Enzyme activity as an indicator of soil quality changes indegraded cultivated acrisols as the mexican trans-volcanic belt.

9 P.Soils located at the Mexican Trans-volcanic Belt (MTB) have a worrying degree of degradation due to inappropriate management practices. Early indicators of soil changes are very useful to alert about negative impacts of wrong managements on these volcanic soils. The aim of this work was to evaluate the short-term effects (4 years) of different agricultural practices on soil organic matter (SOM) quality and to validate the potential of the selected biochemical properties as optimal early indicators of soil quality in Mexican cultivated Acrisols. During 2002–2005 four agronomic management systems: conventional (Tc); improved conventional (Ti); organic (To) and fallow (Tf) were assayed in plots located at the MTB. An uncultivated soil under grass cover (Sg) was used as reference. Soil samples were collected at 0–10 cm depth and were analysed chemically (soil organic C, total N, water-soluble C and humic C), and biochemically (total and extra-cellular enzyme activity). After 4 years, soil organic C, total N, water-soluble C and dehydrogenase activity had higher values in To, followed by Ti treatment. A similar response pattern was observed in the extra-cellular enzyme activity. The highest total enzyme activity was found in Sg, followed by Ti and To treatments, and the lowest values appeared in Tc and Tf. To and Ti increased SOM contents of the degraded Acrisols studied, while Tc and Tf managements decreased the quality of these soils. The results showed that the assayed soil enzymes can be used as indicators of quality changes of these Mexican volcanic soils.The authors thank the European Union for supporting the REVOLSO Project (INCO-DEV Program) and the Spanish Ministry of Education & Science. Thanks are also due to C. I. Hidalgo (Colegio de Postgraduados de Montecillo, Mexico) for the mineralogical identification of soil clays analysis and J. Padilla (Colegio de Postgraduados de Montecillo, Mexico), C. Macci, S. Doni and laboratory technicians from the Istituto per lo Studio degli Ecosistemi (CNR, Italy) for theirs lab assistance.Peer reviewe

Recuperación de agrosistemas degradados en la cuenca del lago de Cuitzeo (Michoagán, México): II. Control de Cárcavas.

II SIMPOSIO NACIONAL SOBRE CONTROL DE LA DEGRADACIÓN DE SUELOS. Universidad Autónoma de Madrid.{ESP}Con la participación de instituciones de investigación europeas y mejicanas concurrentes en el Proyecto REVOLSO/INCO (, se evaluó durante 3 años consecutivos, en la cuenca del Lago de Cuitzeo (Michoacán, Méjico), la construcción de pequeñas represas con neumáticos de desecho para la retención de azolves y control de cárcavas, producto del efecto erosivo del escurrimiento del agua de escorrentía producida por la compactación del suelo. La estabilización de taludes se realizó con veza (Vicia villosa), janamargo (V. sativa), pasto llorón (Eragrostis curvula), acacia (Acacia retinoides) y garrapata (Desmodium grahamii). Como resultados de estas medidas (basadas en el conocimiento de procesos de recuperación de suelos) se contribuye al mejoramiento de áreas productivas y se diminuye la erosión de las cárcavas, con lo cual se reduce el aporte de sedimentos a los cuerpos de agua y, en suma, se mejora el ambiente, aportándose soluciones de bajo costo que pueden romper el círculo vicioso erosión-pobreza.{ENG}Different European and Mexican institutions are collaborating in an international Project (named REVOLSO, INCO Program) working at the Cuitzeo Basin (Michoacán, Mexico). During 3 years the efficience of small dams built with tyres for the erosion control of gullies was assessed. Plant species tested for gullies stabilization were: Vicia villosa, V. sativa, Eragrostis curvula, Acacia retinoides, and Desmodium grahamii. Results are promising, because a deacreasing of erosion process was evident to a low cost. In this way, this actions could improve the soil conservation, diminishing the amount of sediments arriving to the big dams and broken the feedback circle soil erosion-poverty.Universidad Autónoma de Madrid Consejería de Economía e Innovación Tecnológic

Effect of gypsum and potassium on corn yield and on the exchangeable bases of an acid soil in La Frailesca, Chiapas

