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Soil health assessment across a land-use disturbance gradient in tropical humults
Reyes Pérez, Nohely
Reyes Pérez, Nohely
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Abstract
Healthy soils in agricultural lands are important to ensure long-term sustainability, increase food security, and mitigate and adapt to the impacts of climate change. Intensified conventional agricultural practices can affect soil health and soil organic carbon (SOC) content. The effect of the degree of land disturbance and management intensity in agricultural systems on the soil health and carbon storage potential of Humults was assessed across a land-use disturbance gradient in Las Marías, Puerto Rico. The land uses evaluated were secondary forest (F), shade coffee (SH), sun coffee (C), and conventional tilled systems (T) of plantain (Musa spp.) and yams (Dioscorea spp.) as the main crops. Soil samples were taken in June and July 2023 (Event 1) and January and February 2024 (Event 2) at 0 to 15 cm depth. In Event 2, samples were additionally taken at depths of 15 to 30 cm and 30 to 45 cm to assess SOC content. The soil physical indicators evaluated were bulk density, soil penetration resistance, field capacity moisture, wet aggregate size distribution, and mean weight diameter. The soil chemical indicators evaluated were pH, soil organic carbon, soil organic matter, general fertility parameters, and active carbon as POX-C. The soil biological indicators evaluated were 24-hour (flush) and 3-day soil respiration (3-day Resp), microbial biomass carbon, β-glucosidase, and β-glucosaminidase enzyme activities. The land uses evaluated significantly affected all indicators except bulk density. However, only 3-day Resp was significantly different among all four land uses. The SOC content decreased with land use intensity (F > SH > C > T), yet this effect lessened with depth (0-15cm > 15-30 cm > 30-45 cm). Soil health indicators and SOC concentration were strongly associated. These results support our hypothesis that the degree of land use disturbance and management intensity affects soil health indicators and SOC content. However, the land use trend varied according to the soil health indicator. Implementing management practices that conserve or promote SOC content is necessary since SOC has proven key to improving soil health.
Suelos saludables en tierras agrícolas son importante para asegurar la sostenibilidad a largo plazo, aumentar la seguridad alimentaria y mitigar y adaptarse a los impactos del cambio climático. La intensificación de prácticas agrícolas puede afectar la salud del suelo y el contenido de carbono orgánico del suelo (SOC). Se evaluó el efecto del grado de disturbio e intensidad de manejo en los sistemas agrícolas sobre la salud del suelo y el potencial de almacenamiento de carbono de los Humults a lo largo de un gradiente de disturbio de terreno en Las Marías, Puerto Rico. Los usos de terreno evaluados fueron: bosque secundario (F), café en sombra (SH), café al sol (C) y labranza (T) con plátano y ñame como cultivos principales. Se tomaron muestras de suelo en junio y julio de 2023 (evento 1) y enero y febrero de 2024 (evento 2) a una profundidad de 0 a 15 cm. En el evento 2 se tomaron muestras adicionalmente a profundidades de 15 a 30 cm y 30 a 45 cm para evaluar el contenido de SOC. Los indicadores físicos del suelo evaluados fueron densidad aparente, resistencia a penetración, humedad a capacidad de campo, distribución de agregados en húmedo y diámetro medio ponderado de agregados. Los indicadores químicos del suelo evaluados fueron pH, carbono orgánico, materia orgánica, parámetros generales de fertilidad y carbono activo como POX-C. Los indicadores biológicos del suelo evaluados fueron la respiración del suelo a las 24 horas y 3 días de incubación, carbono de la biomasa microbiana, actividades enzimáticas de β-glucosidasa y β-glucosaminidasa. Los usos de terreno evaluados afectaron significativamente todos los indicadores excepto la densidad aparente. Sin embargo, solo la respiración del suelo a los 3 días fue significativamente diferente entre los cuatro usos de terreno. El contenido de SOC disminuyó con el aumento de la intensidad de manejo del suelo (F >SH >C > T), pero este efecto disminuyó con la profundidad (0-15 cm > 15-30 cm > 30-45 cm). Los indicadores de salud del suelo y la concentración de SOC estuvieron fuertemente asociados. Estos resultados respaldan nuestra hipótesis de que el grado de disturbio e intensidad de manejo del suelo afecta los indicadores de salud del suelo y el contenido de SOC. Sin embargo, la tendencia varió según el indicador de salud de suelo. Es necesario implementar prácticas de manejo que conserven o promuevan el contenido de SOC, ya que este ha demostrado ser clave para mejorar la salud del suelo.
Suelos saludables en tierras agrícolas son importante para asegurar la sostenibilidad a largo plazo, aumentar la seguridad alimentaria y mitigar y adaptarse a los impactos del cambio climático. La intensificación de prácticas agrícolas puede afectar la salud del suelo y el contenido de carbono orgánico del suelo (SOC). Se evaluó el efecto del grado de disturbio e intensidad de manejo en los sistemas agrícolas sobre la salud del suelo y el potencial de almacenamiento de carbono de los Humults a lo largo de un gradiente de disturbio de terreno en Las Marías, Puerto Rico. Los usos de terreno evaluados fueron: bosque secundario (F), café en sombra (SH), café al sol (C) y labranza (T) con plátano y ñame como cultivos principales. Se tomaron muestras de suelo en junio y julio de 2023 (evento 1) y enero y febrero de 2024 (evento 2) a una profundidad de 0 a 15 cm. En el evento 2 se tomaron muestras adicionalmente a profundidades de 15 a 30 cm y 30 a 45 cm para evaluar el contenido de SOC. Los indicadores físicos del suelo evaluados fueron densidad aparente, resistencia a penetración, humedad a capacidad de campo, distribución de agregados en húmedo y diámetro medio ponderado de agregados. Los indicadores químicos del suelo evaluados fueron pH, carbono orgánico, materia orgánica, parámetros generales de fertilidad y carbono activo como POX-C. Los indicadores biológicos del suelo evaluados fueron la respiración del suelo a las 24 horas y 3 días de incubación, carbono de la biomasa microbiana, actividades enzimáticas de β-glucosidasa y β-glucosaminidasa. Los usos de terreno evaluados afectaron significativamente todos los indicadores excepto la densidad aparente. Sin embargo, solo la respiración del suelo a los 3 días fue significativamente diferente entre los cuatro usos de terreno. El contenido de SOC disminuyó con el aumento de la intensidad de manejo del suelo (F >SH >C > T), pero este efecto disminuyó con la profundidad (0-15 cm > 15-30 cm > 30-45 cm). Los indicadores de salud del suelo y la concentración de SOC estuvieron fuertemente asociados. Estos resultados respaldan nuestra hipótesis de que el grado de disturbio e intensidad de manejo del suelo afecta los indicadores de salud del suelo y el contenido de SOC. Sin embargo, la tendencia varió según el indicador de salud de suelo. Es necesario implementar prácticas de manejo que conserven o promuevan el contenido de SOC, ya que este ha demostrado ser clave para mejorar la salud del suelo.
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Date
2024-12-12