Impact of soil use on aggregate stability and its relationship with soil organic carbon at two different altitudes in the Colombian Andes

Abstract

The stability of soil aggregates depends on the organic matter, and the soil use and management can affect the soil organic matter (SOM) content. Therefore, it is necessary to know the relationship between aggregate stability and the content of SOM in different types of soil use at two different altitudes of the Colombian Andes. This study examined the conditions of soil aggregate stability expressed as a distribution of the size classes of stable aggregates (SA) and of the mean weighted diameter of the stable aggregates (MWD). To correlate these characteristics with the soil organic carbon (OC), we measured the particulate organic matter pool (POC), the OC associated with the mineral organic matter pool (HOC), the total organic carbon content (TOC), and the humification rate (HR). Soils were sampled at two altitudes: 1) Humic Dystrudepts in a cold tropical climate (CC) with three plots: tropical mountain rainforest, pastures, and crops; 2) Fluvaquentic Dystrudepts in a warm tropical climate (WC) with three plots: tropical rainforest, an association of oil palm and pastures, and irrigated rice. Soils were sampled at three depths: 0-5, 5-10 and 10-20 cm. The physical properties, mineral particle size distribution, and bulk density were measured. The content of SA with size>2.36 mm was higher in the CC soil (51.48%) than in the WC soil (9.23%). The SA with size 1.18-2.36 mm was also higher in the CC soil (7.78%) than in the WC soil (0.62%). The SA with size 0.60-1.18 mm resulted indifferent. The SA with size between 0.30 and 0.60 mm were higher in the WC soil (13.95%) than in the CC soil (4.67%). The SA<0.30 mm was higher in the WC soil (72.56%) than in the CC soil (32.15%). It was observed that MWD and the SA>2.36 mm increased linearly with a higher POC, but decreased linearly with a higher HR. For the SA<0.30 mm, a linear decrease was observed at a higher POC, while it increased at a higher HR.

La estabilidad de agregados del suelo depende de la materia orgánica y el uso y manejo del suelo puede afectar el contenido de materia orgánica (MOS) del mismo. Por lo tanto, es necesario conocer la relación entre la estabilidad de agregados y el contenido de MOS en diferentes tipos de uso del suelo a diferentes altitudes en Los Andes de Colombia. El presente estudio examinó las condiciones de estabilidad de agregados del suelo expresados como una distribución por tamaño de las clases de agregados estables (AE) y el diámetro medio ponderado (DMP) de agregados estables. Para relacionar estas características con el contenido de carbono orgánico del suelo (CO), se midieron la materia orgánica particulada (COP), el CO asociado con la materia orgánica mineral (COM), el contenido total de carbono orgánico (COT) y el índice de humificación (IH). Se realizaron muestreos de dos suelos de pisos altitudinales diferentes: 1) Un Humic Dystrudepts en clima frío (CF) con tres lotes: bosque natural, pastura y cultivos; 2) Un Fluvaquentic Dystrudepts en clima cálido (CC) con tres lotes: bosque natural, palma de aceite asociada con pastura y arroz con riego. Se muestreó el suelo a tres profundidades: 0 a 5, 5 a 10, y 10 a 20 cm. Se midieron las propiedades físicas, distribución por tamaño de la partícula mineral y densidad aparente. El contenido de AE con tamaño >2.36 mm fue mayor en el suelo de clima frío (51.48%) que en el de clima cálido (9.23%). Los AE de tamaño 1.18 a 2.36 mm fueron también mayores en clima frío (7.78%) que en clima cálido (0.62%). Los AE de tamaño 0.60 a 1.18 mm resultaron indiferentes. Los AE de tamaño entre 0.30 y 0.60 mm presentaron un contenido más alto en el suelo de clima cálido (13.95%) en comparación al de clima frío (4.67%). Los AE<0.30 mm fueron mayores en clima cálido (72.56%) con respecto al clima frío (32.15%). Se observó que el DMP y los AE>2.36 mm aumentaron linealmente con el contenido de COP más alto, pero disminuyeron linealmente con un IH más alto. Para los AE<0.30 mm se observa una disminución lineal a mayor COP, mientras que este aumenta a un IH más alto.