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Biological and Chemical Response of a Grassland Soil to Burning

Liliana I. Picone, Gabriela Quaglia, Fernando O. Garcia and Pedro Laterra
Journal of Range Management
Vol. 56, No. 3 (May, 2003), pp. 291-297
DOI: 10.2307/4003821
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/4003821
Page Count: 7
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Biological and Chemical Response of a Grassland Soil to Burning
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Abstract

Changes in soil nutrient pools and microbial activity due to fire are important for understanding the availability of nutrients to plants. The objective of this study was to evaluate the effect of fire: 1) on size and seasonal dynamics of labile pools of C and N in a short-term after burning; and II) on chemical properties and microbial diversity immediately after fire, in a grassland with Paspalum quadrifarium Lam. Microbial biomass C and N tended to be higher in the burned $(433\ {\rm mg}\ {\rm C}\ {\rm kg}^{-1}$ and $37\ {\rm mg}\ {\rm N}\ {\rm kg}^{-1})$ than in the unburned treatment $(386\ {\rm mg}\ {\rm C}\ {\rm kg}^{-1}$ and $26\ {\rm mg}\ {\rm N}\ {\rm kg}^{-1})$. Both microbial biomass, decreased at the beginning of the growing season and then recovered at the end of the season. Levels of mineralizable C and N were similar in both treatments; however they showed different patterns of seasonal transformations. At initiation of plant growth, concentration of mineralizable C decreased while amount of mineralizable N increased; but the opposite occurred at the end of the growing season. Increases in microbial biomass coincided with low levels of mineralizable N and high concentrations of mineralizable C, suggesting a higher immobilization at the end of the season. Immediately after burning, organic C and N decreased by 11 and 7%, respectively. Mineral N was almost double, available P increased by 10 mg kg-1; but exchangeable bases, bacterial and actinomycetes population, and urease activity were not affected by burning. Fire can induce immediate changes to the soil; however, long-term studies will be required to evaluate the duration of the effect of fire on soil biological processes and nutrient transformations. /// Estudiar los cambios en los nutrientes del suelo y la actividad microbiana producidos por el fuego es importante para poder entender la disponibilidad de nutrientes para las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del fuego I) sobre el tamaño y la dinámica de los pooles lábiles de C y N, a corto plazo después de la quema; y II) sobre las propiedades químicas y la diversidad biológica, inmediatamente luego de efectuada la quema, en una pastura natural con predominio de Paspalum quadrifarium Lam. El C y N de la biomasa microbiana tendieron a ser mayores en el tratamiento de quema $(433\ {\rm mg}\ {\rm C}\ {\rm kg}^{-1}$ y $37\ {\rm mg}\ {\rm N}\ {\rm kg}^{-1})$ que en el tratamiento de no quema $(386\ {\rm mg}\ {\rm C}\ {\rm kg}^{-1}$ y $26\ {\rm mg}\ {\rm N}\ {\rm kg}^{-1})$. Ambos decrecieron al comienzo de la estación de crecimiento de la pastura y se recuperaron al final de la misma. Los niveles de C y N mineralizable fueron similares en ambos tratamientos; sin embargo ellos mostraron patrones diferentes de variación estacional. Al inicio del crecimiento vegetal, la concentración de C mineralizable decreció mientras que el contenido de N mineralizable incrementó; lo opuesto ocurrió al final de la estación de crecimiento. Los incrementos en biomasa microbiana coincidieron con los bajos niveles de N mineralizable y la alta concentración de C mineralizable sugiriendo una mayor inmovilización al comienzo de la estación de crecimiento. Inmediatamente luego del fuego, el C y N orgánico decreció en un 11 y 7%, respectivamente. La concentración de N mineral fue casi el doble, el P disponible incrementó en 10 mg kg-1; sin embargo las bases intercambiables, y la población de bacteria y actinomicetes como la actividad ureasa no fueron afectadas por el fuego. La quema puede inducir cambios inmediatos en el suelo, no obstante estudios a largo plazo son necesarios para evaluar la duración del efecto del fuego sobre los procesos biológicos y las transformaciones de nutrientes.

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