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Revista de Ciências Agrárias

versão impressa ISSN 0871-018Xversão On-line ISSN 2183-041X

Rev. de Ciências Agrárias vol.45 no.4 Lisboa dez. 2022  Epub 01-Dez-2022

https://doi.org/10.19084/rca.28743 

Artigo

Evaluación del contenido de glomalina y su relación con la agregación en suelos urbanos

Evaluation of glomalin content and its relationship with aggregation in urban soil

M. Suárez1 

C. Herbón1 

M.T. Barral1 

R. Paradelo1 

1Departamento de Edafología y Química Agrícola, Facultad de Farmacia, Universidad de Santiago de Compostela, España


Resumen

La materia orgánica tiene un papel esencial en la agregación de las partículas de suelo y por ello en el desarrollo de una estructura estable. Entre los componentes orgánicos, se ha destacado el papel en la formación de agregados de la glomalina, una glicoproteína producida por hongos micorrícicos, cuyo contenido puede verse afectado por diversos factores, entre ellos el uso del suelo. En este trabajo se analiza el contenido de glomalina en 56 suelos urbanos de Santiago de Compostela, sobre distinto sustrato litológico y vegetación (forestal, prado y horticultura), y se evalúa su relación con la estabilidad de agregados. Las concentraciones de glomalina fácilmente extraíble varían entre 0,8 y 9,6 mg g-1(valor medio 4,8 mg g-1, 8 % de la materia orgánica del suelo), sin que se observen diferencias atribuibles a la litología o uso del suelo. No se observa relación significativa de estabilidad de agregados en agua con la glomalina, pero tampoco con otras formas de C soluble ni con C total, lo que se atribuye al elevado contenido de materia orgánica de los suelos estudiados, que superan los valores umbrales por encima de los cuales la materia orgánica ya no tiene efectos apreciables en la agregación.

Palabras clave: estructura edáfica; agregados; estabilidad; materia orgánica; glomalina

Abstract

Organic matter plays an essential role in the aggregation of soil particles and thus in the development of a stable structure. Among the organic components, the role of glomalin, a glycoprotein produced by mycorrhizal fungi, whose content can be affected by various factors, including land use, has been highlighted in the formation of aggregates. In this work, the content of glomalin in 56 urban soils of Santiago de Compostela is analyzed, on different lithological substrates and vegetation (forestry, grassland and horticulture), and its relationship with the stability of aggregates is evaluated. Easily extractable glomalin concentrations vary between 0.8 and 9.6 mg g-1 (mean value 4.8 mg g-1, 8 % of soil organic matter), with no differences attributable to lithology or land use. No significant relationship of stability of aggregates in water is observed with glomalin, but neither with other forms of soluble C nor with total C, which is attributed to the high organic matter content of the soils studied, which exceed the threshold values ​​above of which organic matter no longer has appreciable effects on aggregation.

Keywords: edaphic structure; aggregates; stability; organic matter; glomalin

INTRODUCCIÓN

La glomalina es una glicoproteína producida y liberada al suelo por los hongos micorrícicos arbusculares. Se ha postulado que constituye el mayor componente de la materia orgánica del suelo y, por su lenta velocidad de degradación, se considera crucial para el almacenamiento de carbono orgánico del suelo (SOC) (Wang et al., 2020), participando activamente en la formación de agregados (Wright and Upadhyaya, 1996, 1998; Wright et al., 2007).

Se cuantifica de forma operativa, diferenciándose dos fracciones: la glomalina total (GT) y la glomalina fácilmente extraíble (GFE). La primera representa la máxima cantidad que puede ser extraída; está fuertemente unida a las partículas de suelo y requiere por ello de condiciones más drásticas de extracción que la GFE, que se considera de más reciente deposición y más relacionada con la estabilidad de la agregación (Wright & Upadhyaya, 1998).

La concentración de glomalina varía con el clima y usos del suelo (Rilling et al., 2003), siendo mínima en suelo antárticos y máxima en suelos de bosques tropicales. En prados y bosques templados se han obtenido valores de glomalina entre 0,23 y 5,80 mg g-1 (Hossain, 2021).

Por sus efectos en la estructura del suelo, fertilidad química y retención de metales, la glomalina se considera un buen indicador de calidad (Almendras et al., 2002; Vasconcellos et al., 2013). Las actividades y cambios de uso asociados al crecimiento urbano tienen un fuerte impacto en las propiedades y calidad de los suelos, pudiendo afectar a la producción de glomalina. Sin embargo, hasta el momento se han llevado a cabo muy escasos estudios sobre la distribución de glomalina en suelos urbanos y los ya publicados apuntan a una drástica disminución de la relación GFE/SOC (Wang et al., 2018, 2019b, 2020).

Según nuestro conocimiento, no se han realizado estudios sobre glomalina en ambientes urbanos en España. En este trabajo se analiza la concentración de glomalina en suelos urbanos de Santiago de Compostela, desarrollados sobre diferentes materiales geológicos y dedicados a distintos usos, y se evalúa su relación con otras propiedades edáficas, con particular atención a la estabilidad de agregados en agua.

