Efecto de Mimosa luisana (Leguminosae) y de las costras biológicas sobre la dinámica del carbono y del nitrógeno en el suelo de un ecosistema semiárido en México Público Deposited

En el Valle semiárido de Tehuacán-Cuicatlán, Mimosa luisana Brandegee (Leguminosae) forma islas de recursos (IR); sin embargo, su asociación con costras biológicas (CB) del suelo no se ha estudiado. Se determinó la disponibilidad y transformación del carbono (C) y del nitrógeno (N) del suelo; así como la influencia de M. luisana-IR en la cobertura y riqueza de los constituyentes de las CB, en siete parcelas del Valle de Zapotitlán Salinas, Puebla. Por parcela, se colectó suelo debajo de la CB (0-3 cm), en tres microambientes: i) CB asociadas a M.luisana-IR (CB-IR), ii) CB fuera de IR (CB-FIR) y iii) Áreas abiertas (AA); así como 63 muestras de CB-IR y 63 de CB-FIR, en dos estaciones: secas y lluvias. Se determinaron las formas totales, disponibles y microbianas así como la mineralización de C y de N, y la nitrificación. Se cuantificaron los constituyentes de las CB (cobertura) por el método de punto de muestreo y se identificaron taxonómicamente. Los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza de medidas repetidas (RMANOVA, p≤0.05) con un factor entre grupos (CB-IR, CB-FIR y AA) y un factor dentro de grupos (dos estaciones). Los resultados muestran que la concentración de C lábil, Ntotal, N microbiano y la mineralización potencial de C del suelo, fueron significativamente mayores en CB-IR, intermedios en CBFIR y menores en AA. La mayor concentración de carbono orgánico del suelo (COS) en CBIR y CB-FIR, coincidió con una mayor concentración de C y de N microbiano, y de la mineralización potencial de C, de la misma manera que el C lábil correlacionó positivamente con el C y N microbiano, lo que sugiere que la disponibilidad de C incrementó la biomasa y actividad microbiana aumentando la disponibilidad de nutrimentos en el suelo de estos dos microambientes. Para ambas estaciones, la cobertura de musgos fue significativamente mayor en CB-IR (37-42 %) que en CB-FIR, en esta última, los líquenes fueron los organismos dominantes (39-47 %). Por el contrario, la cobertura de cianobacterias no varió entre CB-IR y CB-FIR ni entre estaciones. Asimismo, los microambientes CB-IR y CB-FIR presentaron, entre sí, una mayor disimilitud en composición de especies durante la estación de secas (95 %); mientras que en la estación de lluviosa, ésta fue menor (42 %). Este estudio demuestra el efecto positivo de las M. luisana-IR y de CB-FIR en los procesos microbianos que determinan la disponibilidad y transformación del C y del N del suelo, siendo posible considerar a las CB-FIR como “micro-islas de recursos” del suelo de este ecosistema.

In the semi-arid Valley of Tehuacán-Cuicatlán, Mimosa luisana Brandegee (Leguminosae) creates resource islands (RI); however, its association with biological soil crusts (BSC) has not been studied. Soil carbon (C) and nitrogen (N) availability and transformation were determined; as well as the influence of M. luisana-RI on the cover and richness of the BSC components, in seven plots, located at the Valley of Zapotitlán Salinas, Puebla. In each plot, the soil under the BSC was collected (0-3 cm), in three microenvironments: i) BSC associated with M. luisana-RI (BSC-RI), ii) BSC outside RI (BSC-ORI), and iii) Open areas (OA), 63 samples of BSC-RI and 63 BSC-ORI, during both dry and rainy seasons. Total, available, microbial and mineralization of C and N were determined, as well as nitrification by standard methods. BSC components were quantified (cover) by the point sampling method and taxonomically identified. Data were subjected to an analysis of variance with repeated measures (RMANOVA, p≤0.05) with one factor between groups (BSC-RI, BSC-ORI and OA), and one factor within groups (two seasons). The results show that labile C, Ntotal, microbial N and C mineralization potential of soil concentrations were significantly higher in BSC-RI, intermediate in BSC-ORI and lower in OA. The highest soil organic carbon (SOC) concentration was reported in BSC-RI and BSC-ORI, coinciding with a high C and microbial N concentrations, as well as a high potential C mineralization, suggesting that C availability increased microbial biomass and activity, thus nutrient availability in the soil of these two microenvironments. For both seasons, mosses cover was significantly higher in BSC-RI (37- 42 %) than in BSC-ORI; in the latter, lichens were the dominant organisms (39-47 %). In contrast, cyanobacteria cover did not vary between BSC-RI and BSC-ORI, neither season. In addition, BSC-RI and BSC-ORI microenvironments showed a higher species dissimilarity composition during the rainy season (95 %) than during the dry season, where similarity was low (42 %). This study demonstrated a positive effect of M luisana-RI and BSC-ORI on the microbial processes that determine C and N soil availability and transformation, being possible to consider BSC-ORI as soil “micro-resource islands” within this ecosystem.

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