Objective: To evaluate the residual effect of gypsum in corn crops 2 years after application, in a previously limed soil, as well as the result of a new addition of gypsum combined with potassium in La Frailesca, Chiapas. Design/methodology/approach: Composite factorial: initial arrangement (2017) with four levels of gypsum (0, 1.25, 2.5 and 5 t ha-1) and four levels of potassium (0, 60, 120 and 180 kg K2O ha-1). In 2019, the plots treated with gypsum were divided into two, adding the same amount of gypsum applied in 2017 to half of each of them, and leaving the other half to evaluate the residual effect to the initial treatment. The potassium doses were the same as the original ones. Corn kernel yield, pH, exchangeable bases, and percentage of aluminium saturation were measured at depths of 0 to 7 and 7 to 14 cm from groun level. Results: The greatest effect on yield was obtained with 2.5 t ha-1 of gypsum applied in 2017 without significant increases with higher gypsum doses. The exchangeable calcium content and pH increased, but the magnesium, potassium and aluminum in the soil decreased. Limitations on study/implications: The assumed of Asphalt Stain Complex was diagnosed. Findings/conclusions: The authors point out the need to be careful when recommending gypsum as an amendment; an excessive application generates an imbalance in the exchangeable potassium and magnesium of the soil, so the incorporation of these should be considered in the fertilization plan.Objective: To evaluate the residual effect of gypsum in corn crops (2 years after its application in a previously limed soil), as well as the result of a new addition of gypsum combined with potassium in La Frailesca, Chiapas, Mexico. Design/Methodology/Approach: We used a composite factorial design. The initial arrangement (2017) consisted of four levels of gypsum (0, 1.25, 2.5, and 5 t ha-1) and four levels of potassium (0, 60, 120, and 180 kg K2O ha-1). In 2019, the gypsum-treated plots were divided in half: the same amount of gypsum applied in 2017 was added to the first half and the other half was used to assess the residual effect of the initial treatment. The potassium doses were the same as the original. Corn grain yield, pH, exchangeable bases, and aluminum saturation percentage were measured at 0 to 7 and 7 to 14 cm below ground level. Results: The greatest effect on yield was obtained with 2.5 t ha-1 of gypsum applied in 2017; no significant increases were recorded with higher gypsum doses. The exchangeable calcium content and pH level increased, while magnesium, potassium, and aluminum in the soil decreased. Study Limitations/Implications: Suspected presence of Tar Spot Complex was diagnosed. Findings/Conclusions: An excessive application of gypsum generates an imbalance in exchangeable potassium and magnesium in the soil; therefore, producers must exercise caution in the use of these products as part of their fertilization plan

Biochemical indicators of quality in cultivated tepetates of the mexican transvolcanic belt.

