Variación en la actividad microbiana por cambio de uso en suelos en sabanas, Llanos Orientales, Venezuela

Soil microbial activity variation after land use changes in savannah, Llanos Orientales, Venezuela. In West plains of Venezuela, the traditional land use of the Trachypogon savannah, has been the extensive grazing. The pressure over these savannahs to obtain a major animal productivity has stimulated the introduction of exotic forage plants, such as Brachiaria brizantha and Andropogon gayanus. In spite that great savannah extensions have been subject to this land use change, information about the effect that pastures and grazing activity have on microbial activity in these soils is scarce. So the objective of this study was to determine the impact that the extensive grazing and cover substitution have on microbial activity. The soil sampling was carried out during the dry and rainy seasons. The employed parameters to determine changes in soil microbial activity were the substrate induced respiration (SIR), basal respiration (BR), the dehydrogenase activity (DHS), the fluorescein diacetate hydrolysis (FDA) and the arginene ammonification (AA). The similarity of the structural soil characteristics studied allows us to infer, that the differences in the microbiological parameters are determined by climatic conditions and soil management. The results show that there is a low microbial activity in these soils. The rainy season caused an increase in all the microbiological parameters determined. B. brizantha made a greater contribution to soil carbon and promoted a greater heterotrophic activity. The extensive grazing and the low stocking rate in the West plain savannas did not affect the microbial activity in these soils. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 1-15. Epub 2011 March 01.

En los llanos orientales de Venezuela la forma tradicional de uso de las sabanas de Trachypogon ha sido el pastoreo extensivo. La presión sobre éstas para obtener una mayor productividad animal ha estimulado la introducción de plantas exóticas para forrajes, tales como: Brachiaria brizantha y Andropogon gayanus. A pesar de que grandes extensiones de sabanas están siendo sometidas a este cambio de uso de la tierra, es escasa la información acerca del efecto que estas pasturas y la actividad de pastoreo tienen sobre la actividad microbiana en el suelo; por lo que el objetivo del presente estudio fue determinar el impacto que el pastoreo extensivo y la substitución de la cobertura nativa tienen sobre la actividad microbiana en estos suelos. El muestreo fue llevado a cabo durante las temporadas de sequía y lluvias. Los parámetros empleados para determinar cambios en la actividad microbiana fueron la respiración inducida por sustrato (RIS), la respiración basal (RB), la actividad de la deshidrogenasa (DHS), la hidrólisis del diacetato de fluorisceína (DAF) y la amonificación de la arginina (AA). La similitud de las características estructurales de los suelos estudiados nos permite inferir, que las diferencias en los parámetros microbiológicos, están determinadas por las condiciones climáticas y el manejo del suelo. Los resultados muestran que en estos suelos existe una baja actividad microbiana. La temporada lluviosa provocó un incremento en todos los parámetros microbiológicos determinados. B. brizantha hizo un mayor aporte de carbono al suelo y promovió una mayor actividad heterotrófica. El pastoreo extensivo y la baja carga animal en las sabanas de los llanos orientales de Venezuela no afectaron la actividad microbiana del suelo.

Dinámica de las propiedades del suelo en bosques de Rhizophora mangle L. (Rhizophoraceae) en Isla de Margarita, Venezuela

Dynamics of soil properties in forests of Rhizophora mangle L. (Rhizophoraceae) in Margarita Island, Venezuela. Biochemical and microbiological properties of soils can provide information related to ecosystems environmental status. With the aim to determine the response of microbial biomass, and enzymatic and microbial activity in hypersaline (IS≥55ups) and saline (IS<55ups) mangrove soils exposed to interstitial salinities (IS) greater than 36ups, these properties were measured in mono-specific forests of Rhizophora mangle at Laguna de la Restinga National Park (Margarita Island, Venezuela). During three seasons (dry, wet and transition), a total of 120 soil samples were collected from ten (5 hypersaline and 5 saline) randomly-selected sites of 1000m² each. Four soil samples (400-500g) per plot were randomly collected with a corer at a depth of 10cm using a 1m² quadrat; each sample consisted in the combination of 8 sub-samples (50-60g ea.). Physical, chemical, enzymatic, biochemical and microbiological properties of soil samples were determined using standard laboratory protocols. The response of microbial biomass and microbial and enzymatic activity was analyzed taking into account spatial and climatic factors and interstitial salinity. Microbial biomass was linked to each locality conditions, and was not sensitive to seasonal or salinity differences. Microbial activity remained functionally active during the study period and presented variable responses. Dehydrogenase activity proved to be a good indicator for flooded and anoxic environments, and arginine ammonification resulted to be the more sensitive microbial activity to changes in salinity. Regarding enzyme activities, spatial variability was the most widespread response. We did not find a unique general pattern between enzymatic activities and spatio-temporal variation; and only the enzyme phosphatase was negatively affected by salinity. We conclude that microbial populations of mangrove soils and their activities have functional adaptations to flooded and highly-saline environments typical of a negative estuary, subjected to drastic changes due to weather and water dynamics. Future studies are needed to determine the relation between the "health" of mangrove forest and microbial populations, and their activities in mangroves soils. Rev. Biol. Trop. 58 (2): 547-564. Epub 2010 June 02.

