APLICACIONES DE TÉCNICAS CON ISÓTOPOS

XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
APLICACIONES DE TÉCNICAS CON ISÓTOPOS
DEL CARBONO EN ESTUDIOS DE DINÁMICA DE
MATERIA ORGÁNICA
Á
DEL SUELO
Cecilia del Carmen Videla
Facultad de Ciencias Agrarias – Universidad Nacional de Mar del Plata
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
RELACIÓN DE LOS ISÓTOPOS DEL CARBONO DE
LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO (MOS):
¿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
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Metabolismos fotosintéticos y δ13C
9 Discriminación isotópica de las plantas al CO2 durante la
fotosíntesis en contra de las moléculas pesadas,
pesadas debida a
propiedades de las enzimas que fijan C y al proceso de
difusión que controla la entrada de CO2 a las hojas
prefiriendo
p
f
el 12C al 13C. De esta f
forma el carbono de los
vegetales contiene una menor proporción de 13C que el carbono
del CO2 atmosférico
9 Discriminación variable entre las plantas terrestres,
las que se agrupan en 3 tipos de ciclos fotosintéticos:
C3 C4 y CAM
C3,
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Ciclo Fotosintético ( C3 )
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Esta diferencia es mayor que los cambios que
ocurren durante
d
t la
l descomposición
d
i ió de
d la
l MO en ell
suelo, por lo que el C orgánico retiene la marcación
de la vegetación
g
que le dio origen,
q
g , p
permitiendo
conocer y datar cambios en la vegetación (Balesdent
y 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
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Coexisten o coexistieron en el pasado?
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XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
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¿Qué ocurrirá cuando la vegetación original no es
C3 pura o C4 pura?
Vegetación original: Mezcla de especies C3 y C4
MARCACIÓN ORIGINAL ~ -20
20 a -22
22 ‰
Andriulo, 1995
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Fracionamento de la materia orgánica de un Molisol bajo
pastura, laboreo convencional (LC)
p
( ) y siembra directa (SD).
( )
SOLO SECO AO AR
<2000 µm
DISPERSÃO EM HMP
AGITAÇÃO 2h
FO 2000-200 µm
Flotação em água
FM 2000-200 µm
PENEIRA 200 µm
FO 200-50 µm
Flotação em água
FM 200-50 µm
PENEIRA 50 µm
ULTRASOM
FOM 50-20 µm
PENEIRA 20 µm
FOM < 20 µm
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En cada
E
d fracción
f
ió
se determinó C
total, N total y δ
13C.
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Distribución del nitrógeno, carbono total y δ13C en las
f
fracciones
i
de
d un suelo
l de
d B
Balcarce
l
bajo
b j pastura
t
(0
(0-10
10 cm))
88,8%
Carbono total
30
20
10
300
-5
delta 13C (°/oo)
-10
200
-15
-20
100
-25
0
0
>200 O
>200 M
200-50
OM
50-20 OM <20 OM
Tamanho das frações (µm)
-30
>200 O >200 M 200-50
OM
50-20 <20 OM
OM
Tamanho das frações (µm)
δ 13C (o/oo)
40
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0
400
72,3%
Carbono to
otal (mg)
Nitrogênio to
otal (mg)
50
85,9%
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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
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δ 13C
‰
-26,71 a
-27,40 a
-23,77 a
18.5 a
15,6 a
16,9 a
0,51 a
0,73 a
0,12 a
-24,85 a
-21,13 a
-24,66 a
27,8 a
51,8 a
77,4 a
2613 a
1399 b
1735 b
225 a
109 b
128 b
-25,51 a
-22,56 b
-21,98 b
11,6 a
12,9 a
13,5 a
P
LC
SD
572 a
878 a
564 a
28 a
40 a
21 a
-21,11 a
-20,84 a
-21,06 a
21,9 a
22,1 a
26,9 a
50-20
P
LC
SD
3205 a
3173 a
2223 a
248 a
270 a
193 a
-23,95 a
-22,41 b
-22,39 b
12,9 a
11,8 a
11,5 a
<20
P
LC
SD
19963 a
22091 a
23584 a
2274 a
1974 a
2172 a
-22,04
-22
04 a
-21,33 a
-21,15 a
88,88 a
11,2 a
10,9 a
Fração
Manejo
C orgânico
N total
-1
kg.ha
g
1309 a
71 a
443 b
28 b
591 b
35 b
>200 L
P
LC
SD
>200 P
P
LC
SD
23 ab
36 a
9 b
200-50 L
P
LC
SD
200-50 P
C:N
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Relación C/N y mineralización de la MOS en función del balance
de especies
p
C3/C4 en pastizales
p
naturales del Río de la Plata
Pastizal natural del Río de la Plata
coexisten especies C3 y C4
d
dominando
d C4
4 all norte y C3
al sur
C t l
Control
Promoción
“Promoción
Promoción de raigrás”
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Extensión original del
Pastizal Natural del
Río de la Plata
(Soriano, 1991).
eliminación de la vegetación natural con
h bi id e iimplantación
herbicidas
l
ió d
de pasturas C3
de raigrás anual
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δ13C
Delta de 13C en la MOS de pastizales control y bajo
promoción de raigrás en función de la latitud
14
-14
MOP >200 promo
-16
MOP >200 ctrl
-18
MOAM <53 promo
MOAM <53 ctrl
-20
-22
-24
24
-26
-28
-30
29
31
33
Latitud
35
Francisco Murray, tesis de maestría
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Materia orgánica del suelo incorporada por la
promoción
ió d
dell raigrás
i á (C3)
Materia orgánica particulada
Materia orgánica asociada a
minerales
80
60
100
40
20
Control
Promo
0
28
30
32
34
Latitud (° latitud S)
36
38
% de MOS de orige
en C3
% de
e MOS de orig
gen C3
100
80
60
40
20
Control
Promo
0
28
30
32
34
Latitud (° latitud S)
Francisco Murray, tesis de maestría
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Reflexiones finales
El estudio de la distribución de los isótopos
estables del carbono en la MOS
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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