Leucaena leucocephala introduction into a tropical pasture in the Chaco region of Argentina. Effects on soil carbon and total nitrogen = Introducción de Leucaena leucocephala en una pastura tropical en el Chaco argentino. Efectos en el carbono y nitrógeno total del suelo

Abstract

The introduction of leucaena (Leucaena leucocephala), apart from increasing animal production, improves soil fertility through biological nitrogen (N) fixation and its deep-rooted system. There is limited information on carbon and N dynamics in hedgerow silvopastoral systems, particularly in the subsoil profile. The concentrations and vertical distribution of organic carbon (OC) and total N , and their fractions (particulate and associate forms) in the profile (0‒100 cm) of a 4-year-old leucaena stand in a Urochloa brizantha-Chloris gayana pasture were compared with those in the adjacent pure tropical grass (U. brizantha) pasture. Leucaena introduction increased the OC concentration in the subsoil (20‒100 cm) by 45%, particularly the stable form (associate OC) in the deepest horizon (50‒100 cm). This was attributed to a greater abundance of leucaena roots deeper in the profile than for grass. Leucaena also enhanced by 7.6% the N concentration (from 0.131 to 0.141%) in the topsoil (0‒20 cm) associated with an increment in the labile form (particulate organic N), due to leaf deposition, recycling of animal feces and nodule-N turnover from N fixation. Leucaena establishment has the potential to improve soil fertility and hence availability of N to companion grass growth, and can be utilized as a greenhouse gas mitigation strategy.

La introducción de leucaena (Leucaena leucocephala), además de incrementar la producción animal, aumenta la fertilidad del suelo por fijación simbiótica de nitrógeno (N) y por sus raíces profundas. Existe poca información sobre la dinámica de carbono y N en sistemas silvopastoriles, particularmente en el subsuelo. La cantidad y distribución vertical de carbono orgánico (CO) y N total, y sus fracciones en el perfil del suelo (0‒100 cm) de una pastura de leucaena de 4 años de edad en asociación con Urochloa brizantha y Chloris gayana, fueron comparadas con una pastura adyacente de U. brizantha en monocultivo. Leucaena incrementó en un 45% la concentración de CO (0.98 a 1.42%) en el subsuelo (20‒100 cm), particularmente la forma estable (CO asociado) en el horizonte más profundo (50‒100 cm), efecto atribuido a sus raíces profundas. Leucaena también acrecentó en un 7.6% la concentración de N (de 0.131 a 0.141%) en el horizonte superficial del suelo (0‒20 cm), asociado al incremento de la forma lábil (N orgánico particulado), atribuido a deposición de hojas, reciclado de excreta animal y descomposición de nódulos. La implantación de leucaena tiene el potencial de mejorar la fertilidad del suelo, la disponibilidad de N para gramíneas asociadas, y puede ser una estrategia de mitigación de gases de efecto invernadero.