Resilience of nitrification process in agricultural and restored soils of central Argentina

The aim of this study was to assess the resilience degree of soil nitrification process (by nitrate content, nitrification rate, and nitrifier abundance measurements), in soils of central Argentina. Soil nitrification process from cultivated farmlands (no-tillage soybean/sorghum and soybean monoculture and plow tillage peanut/sorghum) was compared to those from under restoration and control sites (native woodland). Nitrate content increased in peanut and soybean monoculture fields. Nitrification rate was higher in the control site, although nitrifier abundance did not differ between all the analyzed sites. All productive sites lead to the loss of the resilience capacity of global nitrification process in the semi-arid central area of Argentina. We conclude that no-tillage and crop rotations have a poor interactive effect on resilience of nitrification process in the short term of the transition from plow tillage. Moreover, closure is not a suitable practice for restoring nitrification process in the short-term.Fil: Romero, Carlos. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Sustainability/resilience of soil organic matter components in an Argentinean arid region

This short communication presents a novel approach to determining the soil sustainability of productive practices in an Argentinean arid region, using the resilience degree of soil organic matter components. The study was conducted in four sites of the Arid Chaco region of the Cordoba province: one undisturbed site, two sites with livestock (with total and with selective clearing) and one site with agriculture. In each site three soil samples were taken and total soil organic matter, fulvic and humic acids, and non-humic substances were analyzed. Variations of each component (%) between each productive practice and the undisturbed site were calculated in order to establish the resilience degree. The livestock soils showed: a) moderate resilience for non-humic substances, b) low resilience for organic matter and humic acids, and c) no resilience for fulvic acids. The agricultural soils showed: a) low resilience for total organic matter and non-humic substances, and b) no resilience for fulvic and humic acids. We conclude that this approach is a powerful tool for establishing management practices according to each particular situation, allowing improved productivity in arid regions.Se analizó el grado de resiliencia de los componentes de la materia orgánica del suelo para establecer la sustentabilidad de las prácticas productivas en una región árida de Argentina. Se trabajó en cuatro sitios en el Chaco Árido de la provincia de Córdoba: un sitio testigo, 2 sitios con ganadería (con desmonte total y selectivo) y un sitio con agricultura. En cada sitio se tomaron tres muestras de suelo y se analizó en contenido de materia orgánica total, ácido fúlvicos, ácidos húmicos y sustancias no humificadas. Se calculó la variación (%) de cada componente entre los sitios productivos y el sitio testigo, para establecer el grado de resiliencia. En los sitios con ganadería las sustancias no humificadas fueron moderadamente resilientes, la materia orgánica total y los ácidos húmicos escasamente resilientes y los ácidos fúlvicos no resilientes. En el sitio con agricultura la materia orgánica total y las sustancias no humificadas fueron escasamente resilientes, mientras que los ácidos fúlvicos y húmicos fueron no resilientes. Se concluye que este método de evaluación de la sustentabilidad es una excelente herramienta para establecer las prácticas de manejo de acuerdo a cada situación en particular, permitiendo mejorar la productividad de las regiones áridas.publishedVersionFil: Vázquez, Carolina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra Microbiología Agrícola; Argentina.Fil: Merlo, Carolina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra Microbiología Agrícola; Argentina.Fil: Noe, Laura Belén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra Microbiología Agrícola; Argentina.Fil: Romero, Carlos Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra Microbiología Agrícola; Argentina.Fil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra Microbiología Agrícola; Argentina.Fil: Carranza, Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuarias (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Estación Forestal INTA Villa Dolores; Argentina

Balance de carbono del suelo según el uso de la tierra en la región árida-semiárida central de Argentina

Es ampliamente aceptado que una gran proporción del CO2 atmosférico proviene de la degradación del suelo debido a disturbios antrópicos (fuego, deforestación, conversión de bosques en cultivos, etc.). La región árida-semiárida central de Argentina es muy extensa y en los últimos años ha sufrido un importante cambio en el uso de la tierra pasando de sitios sobrepastoreados a campos agrícolas o forrajeros. El objetivo de este trabajo fue evaluar el balance de C del suelo (relación CO2/C del suelo + C de la hojarasca) en sitios con diferentes manejos productivos con la finalidad de cuantificar su importancia en términos de contribución al calentamiento global y para establecer criterio de manejo y restauración de áreas degradadas. Se procesaron resultados de 136 análisis de suelo realizados en los últimos 16 años en sitios con diferentes sistemas productivos en tres ecoregiones: a) Chaco Semiárido: sobrepastoreo, desmontes para agricultura (convencional o sustentable), y desmontes para cultivo de pasturas; b) Chaco Arido: sobrepastoreo;y c) Monte: sobrepastoreo y agricultura bajo riego. En todos los sitios de ambientes originales y en las pasturas del Chaco Semiárido, el balance de C fue muy estable (valores cercanos a 1: pérdidas balanceadas con los ingresos), mientras que los sitios altamente modificados presentaron un balance de C negativo (valores mayores a 1= perdidas mayores que los ingresos), excepto la situación con agricultura sustentable en el Chaco Semiárido y el sobrepastoreado del Monte que presentaron balance positivo (valores menores a 1). El sitio sobrepastoreado del Chaco Arido es el que presentó mayor rango de variación entre los datos (valores entre 0.2 y 1.9) a causa de las condiciones climáticas extremas de los ambientes de desierto. Se concluye que el balance de C del suelo en la región árida-semiárida central de Argentina no sigue un patrón general según el uso de la tierra sino que responde a la combinación entre el tipo de manejo y las condiciones climáticas dentro del gradiente de déficit hídrico.Fil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; Argentina. Provincia de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Universidad Autónoma de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción; Argentin

