Soil carbon content and its stratification at the medium-term (5 and 8 years) in a semi-arid vineyard with cover crops

Abstract

Existe escasa información sobre la evolución del contenido de C del suelo y su estratificación a medio y largo plazo en suelos de viñedo con cubierta vegetal bajo clima semiárido. El objetivo del estudio fue determinar las tasas de incremento de C a diferentes profundidades en el medio plazo (5 y 8 años) en viñedos semiáridos con cubiertas vegetales. El experimento de campo se realizó con un viñedo (cv. Tempranillo) en un suelo Typic Haploxerept con pH 8,2 y textura franca, sobre areniscas, limolitas, arcillas y margas miocenas, situado en la región de La Rioja (noreste de España). Se evaluaron dos manejos de suelos diferentes, laboreo convencional (CT) y cubierta vegetal continua de vegetación espontanea (RV). Se tomaron muestras de suelo a la profundidades de 0-2,5, 2,5- 5, 5-15 y 15-25 cm, en junio de 2009 y junio de 2012, 5 y 8 años, respectivamente, después del establecimientode la cubierta vegetal. Se determinó el contenido de C orgánico (CO) del suelo y la variación de CO respecto al tratamiento de laboreo convencional, considerando el porcentaje de suelo < 2 mm y la densidad aparente del suelo. Los resultados mostraron que existía más incremento del contenido de C a 0-2,5 cm de profundidad y este aumento del contenido C disminuyó al incrementarse la profundidad. La tasa anual de incremento del contenido C en todo el suelo muestreado (0-25 cm) fue de 2,78 Mg C ha-1 año-1 después de 5 años y disminuyó a 1,98 Mg C ha-1 año-1 después de 8 años del establecimeinto de la cubierta. La disminución en la tasa anual de incremento del contenido de C no se debió al hecho de que en todo el suelo muestreado (0-25 cm) se hubiera alcanzado el máximo incremento del cotenido de C. De 2009 a 2012 el contenido de C en la superficie del suelo (0-2,5 cm) no aumentó pero sí en la zona subsuperficial (2,5-5 cm), aunque con una tasa de acumulación de C menor que la encontrada en la superficie del suelo (0-2,5 cm). En conclusión, en el medio plazo (8 años) con la cubierta vegetal no se habría alcanzado el estado estable en el contenido de C, ya que todavía hay un aumento de C en las capas subsuperficialesThere is little information available on the evolution and stratification of soil C content (SCC) at the medium- to long-term in semiarid vineyards with cover crops. The objective was to determine SCC at different depths in the medium term (5 and 8 years) in a semiarid vineyard with different cover crops. The field experiment was conducted on Typic Haploxerept soil with a loam texture, pH 8.2, situated in a vineyard (cv. Tempranillo) located in the La Rioja region (northeast Spain) on Miocene sandstones, siltstones, clays and marlstones. Two different soil managements were evaluated: conventional tillage (CT) and continuous cover crop of resident vegetation (RV). Soil samples were collected from four soil layers (at depths of 0-2.5, 2.5-5, 5-15, and 15-25 cm) in June 2009 and June 2012, 5 and 8 years respectively after cover crop establishment. The SCC was determined and the SCC variation with respect to tillage treatment was determined considering the percentage of soil < 2 mm and soil bulk density. The results showed that the greatest increase in SCC occurred at 0-2.5 cm soil depth, increasing less with depth. The SCC annual increment in the whole soil sampled (0-25 cm) was 2.78 Mg C ha-1 year-1 after 5 years and decreased to 1.98 Mg C ha-1 year-1 after 8 years of cover crop establishment. The lower SCC annual increase was not due to the maximum increase being reached in the whole of the sampled soil (0-25 cm). From 2009 to 2012, the SCC did not increase at the soil surface (0-2.5 cm), but did so in the subsurface zone (2.5-5 cm), although with an annual increment lower than that found at soil surface (0-2.5 cm). In conclusion, the steady state in SCC would not have been reached in the medium term (8 years) under cover crop, since there is still a increment of SCC in the subsurface layers.