Balance de carbono de dos agroecosistemas en un suelo del distrito de riego del río Zulia, departamento norte de Santander-Colombia

• Autores: Ibonne Valenzuela
• Directores de la Tesis: Ángel Faz Cano (dir. tes.), José Alberto Acosta Avilés (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Cartagena ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Número de páginas: 137
• Tribunal Calificador de la Tesis: Elizabeth Lam Esquenazi (presid.), María Dolores Gómez López (secret.), Ibrahim Halil Yanardag (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnología y Modelización en Ingeniería Civil, Minera y Ambiental por la Universidad Politécnica de Cartagena
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Ciencias del suelo
      • Química de suelos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Repositorio Digital de la UPCT
• Resumen
  • español

    El uso y manejo que se le dé a un suelo puede afectar la dinámica del carbono, las propiedades del suelo y causar emisión de gases de efecto invernadero. Después de los cambios de labranza en las tierras de cultivo es necesario evaluar los efectos sobre la dinámica del carbono orgánico del suelo (COS), con el fin de identificar si el suelo es un sumidero o emisor de carbono a la atmósfera. La presente investigación se llevó a cabo en dos parcelas de cultivo de arroz, donde ocurrieron cambios en la labranza y manejo del agua. Una tercera parcela de bosque nativo con árboles de cacao se utilizó como suelo de referencia (agroforestal). Para estimar el balance de COS, se determinaron las entradas de carbono orgánico (CO) a partir de aplicaciones de necromasa, raíces, biomasa microbiana y urea. También se midieron las emisiones de CO2 y CH4. Los resultados mostraron que el cambio en el uso del suelo, riego y labranza en el cultivo de arroz no provocó diferencias significativas en las entradas de CO al suelo, ni en las salidas por emisiones de carbono. El contenido de carbono orgánico oxidable en el suelo muestra que hay efecto significativo de los siguientes factores: uso del suelo, etapa del cultivo y profundidad del suelo. Para el COS se encontró que el sistema agroforestal tiene un contenido significativamente mayor al del suelo bajo cultivo de arroz, tanto con riego como sin riego. Al comparar el comportamiento de la respiración edáfica total en cada uso del suelo, se encontró que el sistema agroforestal mostró la menor respiración total, por el contrario, el uso con arroz presentó la mayor respiración total, no mostrando diferencias significativas entre ellos. El comportamiento de cada gas de efecto invernadero (metano, dióxido de carbono y óxido nitroso) es diferente según el tipo de uso del suelo y la etapa del cultivo, las curvas de emisión mostraron que el suelo en todos los tipos de uso y etapas de cultivo se comportó como emisor o fuente de dióxido de carbono. Sin embargo, para el metano y el óxido nitroso hay situaciones en que el suelo es sumidero. El flujo de los gases CO2 y N2O está afectado significativamente por el factor etapa del cultivo, mientras que para el flujo de CH4 no hay efecto significativo. Para el N2O la menor emisión fue en la tercera etapa del cultivo y la mayor emisión fue en la primera etapa, mientras que para el dióxido de carbono la menor emisión fue en la segunda etapa del cultivo y la mayor emisión se registró en la cuarta etapa. El uso del suelo mostró un efecto estadísticamente significativo en el flujo de CH4, siendo el arroz con riego, el uso que muestra el mayor flujo de CH4 mientras que el sistema agroforestal mostró el menor flujo de CH4.

    Además, se encontró que tanto los sistemas de manejo de riego como de labranza en el cultivo de arroz en comparación con el sistema agroforestal fueron sistemas de manejo con una diferencia negativa entre las entradas y salidas de CO, debido a las emisiones de CO2 asociadas a la estimulación intensa de la respiración de la raíz del cultivo y la actividad microbiana. La comparación de la dinámica del COS entre el sistema agroforestal y los sistemas de cultivo de arroz mostró que el sistema agroforestal es un sumidero de carbono con una dinámica de CO positiva.

    http://repositorio.bib.upct.es/dspace/

  • English

    The use and management of soil can affect carbon dynamics, soil properties and cause greenhouse gas emissions. After changes in tillage on croplands it`s necessary to assess the effects on soil organic carbon (SOC) dynamics, in order to identify if soil is a sink or emitter of carbon dioxide to the atmosphere. This study was carried in two plots of rice cultivation, where tillage and water management changes occurred. A third plot of native forest with Cacao trees was used as a reference soil (agroforestry). For SOC balance estimation, measurement of organic carbon (OC) inputs was determined from necromass, roots, microbial biomass, and urea applications. The CO2 and CH4 emissions were also measured. Results showed that the change in the use of irrigation and tillage in rice cultivation did not cause significant differences in OC inputs to the soil, or in outputs due to carbon emissions. The content of oxidizable organic carbon in the soil shows that there is a significant effect of several factors: land use, crop stage and soil depth. For the SOC, it was found that the agroforestry system has a significantly higher content than the soil under rice cultivation, both with and without irrigation. When comparing the behavior of the total edaphic respiration in each land use, it was found that the agroforestry system expressed the lowest total respiration, contrary to the use with rice that presents greater total respiration and does not show significant differences between them. The behavior of each greenhouse gas (methane, carbon dioxide and nitrous oxide) was different depending on the type of land use and the stage of cultivation, the emission curves showed that the soil in all types of use and stages culture, behaved as emitter or source of carbon dioxide. However, for methane and nitrous oxide there are situations where the soil is a sink. The Flux of CO2 and N2O gases is significantly affected by the stage of the crop factor, while for the Flux of CH4 there is no significant effect. For N2O, the lowest emission was in the third stage and the highest emission was in the first stage, while for carbon dioxide the lowest emission was in the second stage and the highest emission was recorded in the fourth stage. For the CH4 Flux there is a statistically significant effect of the type of land use factor, with irrigated rice being the use that shows the highest CH4 Flux and the agroforestry system the use with the lowest CH4 Flux. In addition, it was found that both the irrigation and tillage management systems in rice cultivation compared to the agroforestry system were management systems with a negative difference between OC inputs and outputs, due to CO2 emissions associated with intense stimulation of crop root respiration and microbial activity. The comparison of the SOC dynamics between the agroforestry system and the rice cultivation systems showed that the agroforestry system is a carbon sink with positive OC dynamics.