreo continuo de CO2, producción de gas se midió utilizando una jeringa hermética de gas y analizados para contenido CO2 en un analizador de gases infrarrojo LI-COR Li-7000. Las concentraciones de N inorgánico se determinaron mediante la extracción de 5 g de suelo con 25 ml de 2M de KCl y analizar el extracto filtrado para NH4N y NO3N en un analizador FOSS 5000 FIASTAR. El carbono orgánico total en los extractos se midió directamente en un Shimadzu TOC V CSH analizador, mientras que el total de N orgánico se determinó utilizando el método de persulfato de oxidación donde el NO3 - formado se midió en un analizador FOSS 5000 FIASTAR. Biomasa microbiana C y contenido de nitrógeno se determinaron utilizando la técnica de extracción de fumigación cloroformo. Brevemente, se fumigó 20g de suelo en la oscuridad durante 48 horas y se extrajo con 80ml de 0,5M K2SO4, con una segunda muestra de 20g extraída sin fumigación. Biomasa microbiana C y nitrógeno se calculan a partir de la diferencia en el contenido de carbono y nitrógeno de los extractos fumigados y no fumigados. El carbono extraído del agua se determinó por el método descrito por donde se extrajo 5g de suelo con 30ml de agua fría, se agitó durante 30min, se centrifugó, se decantó y se filtró. Después se añadió una segunda alícuota de 30 ml de agua y muestras colocó en un baño de agua 80 °C durante 16 horas antes de que se centrifugara, se decantó y se filtró. Carbono orgánico total en los extractos se midió en un Shimadzu TOCV CSH analizador. Se midieron dos fracciones de tamaño de la materia orgánica particulada 250-1000 y 53250 m de diámetro. se dispersaron 20g de suelo húmedo en 100ml de 5gL -1 solución de hexametafosfato de sodio por agitación durante la noche. A continuación, la suspensión

de suelo se lavó a través de una pila de tamices con tamaños de pantalla de 1.000, 250 y 53 micras. El material retenido en los 250 y 53 micras tamices se secó a 60 °C durante la noche, se pesó, planta y se analizó para el total de su contenido C en un analizador LECO CNS-2000. Determinar la respuesta a de Carbono y Nitrógeno frente a los ciclos secos/húmedos y de igual forma ver su disponibilidad como sustratos para la mineralización a lo largo de un gradiente de materia orgánica del suelo en dos suelos de diferentes texturas, es la intención del artículo base. Los resultados obtenidos de estos análisis demuestran que el contenido de materia orgánica del suelo y la textura son factores importantes que afectan el contenido de carbono y nitrógeno de mineralización en el suelo, pero la estabilidad y la resistencia de dependía de la duración y la amplitud de los ciclos seco/húmedo. La respuesta fue diferente entre los dos suelos los efectos tienden a ser mucho más fuerte en franco limoso que en suelos franco arcillosos. La duración y la amplitud de los ciclos secos / mojados también suprimieron la tasa de carbono y la mineralización de nitrógeno en ambos suelos en comparación con las condiciones continuamente húmedas. Para la mineralización de nitrógeno, la amplitud de los ciclos secos/mojados era por lo menos tan importante como la duración de los ciclos en que afecta a la mineralización de nitrógeno durante la fase de recuperación. Se observaron índices más altos de mineralización de nitrógeno en suelos que anteriormente habían estado expuestos a condiciones muy secas, sobre todo en el suelo franco limoso. Los resultados obtenidos en el artículo base de este ensayo no se alegan mucho de los obtenidos por otros investigadores los cuales coinciden muestreando que la humedad del suelo se relaciona como un pequeño, pero una más grande que otros factores del sitio, lo que indica que la humedad del suelo tiene un sutil pero influencia importante en procesos como la mineralización y contenido de carbono en el suelo y que la estimación apropiadas de la humedad del suelo y la representación de sus efectos sobre la mineralización son cruciales para reflejar adecuadamente la variación del sitio en el suministro de nitrógeno del suelo en los ecosistemas naturales. En conclusión es claro que factores como la textura del suelo, contenido de humedad, materia orgánica presente en el suelo, tienen efectos importantes en la mineralización del nitrógeno y carbono, pero todo esto depende de la duración y tiempo de exposición al ciclo húmedo, por tal motivo en suelos con textura más fina tendrá efectos menos notorios en comparación con aquellos que tienen una estructura más gruesa, debido a que no retienen por mucho tiempo el ciclo húmedo. En contraste, no hubo evidencia de que las diferencias en la disponibilidad de las fracciones de carbono y nitrógeno afectan la tasa de mineralización de nitrógeno tras el regreso de suelos secos a las condiciones continuamente húmedas

Referencias:  T. Harrison-kirk, m.h. beare, e.d. meenken, y l.m. condron. Soil organic matter and texture affect responses to dry/wet cycles: changes in soil organic matter fractions and relationships with c and n mineralization: soil biology and biochemistry. Volume 74, july 2014, pages 50–60  Yuki Fujita, Peter M. van Bodegom, Harry Olde Venterink, Han Runhaar, y Jan-Philip M. Witte. Towards a proper integration of hydrology in predicting soil nitrogen mineralization rates along natural moisture gradients: Soil Biology and Biochemistry. Volume 58, March 2013, Pages 302–31.