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XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo

APLICACIONES DE TÉCNICAS CON ISÓTOPOS APLICACIONES DE TÉCNICAS CON ISÓTOPOS

DEL CARBONO EN ESTUDIOS DE DINÁMICA DE

ÁMATERIA ORGÁNICA DEL SUELO

Cecilia del Carmen Videla

Facultad de Ciencias Agrarias – Universidad Nacional de Mar del Plata

Quito, 29-31 de Octubre del 2008


RELACIÓN DE LOS ISÓTOPOS DEL CARBONO DE

LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO (MOS):

¿Qué información nos puede proveer?¿Qué información nos puede proveer?

Historia de un sitio específico o cronología de la

productividad relativa de plantas C3 y C4, midiendo:a) δ13C de la MOS a distintas profundidades

b) δ13C de compartimentos de MOS con distintas tasas de reciclaje

c) δ13C del C orgánico conservado en paleosuelos



Metabolismos fotosintéticos y δ13C

Discriminación isotópica de las plantas al CO2 durante la fotosíntesis en contra de las moléculas pesadas debida afotosíntesis en contra de las moléculas pesadas, debida apropiedades de las enzimas que fijan C y al proceso de difusión que controla la entrada de CO2 a las hojasprefiriendo el 12C al 13C. De esta forma el carbono de los p f fvegetales contiene una menor proporción de 13C que el carbono del CO2 atmosférico

Discriminación variable entre las plantas terrestres, las que se agrupan en 3 tipos de ciclos fotosintéticos:las que se agrupan en 3 tipos de ciclos fotosintéticos:

C3 C4 y CAM


C3, C4 y CAM


Ciclo Fotosintético ( C3 )



Esta diferencia es mayor que los cambios qued t l d i ió d l MO locurren durante la descomposición de la MO en el

suelo, por lo que el C orgánico retiene la marcaciónde la vegetación que le dio origen, permitiendog q g , pconocer y datar cambios en la vegetación (Balesdenty Mariotti, 1996).

% C3 =δ13 Cmuestra - δ13 C4

δ13 C3 - δ13 C4

Donde δ13C3 y δ13C4 son la composición isotópica de plantas C3 y C4, respectivamente




Coexisten o coexistieron en el pasado?


¿Qué ocurrirá cuando la vegetación original no es C3 pura o C4 pura?C3 pura o C4 pura?

Vegetación original: Mezcla de especies C3 y C4MARCACIÓN ORIGINAL ~ 20 a 22 ‰


Andriulo, 1995

MARCACIÓN ORIGINAL ~ -20 a -22 ‰


Fracionamento de la materia orgánica de un Molisol bajo pastura, laboreo convencional (LC) y siembra directa (SD).

SOLO SECO AO AR <2000 µm

p ( ) y ( )

DISPERSÃO EM HMP AGITAÇÃO 2h

Flotação em água FO 2000-200 µm

E d f ió PENEIRA 200 µm

FM 2000-200 µm

Flotação em água FO 200-50 µm

En cada fracciónse determinó Ctotal, N total y δ

PENEIRA 50 µm

ULTRASOM

FM 200-50 µm

FOM 50-20 µm

y13C.

PENEIRA 20 µm

FOM 50-20 µm

FOM < 20 µm



Distribución del nitrógeno, carbono total y δ13C en las f i d l d B l b j t (0 10 )fracciones de un suelo de Balcarce bajo pastura (0-10 cm)

85,9%88,8%

30

40

50

otal

(mg)

72,3%

300

400

otal

(mg)

-10

-5

0

(o / oo)

Carbono total

delta 13C (°/oo)

10

20

Nitr

ogên

io to

100

200

Car

bono

to

-25

-20

-15

δ 13

C (

0>200 O >200 M 200-50

OM50-20 OM <20 OM

Tamanho das frações (µm)

0>200 O >200 M 200-50

OM50-20OM

<20 OM

Tamanho das frações (µm)

-30



Carbono, nitrógeno, δ13C y relación C:N en las fracciones granulométricas, de 0-10 cm, para P, LC y SD

en un suelo de Balcarce

C orgânico N total δ 13C Fração Manejo kg.ha-1 ‰

C:N g

>200 L P 1309 a 71 a -26,71 a 18.5 a LC 443 b 28 b -27,40 a 15,6 a SD 591 b 35 b -23,77 a 16,9 a

>200 P P 23 ab 0,51 a -24,85 a 27,8 a LC 36 a 0,73 a -21,13 a 51,8 a SD 9 b 0,12 a -24,66 a 77,4 a

200-50 L P 2613 a 225 a -25,51 a 11,6 a LC 1399 b 109 b -22,56 b 12,9 a SD 1735 b 128 b -21,98 b 13,5 a

200-50 P P 572 a 28 a -21,11 a 21,9 a LC 878 a 40 a -20,84 a 22,1 a SD 564 a 21 a -21,06 a 26,9 a

50-20 P 3205 a 248 a -23,95 a 12,9 a LC 3173 a 270 a -22,41 b 11,8 a SD 2223 a 193 a -22,39 b 11,5 a

<20 P 19963 a 2274 a -22 04 a 8 8 a


<20 P 19963 a 2274 a -22,04 a 8,8 a LC 22091 a 1974 a -21,33 a 11,2 a SD 23584 a 2172 a -21,15 a 10,9 a


Relación C/N y mineralización de la MOS en función del balance de especies C3/C4 en pastizales naturales del Río de la Plata

Pastizal natural del Río de la Plata

p p

coexisten especies C3 y C4 d d 4 l dominando C4 al norte y C3 al sur

C t lExtensión original del Pastizal Natural del Río de la Plata

Control

Promoción

“Promoción de raigrás”eliminación de la vegetación natural con h bi id i l ió d C3

(Soriano, 1991).


Promoción de raigrás” herbicidas e implantación de pasturas C3 de raigrás anual


Delta de 13C en la MOS de pastizales control y bajo promoción de raigrás en función de la latitud

14

promoción de raigrás en función de la latitud

-18-16-14 MOP >200 promo

MOP >200 ctrlMOAM <53 promo

24-22-20

δ13C

MOAM <53 ctrl

-28-26-24

-3029 31 33 35 37

Latitud


Francisco Murray, tesis de maestría


Materia orgánica del suelo incorporada por la ió d l i á (C3)

Materia orgánica particulada

promoción del raigrás (C3)

80

100

gen

C3

Materia orgánica asociada a minerales

40

60

e M

OS d

e or

ig

80

100

en C

3

0

20

28 30 32 34 36 38

% d

e

Control

Promo40

60

MOS d

e or

ige

Latitud (° latitud S)

0

20

28 30 32 34 36 38

% d

eControl

Promo


Latitud (° latitud S)

Francisco Murray, tesis de maestría


Reflexiones finalesReflexiones finales

El estudio de la distribución de los isótopos estables del carbono en la MOS ya sea en estables del carbono en la MOS, ya sea en

distintas fracciones, profundidades, su evolución a través del tiempo o el espacio,

permite mejorar la comprensión del funcionamiento de nuestros ecosistemas.


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