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XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
APLICACIONES DE TÉCNICAS CON ISÓTOPOS APLICACIONES DE TÉCNICAS CON ISÓTOPOS
DEL CARBONO EN ESTUDIOS DE DINÁMICA DE
ÁMATERIA ORGÁNICA 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?¿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
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Metabolismos fotosintéticos y δ13C
Discriminación isotópica de las plantas al CO2 durante la fotosíntesis en contra de las moléculas pesadas debida afotosíntesis en contra de las moléculas pesadas, debida apropiedades de las enzimas que fijan C y al proceso de difusión que controla la entrada de CO2 a las hojasprefiriendo el 12C al 13C. De esta forma el carbono de los p f fvegetales contiene una menor proporción de 13C que el carbono del CO2 atmosférico
Discriminación variable entre las plantas terrestres, las que se agrupan en 3 tipos de ciclos fotosintéticos:las que se agrupan en 3 tipos de ciclos fotosintéticos:
C3 C4 y CAM
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C3, C4 y CAM
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Ciclo Fotosintético ( C3 )
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Quito, 29-31 de Octubre del 2008
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Esta diferencia es mayor que los cambios qued t l d i ió d l MO locurren durante la descomposición de la MO en el
suelo, por lo que el C orgánico retiene la marcaciónde la vegetación que le dio origen, permitiendog q g , pconocer y datar cambios en la vegetación (Balesdenty 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
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Coexisten o coexistieron en el pasado?
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo
¿Qué ocurrirá cuando la vegetación original no es C3 pura o C4 pura?C3 pura o C4 pura?
Vegetación original: Mezcla de especies C3 y C4MARCACIÓN ORIGINAL ~ 20 a 22 ‰
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
Andriulo, 1995
MARCACIÓN ORIGINAL ~ -20 a -22 ‰
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Fracionamento de la materia orgánica de un Molisol bajo pastura, laboreo convencional (LC) y siembra directa (SD).
SOLO SECO AO AR <2000 µm
p ( ) y ( )
DISPERSÃO EM HMP AGITAÇÃO 2h
Flotação em água FO 2000-200 µm
E d f ió PENEIRA 200 µm
FM 2000-200 µm
Flotação em água FO 200-50 µm
En cada fracciónse determinó Ctotal, N total y δ
PENEIRA 50 µm
ULTRASOM
FM 200-50 µm
FOM 50-20 µm
y13C.
PENEIRA 20 µm
FOM 50-20 µm
FOM < 20 µm
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Distribución del nitrógeno, carbono total y δ13C en las f i d l d B l b j t (0 10 )fracciones de un suelo de Balcarce bajo pastura (0-10 cm)
85,9%88,8%
30
40
50
otal
(mg)
72,3%
300
400
otal
(mg)
-10
-5
0
(o / oo)
Carbono total
delta 13C (°/oo)
10
20
Nitr
ogên
io to
100
200
Car
bono
to
-25
-20
-15
δ 13
C (
0>200 O >200 M 200-50
OM50-20 OM <20 OM
Tamanho das frações (µm)
0>200 O >200 M 200-50
OM50-20OM
<20 OM
Tamanho das frações (µm)
-30
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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
C orgânico N total δ 13C Fração Manejo kg.ha-1 ‰
C:N g
>200 L P 1309 a 71 a -26,71 a 18.5 a LC 443 b 28 b -27,40 a 15,6 a SD 591 b 35 b -23,77 a 16,9 a
>200 P P 23 ab 0,51 a -24,85 a 27,8 a LC 36 a 0,73 a -21,13 a 51,8 a SD 9 b 0,12 a -24,66 a 77,4 a
200-50 L P 2613 a 225 a -25,51 a 11,6 a LC 1399 b 109 b -22,56 b 12,9 a SD 1735 b 128 b -21,98 b 13,5 a
200-50 P P 572 a 28 a -21,11 a 21,9 a LC 878 a 40 a -20,84 a 22,1 a SD 564 a 21 a -21,06 a 26,9 a
50-20 P 3205 a 248 a -23,95 a 12,9 a LC 3173 a 270 a -22,41 b 11,8 a SD 2223 a 193 a -22,39 b 11,5 a
<20 P 19963 a 2274 a -22 04 a 8 8 a
Quito, 29-31 de Octubre del 2008
<20 P 19963 a 2274 a -22,04 a 8,8 a LC 22091 a 1974 a -21,33 a 11,2 a SD 23584 a 2172 a -21,15 a 10,9 a
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Relación C/N y mineralización de la MOS en función del balance de especies C3/C4 en pastizales naturales del Río de la Plata
Pastizal natural del Río de la Plata
p p
coexisten especies C3 y C4 d d 4 l dominando C4 al norte y C3 al sur
C t lExtensión original del Pastizal Natural del Río de la Plata
Control
Promoción
“Promoción de raigrás”eliminación de la vegetación natural con h bi id i l ió d C3
(Soriano, 1991).
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Promoción de raigrás” herbicidas e implantación de pasturas C3 de raigrás anual
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Delta de 13C en la MOS de pastizales control y bajo promoción de raigrás en función de la latitud
14
promoción de raigrás en función de la latitud
-18-16-14 MOP >200 promo
MOP >200 ctrlMOAM <53 promo
24-22-20
δ13C
MOAM <53 ctrl
-28-26-24
-3029 31 33 35 37
Latitud
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Francisco Murray, tesis de maestría
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Materia orgánica del suelo incorporada por la ió d l i á (C3)
Materia orgánica particulada
promoción del raigrás (C3)
80
100
gen
C3
Materia orgánica asociada a minerales
40
60
e M
OS d
e or
ig
80
100
en C
3
0
20
28 30 32 34 36 38
% d
e
Control
Promo40
60
MOS d
e or
ige
Latitud (° latitud S)
0
20
28 30 32 34 36 38
% d
eControl
Promo
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Latitud (° latitud S)
Francisco Murray, tesis de maestría
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Reflexiones finalesReflexiones finales
El estudio de la distribución de los isótopos estables del carbono en la MOS ya sea en estables del carbono en la 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.
Quito, 29-31 de Octubre del 2008