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A lo largo del siglo pasado, muchos de los bosques naturales de encina (Quercus ilex) que ocupaban los suelos calcareos de Castilla y Leon fueron roturados para su conversion en tierras de cultivo. Hace unos 40 anos, estas tierras agricolas de muy bajo rendimiento volvieron a reforestarse principalmente con Pinus halepensis. Para entender como estos cambios de manejo han afectado a la dinamica de la materia organica de estos suelos, hemos estudiado parametros tanto de cantidad como de calidad de la materia organica edafica, en el contexto de las caracteristicas fisicas, quimicas y bioquimicas del suelo, bajo los 3 usos del suelo mencionados: bosque natural del encina, tierra de cultivo y plantacion forestal de pinos. El fraccionamiento por densidad, combinado con la dispersion ultrasonica de los agregados del suelo, permite separar fracciones de la materia organica basandonos en los mecanismos de estabilizacion fisica de la misma, pudiendose diferenciar: la fraccion no protegida (fraccion labil); la materia organica ocluida (fraccion ocluida) y; la materia organica estabilizada a traves de complejos organo-minerales (fraccion organo-mineral). En este trabajo hemos separado dichas fracciones de densidad y hemos determinado en ellas: C organico, C inorganico y C total, N total, relacion C/N, el contenido en Black Carbon (BC), la abundancia natural de los isotopos de C y N (?13C y ?15N) y el contenido y composicion en carbohidratos. En un periodo de 100 anos, aproximadamente el 67% del C del suelo (considerando los primeros 10 cm del suelo) se perdio al roturar el bosque de encinas y convertirlo en tierras de cultivo. La reforestacion con pinos durante 40 anos consiguio la recuperacion del 71% del C respecto a la situacion inicial (considerando los primeros 10 cm del suelo). A pesar de las diferencias en el contenido de C organico del suelo bajo los distintos usos comparados, los mecanismos de estabilizacion de la materia organica actuaron de forma similar. En los suelos calcareos estudiados, el mecanismo de estabilizacion principal fue la formacion de complejos organo-minerales. La faccion mas afectada por los cambios de uso del suelo fue la fraccion labil de la materia organica. El BC, que represento entre el 1,2 y el 2,3% del contenido de C organico de estos suelos se ubico en mayor proporcion en la fraccion ocluida. La proporcion de BC respecto al contenido de C organico del suelo se mantuvo independientemente del cambio de uso de suelo, sugiriendo un equilibrio entre las entradas y salidas de BC en el mismo. Estos resultados nos llevan a sospechar que probablemente el BC es menos resistente a la biodegradacion de lo que se da por supuesto en la bibliografia. Ademas, se compararon algunas fracciones labiles del C como indicadoras de cambio de uso del suelo: C microbiano, C extraible con K2SO4 (CK2SO4) y C mineralizado acumulado en 21 dias de incubacion a 28oC (C-CO2(21d)). La biomasa y la actividad micorbianas resultaron bajas respecto a otros suelos descritos en la bibliografia coincidiendo con el alto contenido de carbonatos. Como indicadores de cambio de uso del suelo, CK2SO4 and C-CO2(21d) parecieron ser indicadores al menos tan sensibles como el C microbiano. Las emisiones de C respirado se midieron para el estudio de la cinetica de la mineralizacion del C en estos suelos. El ajuste de estas emisiones al modelo cinetico de primer orden Cm=Co(1 - e-kt) fue muy bueno (R2 > 0.94). Se aplico un Analisis de Componentes Principales para sintetizar las relaciones entre los parametros microbiologicos estudiados. A partir de este analisis se observo que la eficiencia en el uso de la materia organica del suelo por parte de los microorganismos disminuye a medida que aumenta la cantidad y la labilidad del sustrato. Los carbohidratos del suelo representaron entre el 6 y el 10% del total del C organico del suelo. El cultivo del suelo supuso una perdida significativa de la proporcion de C representado por carbohidratos y tambien se observo como significativas las diferencias en cuanto a composicion de dichos carbohidratos al comparar los distintos usos del suelo. Al comparar las distintas fracciones de densidad tambien se observan diferencias significativas en la composicion en monosacaridos aunque se mantiene constate la proporcion del C organico que queda representado por C monosacarido. Para cualquiera de las fracciones de densidad y de los usos del suelo, la glucosa siempre es el monomero de azucar mas abundante, seguida por la manosa y la xilosa. Existe una correlacion positiva y significativa entre el contenido de C representado por monosacaridos y el C organico, la relacion C/N, el C microbiano y la relacion C/N en la biomasa microbiana. Dada la demostrada importancia de la medicion de la biomasa microbiana como indicador temprano de la dinamica de la materia organica en el suelo, la presente Tesis incluye un capitulo final que pretende ser una aportacion al metodo de estimacion del C y el N de la biomasa microbiana mediante el uso de absorbancia ultravioleta, metodo que supone un sigificativo ahorro de tiempo y esfuerzo respecto al metodo de fumigacion-extraccion. Las estimaciones del C y el N microbianos a 260 nm mostraron las mejores correlaciones con las mediciones obtenidas por el metodo de fumigacion-extraccion. |
