Evaluación de la calidad química, física y microbiológica de suelos de uso agropecuario afectados por incendios forestales.

Abstract

La frecuencia y severidad de los incendios en regiones de clima Mediterráneo ha incrementado en las últimas décadas debido a cambios de las condiciones climáticas y uso de la tierra. Este cambio en el régimen del fuego se ha convertido en una amenaza tanto para bosques y vegetación arbustiva como para tierras agrícolas. En este contexto, existe mucha investigación para evaluar los impactos de incendios en la degradación del suelo en bosques, vegetación arbustiva y praderas, sin embargo, estudios del efecto de incendios en tierras agrícolas de secano en la cordillera de la costa de Chile no existen a pesar de ser estás altamente vulnerables a los incendios. Aunque las tierras agrícolas no acumulan tanta biomasa (combustible) como los bosques y por ende los incendios de alta severidad no son usuales, el 33% de las tierras agrícolas afectadas fueron afectadas por incendios de severidad media durante el año 2017. Basados en el contexto anterior, en el presente proyecto de investigación se realizó una extensa revisión bibliográfica del efecto de los incendios en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo en zonas de clima Mediterráneo y se evaluó el efecto de incendios de media severidad en las propiedades fisicoquímicas y biológicas de suelos de uso agrícola en la cordillera de la costa de Chile. Para determinar el efecto a corto plazo (14 meses después del incendios) de los incendios de media severidad en tierras de uso agropecuario, se evaluaron 40 propiedades de muestras de suelos afectados por incendios de severidad moderada y suelos no afectados por incendios en dos profundidades: i) 0-5 cm y ii) 5-10 cm. Las propiedades del suelo más sensibles a los incendios en los primeros 5 cm de acuerdo con la prueba T (p<0.05) son el porcentaje de micro agregados y macro agregados y el contenido de NO3-N, Fe, Cu y S. Además, las propiedades del suelo que diferencian entre suelos quemados y no quemados independientemente de la profundidad del muestreo fueron seleccionados como indicadores de calidad de suelo. Entonces, la actividad de la Carboxilesterasa, la humedad disponible del suelo, el pH y el contenido de Ca, P, Fe, B, S y Cu fueron seleccionados mediante un análisis de varianza de dos factores con el efecto del fuego y profundidad de muestreo como fuentes de variación. La actividad de la enzima Carboxilesterasa y la humedad disponible del suelo disminuyeron después de 14 meses. También, el pH disminuyó significativamente afectando así la disponibilidad de nutrientes. El contenido de Ca y P disminuyeron mientras que la disponibilidad de Fe, Cu, S y B incrementaron en los suelos afectados por el incendio. xii Para estimar los cambios impulsados por los incendios se calculó un índice de calidad del suelo mediante la sumatoria de los indicadores de calidad del suelo normalizados. A pesar de encontrar efectos no efímeros del fuego en múltiples propiedades del suelo, estos efectos fueron positivos y negativos. Por lo tanto, el índice de calidad de suelo no varió entre los suelos afectados por incendios y los suelos no afectados por incendios 14 meses después del incendio.

The frequency and severity of wildfires in Mediterranean climate regions have increased in the last decades due to changes in climate conditions and land use. This change in fire regime has become a threat to forest, shrublands and agricultural lands. Much research has been conducted to evaluate wildfire impacts on soil degradation in forests, shrublands, and grasslands, but studies of wildfire effects on the soil of rain-fed (dryland) agriculture in Chile’s coastal range ecoregion are nonexistent, although its high vulnerability to wildfire. Even though agricultural lands do not accumulate as much biomass (fuel) as forests and shrublands and thus high severity fires are unusual, in 2017 fires, 33% of agricultural lands were affected by moderate severity fires. Based on the above context, in this research project we conducted an extensive literature review of impact of moderate severity wildfires on physical, chemical, and biological properties of soil in Mediterranean-climate regions. Furthermore, we evaluate the effect of moderate severity wildfires in soil properties of agricultural lands in the coastal range of Chile. To assess the short-term effect (14 months after the wildfire) of moderate severity wildfires we evaluated 40 properties of soils samples from burned (by a moderate severity wildfire) and unburned soils at two depths: i) 0-5 cm and ii) 5-10 cm. The most sensitive soil properties to wildfire in the top 5 cm according to a T test independent variable (p<0.05) were Microaggregates, Macroaggregates, and content of NO3-N, Fe, Cu, and S. Furthermore, the overall most relevant soil properties to differentiate between burned and unburned soil regardless its sampling depth were selected as soil quality indicators. Thus, Carboxylesterase activity, Available Soil Moisture, pH, Ca, P, Fe, B, S and Cu were selected using a two-way analysis of variance with fire treatment and sampling depth as sources of variation. Carboxylesterase activity and Available Soil Moisture decrease after the wildfire. Also, pH significantly decreased 14 months after the fire affecting the behavior of nutrient availability. Thus, Ca and P decreased whereas Fe, Cu, S and B availability increased in burned soils. To assess these changes driven by wildfires, a soil quality index was computed adding normalized soil quality indicators. Even though fire effects were not ephemeral in several soil properties, some effects were positive and other negatives. Therefore, the overall soil quality index did not differ between burned and unburned soils 14 months after the fire.