MATERIAL Y MÉTODOS

Se obtuvieron muestras compuestas de suelo, mezclando 4-5 submuestras tomadas con barrena (0-20 cm), en 56 zonas verdes de Santiago de Compostela, con representación de los suelos desarrollados sobre todos los materiales geológicos (granitos, esquistos, gneis y anfibolitas) y distintos usos del suelo (vegetación herbácea, forestal y huertos urbanos).

La medida de pH, C orgánico y N total se llevó a cabo en suelo seco al aire tamizado por 2 mm, siguiendo los métodos descritos en Guitián y Carballas (1976). El carbono soluble en agua (Cs, 20 ºC, 30 min) y el carbono extraíble en agua caliente (HWC, 80 ºC, 16 h) se determinaron según Ghani et al. (2003), empleando una relación sólido-líquido de 1:10, determinando el C en los extractos por oxidación húmeda con dicromato.

Para la estimación de la estabilidad de agregados se empleó suelo sin perturbar, separando la fracción 1-2 mm por tamizado ligero, y sometiéndola a agitación en agua, tras prehumectación lenta, según el método de Kemper y Rosenau (1986). La estabilidad se presenta como el porcentaje de suelo agregado que queda en el tamiz con luz de malla 0.250 mm después de secado a 103 °C y corrección por el peso del material grueso > 0,25 mm.

La determinación de la glomalina fácilmente extraíble se llevó a cabo según Wright y Upadhyaya (1996), con extracción de 1 g de suelo en 8 mL de citrato trisódico 20 mM pH 7,0, en autoclave a 121 ºC durante 30 minutos, centrifugación y posterior determinación colorimétrica a 595 nm, mediante el ensayo Bradford, empleando una curva patrón con seroalbúmina.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las concentraciones de GFE oscilan entre 0,8 y 9,6 mg g-1, con un valor medio de 4,8 mg g-1, muy superior al encontrado en suelos urbanos (0.56 mg g-1) por Wang et al. (2020). No se observan diferencias significativas en este componente según el uso del suelo o la litología (Figura 1).

Figura 1 Distribución de las concentraciones de glomalina fácilmente extraíble (GFE, mg g-1), de acuerdo con el uso del suelo (arriba) y el sustrato geológico (abajo). Las líneas de las cajas representan los percentiles 25, 50 y 75%. 

Se encuentra una correlación lineal significativa (p<0,01) de la glomalina con el contenido de C y N totales, ambos componentes mayoritarios de la materia orgánica del suelo, con un mejor ajuste a una relación logarítmica con C total (Figura 2). El contenido de GFE representa entre un 4 y un 15 % de la materia orgánica del suelo, con un valor medio del 8 %. Expresado como proporción del C total, considerando una concentración media de C en glomalina del 35 % (Rillig et al. 2003), la proporción oscila entre 2 y 9 %, con un valor medio del 5 %, ligeramente superior al observado por Wang et al. (2019a) en suelos forestales de China (2-3 %).

Figura 2 Relación entre GFE y C total. 

Se considera que las formas de C solubles en agua fría y caliente (Cs y HWC, respectivamente) representan las fracciones de materia orgánica lábil que se producen durante la descomposición microbiana de los residuos vegetales en el suelo (Von Lützow et al., 2007). Se observa correlación positiva significativa (p<0,99) entre GFE y ambos parámetros, si bien las concentraciones de GFE superan a las de Cs en dos órdenes de magnitud y en 1,8 veces la de HWC.

No se encuentra en este caso una correlación entre estabilidad estructural y GFE (Figura 3), pero tampoco con C total, ni con las otras formas de C soluble Cs y HWC. Este comportamiento puede ser debido a la elevada estabilidad de los agregados de los suelos analizados, que supera en general el 70 %, con un valor medio de 86 %. Wright y Upadhyaya (1998) observaron que, más allá de una cierta saturación en un suelo dado, un aumento de glomalina no produce incrementos detectables en la estabilidad en agua, proponiendo, como posible explicación, que el sellado de los poros con esta sustancia ralentizaría la penetración de agua en los agregados.

Figura 3 Distribución de la estabilidad de agregados (%) en función de las concentraciones de glomalina fácilmente extraíble (GFE, mg g-1). 

La estabilidad de los suelos estudiados puede ser atribuida a sus elevados contenidos de materia orgánica y óxidos de hierro. De acuerdo con Kemper y Koch (1966), se puede establecer un valor umbral del 1-2 % de materia orgánica del suelo para el desarrollo de una buena estabilidad de agregados, valor que Greenland et al (1975) eleva a 3,4 %, contenidos ampliamente superados en la mayoría de los suelos estudiados, que variaron entre 1,0 y 23,6 %, con un valor medio del 6,4 %.

CONCLUSIONES

Los suelos urbanos de Santiago de Compostela presentan elevadas concentraciones de glomalina fácilmente extraíble (valor medio 4,8 mg g-1, 8 % de la MOS), sin que existan diferencias atribuibles a la litología o uso del suelo. No se observa relación significativa de estabilidad de agregados en agua con la glomalina, pero tampoco con otras formas de C soluble ni con C total, lo que se atribuye al elevado contenido de materia orgánica de los suelos estudiados.

Agradecimientos

R. Paradelo agradece al Ministerio de Economía y Competitividad de España la beca Ramón y Cajal (RYC-2016-19286). Esta investigación ha sido financiada por la Xunta de Xunta de Galicia (Subvención nº ED431F 2018/04).

Referencias bibliográficas

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