Litter quality, decomposition process and soil fertility relationships in the Monte desert (Argentina)

Aunque existe abundante información sobre la relación entre los procesos de descomposición y la calidad de restos vegetales en los desiertos, poco se conoce acerca del efecto integrado de ambos factores sobre la fertilidad del suelo. Nosotros evaluamos durante un año, en el desierto del Monte (Mendoza, Argentina): a) la calidad química y biológica de los restos vegetales de dos especies leñosas (Prosopis flexuosa y Larrea divaricata) colectados en dos eventos de caída (verano y otoño), b) la dinámica de descomposición (pérdida de peso y variación en los componentes químicos) en jaulas con malla de 1 cm, y c) los cambios en la fertilidad del suelo subyacente (bajo la jaula). La calidad de los restos fue muy diferente entre fechas de recolección (verano: más celulosa, fenoles y N soluble; otoño: más C soluble) y entre especies (P. flexuosa: más fibras, N total y soluble y menos fenoles), sin embargo la dinámica de descomposición fue muy semejante entre especies. Contrariamente, la calidad de los restos (específicamente el contenido de compuestos solubles) parece afectar la magnitud de los cambios en la fertilidad del suelo subyacente. La gran disminución de microorganismos edáficos bajo L. divaricata probablemente se deba a la mayor exposición del suelo a la insolación del verano. Se concluye que durante el primer año, el proceso de descomposición está escasamente regulado por la calidad de los restos y que las variaciones detectadas responden mayoritariamente a las condiciones climáticas del Monte.Although there is abundant information on decomposition processes and litter quality in deserts, little is known about the integrated effect of both factors on soil fertility. We evaluated, in the Monte desert (Mendoza, Argentina), during one year: a) the chemical and biological quality of litter of two woody species (Prosopis flexuosa and Larrea divaricata) collected after two litter fall events (summer and autumn), b) the decomposition dynamics (weight loss and chemical compound variations) in cages of 1 cm mesh, and c) the changes in fertility of the underlying soil (beneath the cage). Litter quality differed between falling dates (summer: more cellulose, phenols and soluble N; autumn: more soluble C) and between species (P. flexuosa: more fiber, total and soluble N and less phenols), while decomposition dynamics was similar between species. In contrast, litter quality (specifically, soluble compound contents) seems to affect the magnitude of changes in the underlying soil fertility. The important decrease in soil microorganisms under L. divaricata is probably due to the high soil exposure to summer insolation. It is concluded that, during the first year, the decomposition process is weakly regulated by litter quality and that the variations detected responded mainly to the Monte climatic conditions.Fil: Noe, Laura Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Abril, Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; Argentin

Realistic soil C sink estimate in dry forests of western Argentina based on humic substance content

Due to high temporal variation of soil organic matter in arid regions, estimates of annual sequestered C might be overestimate. We assessed the soil stable organic matter (humic substances) in the transitional area between Dry Chaco and Monte eco-regions in western Argentina, as an approach to estimate realistic soil C sink. Soil samples were taken during wet and dry seasons in four sites along precipitation gradient. In each site three soil cover situations (under tree, under shrubs and on bare soils) were sampled (n = 5) and the quantity and type of residues (tree and shrub leaves, woody material, grasses and forbs) were recorded. Soil organic matter and humic substances (humic and fulvic acids) content were analyzed and non-humic substances were calculated by the differences between organic matter and humic substances. Soil humic substance proportion respect to SOM was low (20%) in all sites and it did not correspond with the precipitation gradient. Non-humic substances were lower in wet season indicating high C lability. The most important factors that affected soil humic substance content were the type and quantity of organic residues and soil cover type. Our results suggest that previous C sink estimations in Argentina dry forest probably are overestimated.Fil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; ArgentinaFil: Merlo, Carolina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Spatiotemporal heterogeneity of soil fertility in the Central Monte desert (Argentina)

