The Nature, Properties and Management of Volcanic Soils

Dahlgren, Randy A.; Saigusa, Masahiko; Ugolini, F. C.

doi:10.1016/s0065-2113(03)82003-5

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“…As such, Al-humus complexes are also common in the A horizons of allophanic Andosols where they often suppress formation of allophanic materials relative to underlying B horizons (Dahlgren et al, 2004). Similarly, non-allophanic Andisols often have allophanic materials in their lower horizons as the organic acid weathering regime in the upper soil horizons is replaced by carbonic acid in the lower soil horizons (Ugolini et al, 1988;Dahlgren et al, 1991Dahlgren et al, , 2004.…”

Section: Formation Of Al-humus Complexesmentioning

confidence: 99%

Nature, properties and function of aluminum–humus complexes in volcanic soils

2016

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Andosols (or Andisols) possess several distinctive properties that are rarely found in other groups of soils. These properties are largely due to the dominance of short-range-ordered minerals (allophane, imogolite and ferrihydrite) and/or metal-humus complexes (Al/Fe-humus complexes) in their colloidal fraction. While several papers have extensively reviewed the nature and properties of short-range-ordered minerals, there is no comprehensive review of the genesis, characteristics and management implications of Al-humus complexes, the dominant form of active Al in non-allophanic Andosols. In this review, we survey the chemical characteristics of Al-humus complexes and discuss the pedogenic environment favoring their formation in non-allophanic Andosols. The role of Al-humus complexes in carbon cycling and soil organic carbon accumulation is emphasized as an important mechanism controlling organic dynamics in Andosols. While non-allophanic Andosols share many common properties with allophanic Andosols, they display several distinct characteristics associated with Al-humus complexes, such as strong acidity and high exchangeable Al content that impair agricultural productivity due to Al phytotoxicity. Thus, we focus on the role of Al-humus complexes in regulating aqueous Al 3+ solubility and release/retention kinetics, Al phytotoxicity, phosphorus dynamics, and suppression of soil-borne diseases. Knowledge of these soil properties as related to Al-humus complexes is necessary to develop effective soil management practices to assure sustainable agricultural productivity in non-allophanic Andosols. Finally, future research needs are identified concerning the role of Al-humus complexes in regulating soil biogeochemical processes.

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Section: Formation Of Al-humus Complexesmentioning

confidence: 99%

Nature, properties and function of aluminum–humus complexes in volcanic soils

2016

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“…Esto sugiere que los mecanismos que desaceleraron la descomposición de broza por las cenizas y por la acción del pastoreo fueron independientes, o bien que la ausencia de diferencias fue limitada por la falta de repeticiones experimentales. Adicionalmente, los cambios direccionales por la historia de pastoreo sobre la calidad del conjunto de hojarasca (Wardle and Bardgett 2004;Piazza 2016) podría promover efectos sinérgicos de las cenizas con la capa de suelo orgánico enterrado (Dahlgren et al 2004). Futuros estudios que amplíen el espectro de mecanismos bióticos y abióticos permitirían evaluar con mayor detalle las implicancias de la historia de pastoreo en suelos impactados por eventos volcánicos.…”

Section: Discussionunclassified

“…Esas diferencias podrían tener implicancias para la vegetación que recoloniza los horizontes superficiales y que se mantiene activa bajo el impacto de las cenizas (Veblen et al 2016). No obstante, el proceso de descomposición no se vería interrumpido, reafirmando la existencia de cierta resiliencia en ecosistemas con disturbios relativamente frecuentes durante su historia evolutiva (del Moral and Grishin 1999; Dahlgren et al 2004). El efecto de enterrado de la hojarasca por las cenizas, sumado a los diferentes contextos ambientales y a cambios inducidos por grandes herbívoros en calidad de la hojarasca que ingresa al suelo, podrían tener efectos complejos para el reciclado de C y nutrientes en horizontes profundos (Hopkins et al 2007;Hatton et al 2014;Cotrufo et al 2015).…”

