Soil fertility, humic fractions and natural abundance of 13C and 15N in soil under different land use in Paraná State, Southern Brazil

Spanish; Castilian. El uso de lasfracciones húmicas de la materia orgánica del suelo (MOS) y las mediciones isotópicas de 13C y 15N se puede utilizar para resaltar las diferencias entre los sistemas de gestión con diferentes intensidades de uso de la tierra. El estudio caracteriza la fertilidad del suelo, cuantifica los niveles de carbono en las fracciones húmicas y evaluó la abundancia natural de 13C y 15N en el sistema de siembra directa (NTS), sistema de labranza convencional (CTS), bosque secundario y pastizales en el Sur de Brasil. NTS es más eficaz en el aumento depH (0,0 a 0,10 m), niveles de Ca (0,0 a 0,05 m), P (excepto 0,05-0,10 m) y N (0,0 a 0,10 m); los estoques de carbono orgánico total (TOC) (0,0-0,20 y 0,0 a 0,40 m), y los niveles de carbono de la fracción humina (C-HUM) en 0,0-0,40 m; carbono de la fracción de ácido fúlvico (C-FAF) y ácidos húmicos (C-HAF) en 0,0-0,05 m, que el sistema de labranza convencional (CTS). El uso de hierbas, en NTS y pastizales, aumenta las reservas de TOC en comparación con los otros sistemas de uso y manejo de suelos evaluados en 0,0-0,40 m. En la capa superior del suelo la influencia antropogénica de arar y desgarradora, en CTS promove una mayor pérdida de carbono en C-HUM, C-FAF y C-HAF en comparación con NTS, bosque y pastos. En CTS, el cultivo de maíz durante 42 años después de la eliminación de la cubierta forestal no alteró el 13C en 0,00,40 m. En pastos, la ausencia de legumbres, la deposición constante de estiércol de ganado y una materia orgánica más estable favorece a los niveles altos 15N (excepto en 0,0-0,05 m en CTS). La disminución de los valores 15N en 0,0-0,10 a 0,10-0,20 m en CTS indica que la rotación del suelo (por el arado y desgarradora) tiene el potencial para perturbar la variación relacionada con la profundidad en el suelo 15N, acelerando su descomposición y comprometiendo las transformaciones de N. Entre las variables analizadas, la determinación del carbono en fracciones húmicos y los valores de 15N son eficientes en la identificación de cambios en el suelo producidos por el uso del suelo o de los sistemas de gestión.

English. Humic fractions of soil organic matter (SOM) and measurements of 13C and 15N isotope can be used to highlight differences between management systems with different intensities of land use. This study characterized soil fertility, quantified carbon levels in the humic fractions and evaluated the natural abundance of 13C and 15N in systems cultivated under no-tillage system (NTS) and conventional tillage system (CTS) or used with secondary forest or perennial pasture in Marmeleiro, Parana State, Southern Brazil. NTS was more efficient than the conventional tillage system (CTS) in increasing pH (0.0-0.10 m layer), Ca (0.0-0.05 m layer), P (except 0.05-0.10 m layer) and N (0.0-0.10 m) levels, total organic carbon (TOC) stocks (0.0-0.20 and 0.0-0.40 m layers); carbon of the humin fraction (C-HUM) in 0.0-0.40 m; the fulvic acid fraction (C-FAF) and humic acid (C-HAF) in 0.0-0.05 m. The use of grasses, in NTS and pasture, increased TOC stocks compared to the other soil use or management systems evaluated in the 0.0-0.40 m layer. In the topsoil layer, the anthropogenic influence of plowing and harrowing in CTS promoted greater loss of carbon in C-HUM, C-FAF and C-HAF than NTS, forest and pasture. In CTS, growing corn for 42 years after the removal of forest cover did not alter the 13C at 0.0-0.40 m. In pasture, the absence of legumes, constant deposition of cattle manure and a more stable organic matter favored high 15N levels (except at 0.0-0.05 m in CTS). The decrease in 15N values from the 0.0-0.10 to 0.10-0.20 m layer in CTS indicates that soil turnover (by plowing and harrowing) has the potential to disturb the depth-related variation in soil 15N, accelerating decomposition and compromising N transformations. Among the variables analyzed, the determination of carbon in humic fractions and 15N values were efficient in identifying soil changes produced by land use or management systems.