Los tepetates (tobas volcánicas endurecidas ubicadas en el Eje Neovolcánico Mexicano) habilitados para la agricultura presentan un alto grado de degradación debido a malas prácticas de manejo. El objetivo del trabajo fue definir características bioquímicas que puedan usarse como indicadores tempranos del estado de recuperación de tepetates. Durante el periodo 2002-2005 parcelas experimentales cultivadas desde 1986 se sometieron a tres prácticas agronómicas de manejo: tradicional (Tt), mejorado (Tm) y orgánico (To). Otras dos parcelas roturadas en 2002 se trataron con los manejos tradicional (Rt) y orgánico (Ro). Como referencia se eligieron dos tepetates sin cultivar (Tv y Td). Se tomaron muestras de suelo y se determinó: C orgánico (COS), N total (Nt), C y N de biomasa microbiana (BM), respiración del suelo (RS), mineralización de N, actividades deshidrogenasa, -glucosidasa, fosfatasa, ureasa y proteasa, amonificación de la arginina y diferentes índices metabólicos. Los tepetates sin cultivar, con escaso contenido en COS y Nt, tuvieron los valores más bajos de todas las variables bioquímicas, las cuales aumentaron con los años de cultivo, sobre todo con los manejos To y Tm. Los mayores valores de BM, RS y actividad enzimática se relacionaron con el aumento del COS en las parcelas con esos manejos, sugiriendo un incremento de la calidad y fertilidad de dichos sustratos. Por tanto, el adecuado manejo de los tepetates, con adición de materia orgánica o fertilizantes con cobertura de residuos de cosecha, promovió la mejora de sus propiedades bioquímicas. Estas variables se correlacionaron significativamente, indicando la existencia de estrechas relaciones entre los procesos bioquímicos en los tepetates. Las variables bioquímicas estudiadas fueron indicadores útiles para evaluar cambios en la calidad de los tepetates cultivados con diferentes manejos.Tepetates (hardened volcanic tuff located in the Mexican Transvolcanic Belt) conditioned for agricultural use are highly degraded due to poor management practices. The objective of this study was to define biochemical characteristics that can be used as early indicators of the state of tepetate recovery. During the period 2002-2005, experimental plots cultivated since 1986 were subjected to three agronomic management practices: traditional (Tt), improved (Tm) and organic (To). Another two plots plowed in 2002 were treated with traditional (Rt) and organic (Ro) management. As a reference, two plots of tepetates without cultivation were selected (Tv and Td). Soil samples were collected, and the following variables were determined: soil organic carbon (SOC), total N (Nt), microbial biomass C and N (BM), soil respiration (RS), N mineralization, dehydrogenase, -glucosidase, phosphatase, urease and protease activity, ammonification of arginine, and different metabolic indexes. The tepetates without cultivation, containing little SOC and Nt, had the lowest values of all of the biochemical variables, which increased with years of cultivation, especially with To and Tm management. The highest values of BM, RS and enzyme activity were associated with the increase in SOC in To and Tm plots, suggesting improved quality and fertility of these substrates. Therefore, appropriate management of tepetates, with supplements of organic matter or fertilizers with harvest residue cover, promoted better biochemical properties. These variables correlated significantly, indicating the existence of close relationships among the biochemical processes in the tepetates. The biochemical variables studied were useful indicators for assessing changes in quality of the tepetates cultivated under different management systems.Los autores agradecen a la Unión Europea la financiación del Proyecto REVOLSO (Programa INCO) y al Ministerio Español de Educación y Ciencia la ayuda complementaria.Peer reviewe

Calidad Edáfica en Dos Toposecuencias del Eje Neovolcánico Mejicano

5º Congreso Florestal Nacional. Viseu. Instituto Politécnico 16 - 19 de Mayo de 2005. Actas das Comunicasoes. Sociedade portuguesa de Ciencias Florestais.En el presente Trabajo se estudian dos toposecuencias del altiplano mejicano, ubicadas sobre suelos de origen volcánico. La primera se localiza en el volcán del Tláloc (Estado de México, 19º 27' N; 98º 46' O) soportando las asociaciones forestales de pino-encino (PE), pastizal (PZ), reforestación de pino (RP), tepetate desnudo (TD) y vegetación halófita (LT), que se sitúan a 3000, 2950, 2700, 2650 y 2220 m. s.n.m., respectivamente. La catena de suelos está constituida por Andosoles (PE y PZ), tepetates (PR y TD) y sedimentos del ex-lago de Texcoco, actualmente desecado (LT). La segunda se sitúa en Atécuaro (Estado de Michoacán: 19º 34' N; 101º 10' O); la sucesión forestal es pino-encino en la cumbre (2600 m s.n.m.), con degradación creciente en la ladera, hasta llegar a cultivos en el pie de monte (2350 m s.n.m.). Los suelos son Andosoles en las partes más altas y Oxisoles en las más bajas. Durante 2004 se realizaron muestreos de suelos con el fin de determinar diversos parámetros edáficos físicos, químicos y bioquímicos relacionados con las funciones del suelo: 1) estructura edáfica y resistencia a la degradación; 2) permeabilidad y regulación de flujos de agua; 3) capacidad de amortiguación; 4) ciclo de nutrientes; y 5) productividad y biodiversidad. Los indicadores preseleccionados fueron densidad aparente, distribución de los agregados del suelo, pH (H2O), CIC, PSB, contenido de COS., N, C/N, P asimilable, respiración microbiana y distribución del COS por tamaños de agregados. Los cultivos de Atécuaro y el tepetate del Tláloc tuvieron los valores más bajos en todos los indicadores; por otro lado, los mayores valores de éstos se concentraron en las partes altas de las toposecuencias, donde la cobertura vegetal es más densa y menos intervenida

Enzyme activity as an indicator of soil quality changes indegraded cultivated acrisols as the mexican trans-volcanic belt.