Propiedades bioquímicas y microbiológicas de los suelos pueden proporcionar información relativa al estado de los ecosistemas. Se determinaron las propiedades microbianas (biomasa y actividad) y bioquímicas (actividad enzimática) en suelos de bosques mono-específicos de Rhizophora mangle en Laguna de la Restinga (Isla Margarita, Venezuela), con el objeto de cuantificar cambios en áreas expuestas a salinidades intersticiales (SI) superiores a 36.0ups, clasificadas como salinas (IS<55.0 ups) e hipersalinas (SI≥55.0 ups). Se ubicaron al azar 5 localidades salinas y 5 hipersalinas, y durante tres épocas climáticas se tomaron 4 muestras de suelo por localidad (120 muestras en total). Se utilizó análisis de varianza por permutaciones multivariadas (PERMANOVA) para el análisis de los resultados. La biomasa microbiana se vio afectada por las condiciones particulares de cada localidad, y no fue sensible a los cambios de época climática o salinidad. La actividad microbiana se mantuvo funcionalmente activa. Se destacó el diacetato de fluoresceina (DAF) y la enzima (ß-glucosidasa), como probables indicadores tempranos de degradación. La deshidrogenasa resultó ser un buen indicador de ambientes inundados y anóxicos. Se concluye que las poblaciones microbianas muestran actividades que sugieren su adaptación funcional a ambientes altamente salinos e inundables, sujetos a cambios drásticos debido a las dinámicas climáticas e hídricas propias de un estuario negativo.

Sustitución de la sabana nativa con plantaciones de Pinus caribaea (Pinaceae) en Venezuela: efecto sobre parámetros indicadores de cambios en el carbono del suelo

Substitution of native savanna by Pinus caribaea (Pinaceae) plantations in Venezuela: effect on parameters that indicated changes in soil carbon content. A great extension (615 000 ha) of native savannas of the eastern plains of Venezuela have been replaced by plantations of Pinus caribaea var. hondurensis; however, only scarce information exists about the impact of this land use on carbon dynamics in soils. We studied the effect of temporal variability and the substitution on the total organic carbon (TOC), water-soluble carbon (WSC), microbial biomass C (Cmic), basal respiration (BR), microbial metabolic quotient (qCO2) and Cmic/Corg ratio. Selected chemical properties and biological parameters of soils were measured under 3 and 29 year old forest plantations of P. caribaea and an adjacent native savanna which was considered the control. At each site, nine soil composite samples were collected (0-10 cm depth). The studied parameters did not show a defined pattern in relation to temporal variability. Higher carbon preservation occurs in soil microbial biomass under pine plantations. The basal respiration rate and qCO2 suggests that there is a more efficient microbial carbon utilization in the plantations. The Cmic/Corg ratio shows that the microbial biomass has an important stock of soil carbon in pine plantations. The conversion of savannas to pine plantations can increase soil carbon in the eastern plains of Venezuela, but this must be balanced with the ecological importance of natural savannas ecosystems. Rev. Biol. Trop. 56 (4): 2041-2053. Epub 2008 December 12.

Una gran extensión (615000 has) de las sabanas nativas de los Llanos Orientales de Venezuela está siendo reemplazada por plantaciones de Pinus caribaea var. hondurensis; sin embargo, hasta ahora existe escasa información sobre el impacto de este manejo del suelo sobre los parámetros indicadores de la dinámica del carbono en el suelo. El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la variabilidad temporal y la sustitución sobre el contenido de carbono orgánico total (COT), carbono hidrosoluble (CHS), carbono microbiano (Cmic), respiración basal (RB), cociente metabólico microbiano (qCO2) y la relación Cmic/Corg. Las propiedades químicas y parámetros biológicos seleccionados fueron determinados en plantaciones de P. caribaea de 3 y 29 años de edad y en una sabana nativa adyacente a estas plantaciones, la cual fue considerada como control. En cada sitio de muestreo recolectamos nueve muestras compuestas (0-10 cm de profundidad). Los parámetros estudiados no mostraron un patrón definido in relación a la variabilidad temporal. Hay mayor preservación del carbono dentro de la biomasa microbiana presente en suelos de Uverito en plantaciones de pinos. La tasa de respiración basal y el cociente metabólico indican que en estos suelos existe una comunidad microbiana poco activa, la cual es más eficiente en la utilización del carbono en las plantaciones de pino. La relación Cmic/Corg indica que en las plantaciones la biomasa microbiana constituye una importante reserva del carbono en el suelo. La sabana nativa a plantaciones de pino caribeño en estos suelos puede ser considerada un manejo efectivo para incrementar la calidad del suelo en los llanos orientales de Venezuela, siempre y cuando se tome en cuenta la importancia ecológica de las sabanas.