La sucesión de la estequiometría C:N:P del suelo y el efecto del uso de la tierra después de una reforestación intensiva: un estudio de caso en la llanura aluvial del río Yangtsé
Autores: Su, Baowei; Zhang, Huan; Zhang, Yalu; Shao, Shuangshuang; Mouazen, Abdul M.; Jiao, He; Yi, Shuangwen; Gao, Chao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La sucesión de la estequiometría C:N:P del suelo y el efecto del uso de la tierra después de una reforestación intensiva: un estudio de caso en la llanura aluvial del río Yangtsé
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Impacto significativo
Carbono del suelo
Nitrógeno
Fósforo
Cronosecuencia de recuperación
Desacoplamiento de nutrientes
Calidad del suelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los ciclos de acoplamiento del carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) del suelo tienen un impacto significativo en los procesos biogeoquímicos y los servicios ecosistémicos. Durante siglos, grandes áreas de humedales de llanuras de inundación en China han sido extensamente reclamadas para fines agrícolas debido al crecimiento de la población. Sin embargo, se sabe poco sobre la evolución de la estequiometría del suelo C:N:P a lo largo de una cronosecuencia de reclamación, particularmente en diferentes usos del suelo. En este estudio, investigamos las variaciones en las relaciones C:N:P del suelo con gradientes de uso del suelo y tiempo a lo largo de una cronosecuencia de reclamación que comprende aproximadamente 0, 60, 100, 280, 2000 y 3000 años. La reclamación de tierras indujo un desacoplamiento de nutrientes, ya que facilitó la acumulación de C y N a partir de procesos biológicos pero restringió el suministro de P controlado por procesos geoquímicos. La acumulación de C y N en el suelo alcanzó un estado estable después de 2000 años, mientras que el P disminuyó constantemente a partir de los 60 años. El C/P y N/P del suelo aumentaron significativamente y estaban controlados por el carbono orgánico (CO) y el nitrógeno total (NT), respectivamente, lo que indica que un aumento en C y N también podría promover la absorción de P. El C/N del suelo disminuyó en los primeros 60 años y se estabilizó en un umbral de 10:1. Diferentes patrones de uso del suelo después de la reclamación resultaron en estructuras de nutrientes del suelo distintas. Los arrozales retuvieron más CO y NT pero mostraron una menor adsorción de fósforo total (FT) en comparación con las tierras secas adyacentes, lo que llevó a diferencias significativas en C/P y N/P entre los usos del suelo. Basándonos en el análisis de redundancia y el modelo de bosque aleatorio, el CO y el NT del suelo fueron principalmente afectados por la abundancia de bacterias que metabolizan celulosa, mientras que los óxidos metálicos, incluidos FeO y CaO, podrían predecir mejor el FT. El C/P y N/P del suelo fueron principalmente impulsados por la textura del suelo y aumentaron significativamente con la proporción creciente de partículas de arcilla. Nuestro estudio sugiere que a medida que avanza la reclamación, se requiere más gestión antropogénica para regular desequilibrios de nutrientes potenciales con el fin de prevenir efectos adversos en el crecimiento de los cultivos, la calidad del suelo y la salud del ecosistema. Además, cualquier estrategia de fertilización debe desarrollarse en función de las deficiencias de C y N en tierras secas, y de la falta de P en los arrozales.
Descripción
Los ciclos de acoplamiento del carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) del suelo tienen un impacto significativo en los procesos biogeoquímicos y los servicios ecosistémicos. Durante siglos, grandes áreas de humedales de llanuras de inundación en China han sido extensamente reclamadas para fines agrícolas debido al crecimiento de la población. Sin embargo, se sabe poco sobre la evolución de la estequiometría del suelo C:N:P a lo largo de una cronosecuencia de reclamación, particularmente en diferentes usos del suelo. En este estudio, investigamos las variaciones en las relaciones C:N:P del suelo con gradientes de uso del suelo y tiempo a lo largo de una cronosecuencia de reclamación que comprende aproximadamente 0, 60, 100, 280, 2000 y 3000 años. La reclamación de tierras indujo un desacoplamiento de nutrientes, ya que facilitó la acumulación de C y N a partir de procesos biológicos pero restringió el suministro de P controlado por procesos geoquímicos. La acumulación de C y N en el suelo alcanzó un estado estable después de 2000 años, mientras que el P disminuyó constantemente a partir de los 60 años. El C/P y N/P del suelo aumentaron significativamente y estaban controlados por el carbono orgánico (CO) y el nitrógeno total (NT), respectivamente, lo que indica que un aumento en C y N también podría promover la absorción de P. El C/N del suelo disminuyó en los primeros 60 años y se estabilizó en un umbral de 10:1. Diferentes patrones de uso del suelo después de la reclamación resultaron en estructuras de nutrientes del suelo distintas. Los arrozales retuvieron más CO y NT pero mostraron una menor adsorción de fósforo total (FT) en comparación con las tierras secas adyacentes, lo que llevó a diferencias significativas en C/P y N/P entre los usos del suelo. Basándonos en el análisis de redundancia y el modelo de bosque aleatorio, el CO y el NT del suelo fueron principalmente afectados por la abundancia de bacterias que metabolizan celulosa, mientras que los óxidos metálicos, incluidos FeO y CaO, podrían predecir mejor el FT. El C/P y N/P del suelo fueron principalmente impulsados por la textura del suelo y aumentaron significativamente con la proporción creciente de partículas de arcilla. Nuestro estudio sugiere que a medida que avanza la reclamación, se requiere más gestión antropogénica para regular desequilibrios de nutrientes potenciales con el fin de prevenir efectos adversos en el crecimiento de los cultivos, la calidad del suelo y la salud del ecosistema. Además, cualquier estrategia de fertilización debe desarrollarse en función de las deficiencias de C y N en tierras secas, y de la falta de P en los arrozales.