Influence of arboreal components on the physical-chemical characteristics of the soil under four silvopastoral systems in northeastern Peru

Abstract

Silvopastoral systems (SPS) are presented as an alternative for the protection and recovery of soils; however, the relationship between the tree component and the physical-chemical characteristics of the soil is unknown. Thus, the objective of this study was to evaluate the physical-chemical characteristics of the soil under four silvopastoral systems (SPS), alder (Alnus acuminata), pine (Pinus patula), cypress (Cupressus macrocarpa), and pona (Ceroxylon quindiuense), and a treeless system (TS) in the Amazonas region. A completely randomized design (CRD) with five treatments and three replicates was used. The experimental units were sampled at two depths, 0–15 and 15–30 cm. The parameters evaluated were pH, electrical conductivity (dS/m), organic matter (%), phosphorus (ppm), potassium (ppm), cation exchange capacity (meq/100 g), porosity (%), mechanical resistance (kg/cm2), bulk density (gr/cm3), moisture (%) and total carbon (t/ha). The results were analyzed by analysis of variance (α = 0.05 %) and Tukey's test of means (p ≤ 0.05). The systems presented strong acidic pH values (4.11–5.61), which resulted in high organic matter contents in all systems (6.74–9.99 %). The highest phosphorus content was in the SPS with alder (12.64 ppm), and the highest potassium content was in the SPS with cypress (382.33 ppm). Porosity in all systems was higher than 60 %. The highest bulk density was between 15 and 30 cm, and the highest percentage of moisture was in the surface layer (0–15 cm). The mechanical strength was higher in the SPS with cypress (2.62 kg/cm2). For all the systems evaluated, the highest carbon stock was found in the first 15 cm. The SPS with pine had the best soil characteristics and carbon sequestration (149.05 t/ha).

Los sistemas silvopastorales (SPS) se presentan como una alternativa para la protección y recuperación de los suelos; sin embargo, se desconoce la relación entre el componente arbóreo y las características físico-químicas del suelo. Así, el objetivo de este estudio fue evaluar las características físico-químicas del suelo bajo cuatro sistemas silvopastoriles (SPS), aliso (Alnus acuminata), pino (Pinus patula), ciprés (Cupressus macrocarpa) y pona (Ceroxylon quindiuense), y un sistema sin árboles (TS) en la región del Amazonas. Se utilizó un diseño completamente aleatorio (DCA) con cinco tratamientos y tres repeticiones. Las unidades experimentales fueron muestreadas a dos profundidades, 0-15 y 15-30 cm. Los parámetros evaluados fueron pH, conductividad eléctrica (dS/m), materia orgánica (%), fósforo (ppm), potasio (ppm), capacidad de intercambio catiónico (meq/100 g), porosidad (%), resistencia mecánica (kg/cm2 ), densidad aparente (gr/cm3 ), humedad (%) y carbono total (t/ha). Los resultados se analizaron mediante análisis de la varianza (α ¼ 0,05 %) y la prueba de medias de Tukey (p 0,05). Los sistemas presentaron valores de pH fuertemente ácidos (4,11-5,61), lo que se tradujo en altos contenidos de materia orgánica en todos los sistemas (6,74-9,99 %). El mayor contenido de fósforo se dio en el SPS con aliso (12,64 ppm), y el mayor contenido de potasio se dio en el SPS con ciprés (382,33 ppm). La porosidad en todos los sistemas fue superior al 60%. La mayor densidad aparente se encontraba entre 15 y 30 cm, y el mayor porcentaje de humedad se encontraba en la capa superficial (0-15 cm). La resistencia mecánica fue mayor en el SPS con ciprés (2,62 kg/cm2 ). Para todos los sistemas evaluados, la mayor reserva de carbono se encontró en los primeros 15 cm. El SPS con pino presentó las mejores características del suelo y el mejor secuestro de carbono (149,05 t/ha).