9 P.Soils located at the Mexican Trans-volcanic Belt (MTB) have a worrying degree of degradation due to inappropriate management practices. Early indicators of soil changes are very useful to alert about negative impacts of wrong managements on these volcanic soils. The aim of this work was to evaluate the short-term effects (4 years) of different agricultural practices on soil organic matter (SOM) quality and to validate the potential of the selected biochemical properties as optimal early indicators of soil quality in Mexican cultivated Acrisols. During 2002–2005 four agronomic management systems: conventional (Tc); improved conventional (Ti); organic (To) and fallow (Tf) were assayed in plots located at the MTB. An uncultivated soil under grass cover (Sg) was used as reference. Soil samples were collected at 0–10 cm depth and were analysed chemically (soil organic C, total N, water-soluble C and humic C), and biochemically (total and extra-cellular enzyme activity). After 4 years, soil organic C, total N, water-soluble C and dehydrogenase activity had higher values in To, followed by Ti treatment. A similar response pattern was observed in the extra-cellular enzyme activity. The highest total enzyme activity was found in Sg, followed by Ti and To treatments, and the lowest values appeared in Tc and Tf. To and Ti increased SOM contents of the degraded Acrisols studied, while Tc and Tf managements decreased the quality of these soils. The results showed that the assayed soil enzymes can be used as indicators of quality changes of these Mexican volcanic soils.The authors thank the European Union for supporting the REVOLSO Project (INCO-DEV Program) and the Spanish Ministry of Education & Science. Thanks are also due to C. I. Hidalgo (Colegio de Postgraduados de Montecillo, Mexico) for the mineralogical identification of soil clays analysis and J. Padilla (Colegio de Postgraduados de Montecillo, Mexico), C. Macci, S. Doni and laboratory technicians from the Istituto per lo Studio degli Ecosistemi (CNR, Italy) for theirs lab assistance.Peer reviewe

Carbono orgánico en suelos agrícolas de México: investigación y políticas públicas

El análisis de una extensa revisión bibliográfica sobre la investigación en conservación de carbono en suelos de México muestra que prácticas de agricultura de conservación y diversos sistemas de producción tradicionales pueden incrementar de manera considerable el carbono orgánico en suelos, lo que repercute en su resistencia ante el impacto de la lluvia, mejora la tasa de infiltración y la cantidad de agua disponible, incrementa el contenido de la biomasa microbiana, disminuye la erosión y mitiga la emisión de gases de efecto invernadero. La relevancia que adquiere la calidad de los suelos en la seguridad alimentaria y en los impactos ambientales, incluyendo el cambio climático, explica la importancia de su incorporación en las políticas públicas del país. Sin embargo, la revisión de instrumentos de política pública del presente sexenio (2013-2018) expone grandes vacíos y contradicciones que se presentan a través de ejemplos concretos de acciones. El escaso presupuesto destinado a la conservación de suelos (2.12% del presupuesto total de SAGARPA en 2014) aplicado mayormente (más de 80%) a infraestructura hidráulica señala por un lado, la ausencia del reconocimiento del suelo como medio para infiltrar y retener agua; y por el otro, la incipiente incorporación de los estudios sobre carbono en suelos en los instrumentos de política pública correspondientes. Se identifican varios aspectos necesarios para mejorar la transversalidad en torno a la conservación de carbono en suelos: (i) generar políticas públicas que reconozcan las funciones y los servicios ecosistémicos que proveen los suelos, (ii) fortalecer la institucionalidad acerca del tema de suelos, (iii) incentivar los programas de conservación de suelos in situ, que incorporen carbono a través de la promoción de agroecosistemas adaptados a las diversas condiciones territoriales

Actividades enzimáticas de una toposecuencia de suelos ubicada en el eje neovolcánico mexicano