Section: Discussionunclassified

“…Los suelos de origen volcánico suelen asociarse con áreas fértiles por su capacidad de intercambio de nutrientes, almacenamiento de agua y materia orgánica (Dahlgren et al 2004). La deposición de cenizas altera las propiedades bióticas y abióticas del entorno y modifica las condiciones para la descomposición de hojarasca enterrada luego de la erupción Berenstecher et al 2016).…”

Section: Introductionunclassified

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La deposición de cenizas volcánicas modula la descomposición de hojarasca en bosques de Nothofagus dombeyi del norte de Patagonia

2018

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RESUMEN.Los disturbios generados por erupciones volcánicas son parte de la dinámica natural de los ecosistemas. La formación de suelo y el reciclado de nutrientes dependen de la descomposición tanto de la materia orgánica enterrada bajo las cenizas como de la broza vegetal aportada luego del disturbio. Este trabajo examinó la descomposición de hojarasca en bosques de coihue (Nothofagus dombeyi) afectados por la deposición de cenizas emitidas en 2011 por el complejo Volcán Puyehue-Cordón Caulle en la Patagonia. El estudio incluyó dos sitios a diferentes distancias del volcán, con distinta cantidad de cenizas y precipitación anual (1600-1900 mm/año). En cada sitio se marcaron dos parcelas, una con presencia y otra con ausencia de pastoreo de vacunos (>50 años). En cada parcela se determinó la pérdida de masa de hojarasca de coihue luego de un año de incubación, en tres posiciones (n=8 bloques/parcela): sobre suelo bajo cenizas, sobre suelo sin cenizas y sobre las cenizas. La hojarasca bajo cenizas se descompuso un 74% más rápido en el sitio más húmedo que en el más seco. La descomposición fue más lenta sobre la capa de cenizas que sobre el suelo orgánico, y ese efecto fue más evidente en el sitio más cercano al volcán que en el más alejado (19% vs. 9%). La descomposición sobre el suelo fue equivalente en los tratamientos con y sin la capa superficial de cenizas. La descomposición fue menor en parcelas con vs. sin pastoreo, pero la influencia de pastoreo no modificó las diferencias de descomposición entre posiciones sobre cenizas vs. sobre el suelo. Los resultados muestran que la comunidad de descomponedores se mantiene activa en suelos de bosques con deposición de cenizas, lo que contribuiría a mantener el suministro de nutrientes para la vegetación luego de la erupción volcánica.[Palabras clave: disturbios naturales, erupciones volcánicas, funcionamiento del ecosistema, gradiente ambiental, pastoreo histórico] A��. Volcanic ash deposition modulates leaf-li�er decomposition in Nothofagus dombeyi forests of NW Patagonia. Disturbances produced by volcanic eruptions are part of natural ecosystem dynamics. Soil formation and nutrient cycling depend on the decomposition both of organic ma�er buried under the ashes and on the li�er produced after the disturbance. Here we evaluated leaf li�er decomposition in Nothofagus dombeyi (coihue) forests affected by massive ash deposition from the 2011 eruption of the Volcán Puyehue-Cordón Caulle complex in NW Patagonia, Argentina. The study comprised two sites at different distances from the volcano, with different amounts of ash and annual precipitation (1600-1900 mm/year). In each site, two plots were delimited, with and without long-term livestock grazing (>50 years). N. dombeyi li�er mass loss after one year was estimated in three positions (n=8 blocks/plot): on organic soil and under the ash layer, on organic soil after removal of ashes, and on top of the ash layer. Leaf li�er beneath the ash layer was decomposed 74% faster in the we�er site than in the drier site. Deco...

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“…Andisols constitute the typical type of soil covering the catchment. From a general point of view, the soil developed mainly on a basaltic substratum, and is characterised by a high OM residence time (Dahlgren et al, 2004;Torn et al, 1997). In the catchment, the soil is rather thin (max.…”

Section: Settingmentioning

confidence: 99%