Functional resistance and resilience of the pore system of an andisol exposed to different strategies of pasture improvement under sheep grazing

Abstract

In southern Chile, different strategies have been utilized to improve the production levels of degraded pastures. Due to grazing, soils are subjected to mechanical and hydraulic stresses throughout the year. The aim of the study was to evaluate the effect of different strategies to improve a degraded naturalized pasture under sheep grazing on the resistance and resilience of the pore system of an Andisol subjected to mechanical and hydraulic stresses. Undisturbed soil samples were collected from two tilled, seeded and fertilized pastures (T1-T2), a non-tilled degraded and naturalized pasture with no fertilization (T3), a fertilized pasture (T4) and a non-tilledfertilized and ungrazed pasture (T5). Also, cylinders were filled with homogenized soil (T6). The tilled and non-tilled pastures (T1-T5) were able to maintain their functions of storage and transport of water and air as well as their mechanical properties against both stresses. No significant differences between the pasture improvement strategies were observed when evaluated during the second year after the implementation of the improvement strategies, which highlights the high resistance and resilience capacity of the Andisol. However, some tendencies (e.g. while the air capacity and permeability tended to increase following mechanical stress, plant available water increased; the opposite was observed following hydraulic stress) and significant differences (due to the simulated effect of aggregate destruction during tillage, a decrease in air capacity, and an increase in soil shrinkage capacity after compaction were assessed) were observed, which highlight the necessity for further studies to better understand the complex interactions in pasture systems.

Parámetros de capacidad e intensidad del sistema poroso para evaluar la calidad física de un Andisol bajo pastoreo

“…En cuanto a la intensidad de pastoreo, no se observó un efecto claro para la CA (Figura 1) y CS (Figuras 1 y 2, respectivamente) del suelo producto del aumento en la carga animal (de 50 a 200 vacas ha -1 día -1 ). Esto indica que bajo las condiciones del estudio el suelo logró soportar el estrés mecánico y luego recuperarse de los eventos de pastoreo, siendo este comportamiento con-sistente con la resistencia y resiliencia de los suelos derivados de ceniza volcánicas (Ivelic-Sáez et al, 2015), debido a que el alto contenido de materia orgánica que presentan (16% para esta serie) les confiere una gran elasticidad (Ellies, 1988;Dörner et al, 2011).…”

Effect of artificial soil compaction in landfill capping systems on anisotropy of air‐permeability

“…However, with increasing desiccation between –30 and –15.000 hPa, the c 2 ‐values for non‐rigid and rigid conditions tend to become more similar. Differences between c 2 ‐ and c 3 ‐values indicate also that the pore continuity is here largely independent of the pore size distribution ( Ivelic‐Sáez et al, ).…”

“…Thus, the k a -value is assumed to be predominantly a function of the initial soil structure, pore continuity, and connectivity, and directly related to the degree of soil compaction during installation (Moon et al, 2008;He et al, 2016;Mentges et al, 2016). The effect of pore structural changes on k a -values can be evaluated by using the c 2 -and c 3 -indices that describe the pore continuity from the relation between air permeability and air-filled porosity (Groenevelt et al, 1984;Ivelic-Sá ez et al, 2015). all three spatial dimensions (Reszkowska et al, 2011) and that capacity (i.e., air-filled porosity, a ) and the intensity parameters (i.e., k a ) must not be directly related (Horn et al, 2014).…”

Variación espacial de propiedades físicas de un suelo derivado de cenizas volcánicas sometido a distintas estrategias de mejoramiento de una pradera degradada

“…Para una correcta comparación e interpretación de los estudios hay que considerar que KI incluye aspectos dinámicos en el tiempo, debido a la constante formación y deformación de la estructura del suelo, que altera el comportamiento del sistema poroso en el tiempo. Por lo tanto, al existir mayor tiempo desde el establecimiento de las estrategias de mejoramiento de praderas en el presente estudio, los valores de Kl reflejan una recuperación de la estructura del suelo, debido principalmente a los procesos de mojado y secado (Dörner et al, 2009;Ivelic-Sáez et al, 2015), actividad biológica, crecimiento y muerte de raíces, además del efecto de los ácidos orgánicos presentes en el suelo debido a la actividad microbial (Horn y Smucker, 2005). En ese contexto, la alta resiliencia de estos suelos (Dörner et al, 2009;Dec et al, 2012), re-lacionada con el carbono orgánico que actúa como un elemento elástico, permite la recuperación volumétrica y funcional de los poros del suelo (Dörner et al, 2009).…”

“…Se han llevado a cabo estudios de parámetros de calidad física en suelos derivados de materiales volcánicos bajo pastoreo tomando en cuenta la variabilidad espacial por (Dec et al, 2011) y temporal por Zúñiga et al, 2015;Ivelic-Sáez et al, 2015) que demuestran que estos presentan excelentes propiedades físicas. Sin embargo, no existe mayor información del impacto que puede tener la implementación de distintas estrategias de mejoramiento de praderas bajo pastoreo sobre la variabilidad espacial de propiedades que dependen de la estructura del suelo.…”