In arid environments, soil fertility exhibits a high degree of spatial and temporal heterogeneity, which results from high climatic variability seasonally and heterogeneous plant distribution. However, because most desert areas have been altered by human activities, heterogeneous fertility would originate from grazing or logging activities. We evaluated spatial and temporal heterogeneity of soil fertility in cattle-excluded sites under and outside woody plant cover (Prosopis flexuosa and Larrea divaricata), and in sites disturbed by tree removal during wet and dry season in Ñacuñán Biosphere Reserve (Central Monte desert of Argentina). Soil organic matter, fulvic acids, bioavailable organic matter, and nitrate were lower outside plant canopy (8.9 mg g-1, 0.03 mg g-1, 8.2 mg g-1, and 4.17 mg kg-1, respectively). Total N, humic acids, and abundance of microbial functional groups did not show differences among sites. Most parameters differed between seasons, tending to be higher in the wet season. Overall soils of Ñacuñán Reserve are characterized by: a) more homogenous spatial pattern than expected from woody plant presence; b) very heterogeneous temporal pattern; and c) after two years, tree removal does not seem to induce infertile soil formation.Fil: Abril, Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; ArgentinaFil: Villagra, Pablo Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; Argentina. Provincia de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Universidad Autónoma de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción; Argentin

Relationships between litter and soil organic matter characteristics along precipitation gradient in dry forests of central-western of Argentina.

We assessed if these vegetation characteristics affect the soil organic matter characteristics along a precipitation gradient (500-100mm) in four dry forest sites with similar grazing intensity of central-western of Argentina. The follow litter characteristics were analyzed: total and component biomass, fibers, phenols and labile compounds. These characteristics were related with soil data obtained in the same sites. The litter characteristics did not linearly respond to the precipitation gradient: total biomass was higher in 350mm-site while fiber concentration was lower in 500mm-site than the other sites. Contrarily, phenols and labile compounds did not show significant differences among sites. Correlations were detected only between total litter biomass and soil organic matter and its fractions. We concluded that the relationships between litter and soil organic matter characteristics are defined by an interaction between litter biomass and fiber/phenols ratio. Implication for cattle and logging management practices in dry forest are mentioned.Fil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; ArgentinaFil: Bruno, Marina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Cordoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Centro de Relevamiento y Evaluación; ArgentinaFil: Merlo, Carolina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Do the diversity criteria of conventional ecology apply to microbial ecology?.

This review analyzes the main conceptual and methodological differences between macro-diversity (higherorganisms diversity) and micro-diversity (microbial diversity) assessment which can limit the application of conventional ecology criteria in microbial ecology. Our aim was to review the microdiversity methodology and ecological interpretation based on the following aspects: species criteria, sample representativeness, richness assessment techniques, abundance determinationmethodology, and diversity index calculation. For this purpose, a sample of 200 papers from documents with "microbial diversity" as key word from the last 10 years (2002-2012) was selected. Due to the large discrepancy between ecological diversity criteria form macro-and microorganisms we concluded that: a) it would be advisable to standardize sampling methodology and to define diversity units; b) the use of terminology regarding conventional ecology for microbial ecology research should be revised, particularly for microbial diversity word, which could be  replaced by community structure; c) being cautious and prudent on ecosystem level conclusions; and d) diversity indexes should be named different from the conventional index due to the high methodological variability and calculation criteria.Fil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Provincia de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Universidad Autónoma de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Merlo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Vázquez, Carolina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; Argentin

Effect of wheat crop fertilization on nitrogen dynamics and balance in the Humid Pampas, Argentina

Water contamination by nitrates has increased international awareness. It is widely accepted that massive fertilizer application is the principal factor responsible for water nitrate contamination. During the last years, Argentina has extraordinarily increased the use of fertilizers, particularly on wheat (Triticum aestivum L.). However, few studies have quantified nitrate losses. Here we report N dynamics in soil fractions and N balance in wheat crops in Marcos Juarez, province of Córdoba (Argentina) with the aim of determining nitrate loss and its possible influence on water contamination. Four treatments were studied to evaluate the combined effect of tillage systems and N fertilizer doses on N losses in soil 0-20 cm in depth. The treatments analyzed were: (a) conventional tillage, non-fertilized (CT 0N), (b) no-till and 25 kg N ha-1 (NT 25N), (c) no-till and 50 kg N ha-1 (NT 50N), and (d) no-till and 140 kg N ha-1 (NT 140N). Determinations were: soil total N, NO3--N, NH4+-N, microbial biomass N, crop residue biomass, crop residue N, and grain N. N balance was calculated as the difference in N fractions between harvest and sowing samples. N balance was negative in all treatments evaluated; the highest N loss (-1075 kg N ha-1) occurred with the highest fertilization rate (140 kg N ha-1). Losses of microbial and soluble N fractions were significant at the end of the crop cycle in all the treatments analyzed (15 and 40%, respectively), probably due to leaching by high precipitations (250 mm). Much of the N lost was soil organic matter N, a fact seldom considered in other N balances. Furthermore, it was observed that neither yield efficiency nor the remaining N increased significantly with the highest fertilization dose (140N). Our data show that high doses of nitrogen fertilizer result in low N utilization efficiency and a high risk of water contamination by nitrates.Fil: Abril, Adriana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Baleani, D.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Casado Murillo, N.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; ArgentinaFil: Noe, Laura Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Recursos Naturales. Cátedra de Microbiología Agrícola; Argentin