V Congreso Iberoamericano de Física y Química Ambiental. Las Fronteras de la Física y Química Ambiental en Iberoamérica.Resumen Actualmente existen pocos estudios acerca de los aspectos bioquímicos de los tepetates (capas volcánicas endurecidas) y suelos evolucionados que tienen materiales volcánicos como origen. El presente trabajo se realizó en una toposecuencia del volcán del Tláloc (Estado de México) ubicado en el Eje Neovolcánico Mexicano. Las asociaciones forestales estudiadas fueron: Pino-encino (PE), pastizal culminal (PC), pino reforestado (PR), tepetate desnudo (TD) en un área muy erosionada, y formaciones halófitas del ex-lago de Texcoco (LT). Estos sitios se sitúan a 3000, 2950, 2700, 2650 y 2220 m s.n.m., respectivamente. Los suelos son Andosoles (PE), Luvisoles (PC), tepetates (PR y TD) y sedimentos del ex-lago Texcoco desecado (LT). En cada sitio se tomaron muestras edáficas (0-15 cm de profundidad) en los meses de agosto (época de lluvia) y diciembre (época seca) de 2005. Los parámetros determinados fueron: C orgánico edáfico (COS), N total (Nt) y las actividades enzimáticas deshidrogenasa, β-glucosidasa, fosfatasa, ureasa y proteasa. El TD presentó los valores más bajos de todos los parámetros estudiados, mientras que el PE y el PC tuvieron los valores más altos. La actividad microbiana fue escasa en la zona más erosionada (TD), dado que se trata de un substrato endurecido sin cubierta vegetal y con baja disponibilidad de reserva de C y N. Los suelos mejor conservados (PE y ZC) tuvieron una elevada actividad microbiana, siendo los sitios menos alterados antropozoógenamente. La época de muestreo también influyó en la actividad microbiana, apareciendo los valores más altos en el mes más seco (diciembre). Dado que las actividades enzimáticas estudiadas son relativamente fáciles de medir e interpretar, sus valores pueden ser utilizados como indicadores idóneos para evaluar la calidad de los suelos volcánicos de la toposecuencia estudiada.Abstract Currently there are few studies about the biochemical aspects of tepetates (indurate volcanic layers) and soils that have volcanic materials as origin. The present work was carried out on a toposequence of Tláloc volcano (State of Mexico) located on the Transvolcanic Mexican Belt The following forest associations were studied: pine-oak trees (PE), grassland (PC), reforested pine (PR), bare tepetate (TD) in a eroded area, and a soil with halophyte vegetation from the former lake of Texcoco (LT). These places are located at 3000, 2950, 2700, 2650 and 2220 m a.s.l., respectively. The soils are Andosols (PE), Luvisols (PC), tepetates (PR and TD) and sediments from the former lake of Texcoco (LT). Soil samples were taken from each site (0-15 cm of depth) in August (rain time) and December (dry time) 2005. The following parameters were determined: soil organic C, total N, and dehydrogenase, ß-glucosidase, fosfatase, urease and protease activities. The TD showed the lowest values in all the studied parameters, while the PE and the PC showed the highest values. The microbial activity was scarce in the eroded site (TD), since it is a hardened substrate without vegetable cover and with low C and N availability. The best conserved soils (PE and ZC) had a high microbial activity, being the least altered sites by humans. The sampling time also influenced the microbial activity, appearing the highest values in the driest month (December). These enzymatic activities are relatively easy to measure and interpret; for this reason, their values could be considered as suitable indicators to evaluate the quality of the volcanic soils of this kind of toposequence.SFYQA: Sociedad Iberoamericana de Física y Química Ambiental. CNEA : Comisión Nacional de Energía Atómica Facultad de Ciencias Naturales y Exactas. UNSAM: Universidad Nacional de San MartínPeer reviewe

Biochemical indicators in soils from an altitudinal transect at the mexican neovolcanic belt.

