Determinación in vitro de la emisión de CO2 en muestras de mantillo

• Autores: Edgar Barrales-Brito, J. Dionisio Etchevers Barra, Claudia Hidalgo Moreno, Fernando Paz Pellat, Vinisa Saynes-Santillán
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 48, Nº. 7, 2014, págs. 679-690
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • In vitro determination of CO2 emission in forest litter
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• Resumen
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    El mantillo de los bosques emite CO2 a la atmósfera, pero hay pocos estudios al respecto y generar esta información es importante para mejorar los inventarios gases de efecto invernadero (GEI). Los métodos para cuantificar dicha emisión se realizan in situ y por largos periodos de medición y otros requieren de instrumental de alto costo; algunos miden la pérdida de materia orgánica con el tiempo y otros son indirectos y se basan en mediciones dependientes de las condiciones climáticas. El objetivo de este estudio fue generar un protocolo estandarizado de operación (PEO) para medir el potencial de emisión de CO2 de mantillo in vitro mediante el uso de un respirómetro manométrico (OxiTop OCIIO®), en un tiempo máximo de 10 d de incubación. Las muestras de mantillo se recolectaron en un bosque de Quercus spp en Tequexquinahuac, Estado de México, al inicio de 2012. El diseño experimental fue completamente al azar, los tratamientos fueron incubaciones (a 25 °C) con cuatro porcentajes de humedad del mantillo (20, 40, 60 y 80 % del peso seco) y cuatro tamaños de muestra (5, 10, 20, 40 g), y cada tratamiento se repitió tres veces. Con los datos se realizó un ANDEVA y las medias de los tratamientos se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05). Las variables de respuesta fueron emisión de CO2, tasa de emisión de CO2 y porcentaje de carbono oxidado respecto al carbono total al inicio de la incubación. Las condiciones óptimas para la medición fueron 10 g de muestra y una humedad del 60 %. Con estas condiciones se registró la maxima emisión de CO2 (23 554 mg CO2 kg-1) y la menor desviación estándar (331 mg CO2 kg-1), la mas baja de los 16 los tratamientos resultantes de combinar tamaños de muestra y porcentaje de humedad. En dicha condición el porcentaje de carbono emitido respecto al carbono inicial fue el mayor (5.26 %). La medición de la respiración en este tipo de ensayo es dependiente de la humedad de la muestra y la disponibilidad del oxígeno presente dentro del sistema, condicionante para la determinación del ambiente óptimo de operación utilizando el OxiTop OC. Los datos generados por OxiTop son indicadores de la emisión potencial de CO2 por distintos tipos de mantillo y tienen un valor similar al de las incubaciones que se realizan para evaluar la mineralización potencial de nitrógeno.

  • English

    Forest litter emits CO2 into the atmosphere, but there are few studies on the subject and it is important to generate this information to improve inventories of greenhouse gases (GHGs). Methods to quantify this emission are performed in situ during long periods of measurements and others require the use of high cost instruments; some measure the loss of organic matter over time and others are indirect and are based on measurements dependent on weather conditions. The aim of this study was to generate a standardized operation protocol (PEO, its Spanish acronym) to measure the CO2 emission potential of in vitro litter using a manometric respirometer (OxiTop OC110®) in a maximum time of 10 d incubation. Litter samples were collected in a Quercus spp forest in Tequexquinahuac, Estado de Mexico, at the beginning of 2012. The experimental design was completely randomized, treatments were incubations (25 °C) with four litter moisture percentages (20, 40, 60 and 80 % dry weight) and four sample sizes (5, 10, 20, 40 g), and each treatment was replicated three times. Based on the data ANOVA was performed and treatment means were compared with the Tukey test (p≤0.05). The response variables were: CO2 emission, CO2 emission rate and percentage of oxidized carbon compared to total carbon at the start of incubation. The optimum conditions for the measurement were 10 g sample and 60 % humidity. Under these conditions the maximum CO2 emission was recorded (23 554 mg CO2 kg-1) as well as the lowest standard deviation (331 mg CO2 kg-1), the lowest of the 16 treatments resulting from combining sample sizes and moisture percentage. In these conditions the percentage of carbon emitted compared to the initial carbon was the highest (5.26 %). The measurement of respiration in such assay depends on the humidity of the sample and the availability of oxygen present in the system, which is the condition for determining the optimal operating environment using the OxiTop OC. The data generated by OxiTop are indicators of the potential emission of CO2 by different types of litter and have a similar value to that of the incubations performed to evaluate the potential mineralization of nitrogen.