Estudio de la composición química de ácidos húmicos y su contribución a la mitigación del cambio climático en suelos altoandinos con diferente uso

Abstract

Los ácidos húmicos (AH) constituyen la fracción más estable de la materia orgánica del suelo (MOS), contribuyen a la fijación de carbono (C) en suelos y a mitigar la emisión de gases efecto invernadero (GEI). Por ello se estudió la composición química de Ácidos Húmicos (AH) obtenidos en el horizonte A de tres sistemas, bosque, tierras de cultivo y pastura en Typic Hapludands de suelos Altoandinos. Además se evaluó la influencia del cambio de uso de suelo en la calidad de la MOS determinada a partir de diferentes índices de humificación y en el almacenamiento de C. Se recolectaron muestras de suelo de siete parcelas, una de cultivo, tres de bosque y tres de pastura. Los AH se obtuvieron mediante extracción secuencial de la materia orgánica humificada (MOH) con diferentes soluciones alcalinas, y fueron purificados por procesos analíticos. La composición química de los AH se determinó mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear de estado sólido (CPMAS13CNMR), espectrometría de infrarrojo (FTIR), pirolisis acoplada a cromatografía de gases - espectrometría de masas, hidrolisis térmicamente asistida y metilación (Py-GC/MS y THM), análisis elemental y procedimientos analíticos. El almacenamiento de C se cuantificó en el suelo y en las fracciones de MOH, MOF y AH, teniendo en cuenta densidad aparente y profundidad del suelo. El AH-cultivo dominó en calidad, por su grado de condensación y aromaticidad, mientras los AH de bosques y AH de pasturas exhiben mayor grado de alifaticidad. El contenido de constituyentes hidrofobicos correspondientes a C- alquil es superior en AH de pasturas y bosques dando como resultado un mayor índice de hidrofobicidad. El principal componente de los AH corresponde a Ácidos Grasos (FA) saturados de cadena par y aquellos con menor cantidad de FA, (AH-cultivo y AH-bosque), presentan mayor abundancia relativa de compuestos aromáticos. Los AH de cultivo presentan mayor almacenamiento de C, 49 Ton/ha, y los menores valores son para AH-pasturas. Estos resultados muestran la influencia del sistema de uso y de las propiedades físicas y químicas de los suelos en el proceso de transformación de la MOS, en la composición química y biomolecular de los AH. Aún cuando éstos exhiben baja calidad que demuestra proceso de humificación incipiente, muestran alta estabilidad y ayudan a mitigar el cambio climático global.

Humic acids (HA) constitutes most stable fraction of soil organic matter (SOM) contribute to soil carbon fixation and helps mitigate emission of greenhouse gases (GHG). Hence was studied HA chemical composition obtained in the A horizon of three systems, forest, croplands and pasture in Typic Hapludands of High Andes soils. We also evaluated the influence of land use change on SOM quality determined by various indices of humification and in the C storage. Soil samples were collected from seven plots, one cropland, three forest, and three pasture plots. HA were obtained by sequential extraction of humified organic matter (HOM) with different alkaline solutions, and HA were purified by analytical processes. HA chemical composition was determined by solid-state nuclear magnetic resonance (CPMAS13CNMR), infrared spectroscopy (FTIR), pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) and thermally assisted hydrolysis and methylation (THM), elemental analysis, and analytical procedures. Carbon storage was quantified on soil and fractions of HOM, FOM and HA, taking into account the apparent density and depth of soil. HA-croplands dominated in quality, condensation degree and aromaticity, as opposed to the HA from forests and pastures with high aliphaticity degree. The hydrophobic constituent’s content corresponding to C- alkyl was higher in HA pastures and forests, as result giving a higher hydrophobicity index. HA component main corresponds to fatty acids (FA) saturated of chain pair and those with less FA, (HA-croplands and HA-forest), have higher relative abundance of aromatic compounds. HA-croplands increased C storage, 49 Ton / ha, and lower C storage in HA are for HA-pastures. These results shown influence of use system and soils physic and chemical properties in the transformation process of SOM, in chemical and biomolecular composition of HA. Although these exhibit low quality showing a process of humification incipient, these presented high stability and help mitigate the global climate change.