Los aspectos bioquímicos de los tepetates (capas volcánicas endurecidas) y suelos originados de materiales volcánicos han sido poco estudiados. Este trabajo evaluó el flujo de CO2 (FC) y propiedades bioquímicas de suelos volcánicos representativos de México. Se eligieron cinco suelos en un transecto del volcán Tláloc con diferentes usos: Pastizal culminal (PC), pino-encino (PE), pino reforestado (PR), tepetate desnudo (TD) y formaciones halófitas del ex-lago de Texcoco (LT), situados a 2950, 3010, 2700, 2650 y 2220 m de altitud. Los suelos del transecto corresponden a la secuencia: Phaeozems (PC), Luvisoles (PE y PR), tepetates (TD) y Solonchacks (LT). En cada zona se tomaron muestras edáficas (0-15 cm) y se midió in situ el FC y la humedad del suelo (HS) periódicamente durante un año (de Agosto 2005 a Julio 2006). Las variables determinadas fueron: C orgánico edáfico (COS), N total (Nt), C y N de la biomasa microbiana, respiración basal (RS), amonificación de la arginina y actividades enzimáticas (deshidrogenasa, -glucosidasa, fosfatasa, ureasa y proteasa). Las zonas más degradadas (TD y LT) tuvieron valores más bajos en todas las variables, mientras que las más conservadas (PE y PC) mostraron valores más altos (sobre todo en COS, Nt, biomasa microbiana y actividades enzimáticas). La RS y el FC fueron escasos en TD (8.1 ug C-CO2 g1 d1 y 0.05- 0.07 g m2 ha1), ya que se trata de un substrato endurecido sin cubierta vegetal y con bajo contenido de COS y Nt (0.8 mg C g1 y 0.13 mg N g1). El mayor contenido de COS en PE y PC (55.2 y 32.7 mg C g1) y la HS durante la época de lluvia promueven la actividad microbiana edáfica y, con ello el FC (1.22 y 1.05 g m2 ha1 en agosto). Las variables bioquímicas seleccionadas, de fácil medida e interpretación, son indicadores idóneos para evaluar la calidad de suelos volcánicos mexicanos en diferentes condiciones ambientales.Los autores agradecen a la Unión Europea la financiación de esta investigación a través del Proyecto REVOLSO (Programa INCO), al Ministerio de Educación y Ciencia español y al Mr. E. Padilla (Colegio de Postgraduados, México) y al Ing. C. Cruz (INEGI, México) por la ayuda prestada en el estudio botánico y la clasificación de los suelos del transecto.Peer reviewe

DISTRIBUCIÓN DEL CARBONO ORGÁNICO EN LOS DIFERENTES TAMAÑOS DE PARTÍCULAS DEL SUELO: MODELO SIMPLE DE CINÉTICA LINEAL

La modelación de la dinámica del carbono orgánico en los suelos (COS) permite establecer ganancias y pérdidas asociadas a perturbaciones de la vegetación y prácticas de manejo. En especial, la estimación de cambios en los reservorios de carbono, lábiles y recalcitrantes, sin consideraciones de estados de equilibrio, plantea la necesidad de establecer un modelo de distribución del COS en las fracciones físicas de los suelos (tamaño de partículas) que pueda ser parametrizado con la información disponible en los inventarios nacionales (COS total y textura). En este trabajo se propone un modelo simplificado de la distribución del COS, el cual es producto del balance de masa entre las fracciones de carbono del suelo, el cual se plantea como directamente asociado al tamaño de las partículas y no a su distribución de masa. El modelo fue calibrado usando una base de datos de fraccionamientos físicos en Andosoles, Cambisoles y Acrisoles en sistemas agrícolas y forestales en Atécuaro, Michoacán, México, considerando solo el COS asociado a la parte organomineral y el total (organomineral + particulada). El modelo de la distribución del COS por tamaño de las partículas del suelo fue ajustado a datos experimentales. El mismo parte del conocimiento del COS total y del COS para un tamaño de partícula de referencia, estimada experimentalmente o supuesta. Los resultados mostraron que para el caso de los sistemas agrícolas el modelo se ajustó bien a las mediciones (R2 > 0.999). Para el caso de los sistemas forestales, las estimaciones son buenas (R2 > 0.97). Al final se discuten las implicaciones del modelo desarrollado, donde el concepto clásico de saturación de COS de los suelos es cuestionado y explicado en términos de las tasas de descomposición y asimilación de la fracción particulada y organomineral; asimismo, la relación entre la textura del suelo y el COS asociado al tamaño de las partículas no es soportada, al considerar a la textura (masa de las fracciones del suelo) como intrínseca a la relación COS de fracción del suelo por tamaño de partículas al COS total