CO2 and N2O emissions from an Andisol in Chile under a no-till system using non-fixed closed chambers Translated title: Emisiones de CO2 y N2O desde un Andisol de Chile bajo sistema de cero labranza usando cámaras cerradas no-fijas

Abstract

Chile has different types of soil and climate conditions that favor a wide range of agricultural activities that can generate potential atmospheric contamination like greenhouse gases (GHG). Nevertheless, the contribution of agricultural soils to atmospheric emissions has yet to be measured in Chile. The aim of this study was to assess seasonal variability of CO2 and N2O effluxes in situ from a volcanic ash-derived soil under different agronomic management practices. Gas samples were obtained from headspaces of non-fixed closed chambers in an annual crop rotation under a no-till system in an Andisol in southern Chile (36° S). Two N-sources (NH4+ and NO3-) and ammonium fertilization plus two lime doses (0.5 and 1 Mg ha-1) were considered for soil treatments Effluxes of CO2 and N2O were determined periodically for 1 yr, and soil variables, such as temperature, water, and mineral N content, were recorded. Results showed that CO2 effluxes respond to a seasonal pattern. No effect was evidenced when considering crop management practices with a maximum of 53.2 ± 8.5 kg CO2-C ha-1 d-1 in the wet fall period and a minimum of 9.7 ± 2.1 kg CO2-C ha-1 d-1 for summer, fall dry period, and winter. N2O efflux was highly variable throughout the year and showed no influence of treatments or season variability with a mean of 0.95 kg N2O-N ha-1 yr-1. Soil mineral N variations are not related to GHG effluxes as a single variable. Results indicate that an Andisol under a no-till system in southern Chile has a low N2O emission potential, and higher CO2 emissions are mainly produced in wet seasons (wet fall and/or spring).

Translated abstract

Chile tiene diferentes tipos de suelo y condiciones climáticas que favorecen un amplio rango de actividades agrícolas, las cuales pueden generar contaminación atmosférica potencial como los gases de efecto invernadero (GHG). Sin embargo, mediciones de la contribución de los suelos agrícolas en las emisiones atmosféricas de estos gases no ha sido realizado todavía en Chile. Este trabajo tiene como objetivo determinar los flujos de emisiones in situ de CO2 y N2O desde un suelo derivado de cenizas volcánicas bajo diferentes prácticas de manejo agronómico determinando su variación estacional. Las muestras gaseosas fueron obtenidas desde el espacio aéreo de cámaras cerradas no-fijas en una rotación anual de cultivos bajo sistema de cero labranza en un Andisol del Sur de Chile (36° S). Dos fuentes de N (NH4+ y NO3-) y fertilización amoniacal más dos dosis de encalado (0.5 y 1 Mg ha-1) fueron considerados como tratamientos. Los flujos de CO2 y N2O fueron determinados periódicamente en un período de 1 año y variables de suelo tales como temperatura, contenido de agua, y N mineral fueron registrados. Los resultados muestran que los flujos de CO2 responden a patrones de estacionalidad. No fue evidenciado un efecto cuando fue considerada la práctica de manejo del cultivo, con un máximo de 53.2 ± 8.5 kg CO2-C ha-1 d-1 en la estación húmeda de otoño, y un mínimo de 9.7 ± 2.1 kg CO2-C ha-1 d-1 para verano, estación seca de otoño e invierno. El flujo de N2O fue altamente variable en el año y no muestra influencia de tratamientos o estacionalidad, con un promedio de 2.6 ± 0.6 g N2O-N ha-1 d-1. Variaciones de N mineral del suelo no están relacionadas a los flujos de GHG como una variable sola. Los resultados indican que un Andisol bajo sistema de cero labranza en el Sur de Chile tiene un bajo potencial de emisiones de N2O, y las mayores emisiones de CO2 son producidas principalmente en estaciones húmedas (otoño húmedo y/o primavera).