%0 Journal Article
%A González Ubierna, Sergio
%A Cruz Caravaca, María Teresa De La
%A Valverde Asenjo, María Inmaculada
%A Casermeiro Martínez, Miguel Ángel
%A Ignacio Jorge Mardomingo
%T Sewage Sludge Application in Mediterranean Agricultural soils: Effects of Dose on the Soil Carbon Cycle
%D 2013
%@ 1735-6865
%U https://hdl.handle.net/20.500.14352/133580
%X This work investigates the effect of the application rate and type of sludge throughout the soil carbon cycle in a semiarid Mediterranean agro-ecosystem. We study the two-year evolution of the various pools of soil organic and inorganic carbon and their influence on soil respiration. We applied three rates (40, 80 and 160 Mg/ha) of two types of sludge –aerobically and anaerobically digested sewage sludge– in a calcareous Mediterranean soil. The study area is located in the southeast of Madrid (Spain) and is characterised by a Mediterranean climate with a marked seasonal and daily contrast. We analysed soil organic carbon, CO 2 emissions, organic carbon fractions, soluble carbon, and inorganic carbon forms. Measurements were madeat three times over two years, and bimonthly for organic carbon and CO 2 .The results show that sludge type and rateof applicationexerta significant influence throughout the soil carbon cycle. Aerobic sludge has a greater effect over the short-term. Anaerobic sludge treatment appears to have less effect on the cycle at the beginning of the amendment, but is prolonged over time, as the differences with untreated soil persist even after two years. The application of organic amendments in calcareous Mediterranean soils also modifies the inorganic carbon pools and greatly increases the soil soluble hydrogen carbonates. All of these results are reflected in the rates of soil CO 2 emissions, with the highest values recorded in soils amended with aerobic sludge. Our data points to the advisability of a review of the European Union’s recommendations regarding sludge and agriculture. We propose includinga sludge stabilization process and recommended application ratesaccording to the effects on soil biogeochemical cycles.
%X El artículo analiza el efecto del tipo y la dosis de lodos de depuradora sobre el ciclo del carbono en un agroecosistema semiárido mediterráneo. Se estudia durante dos años la evolución de distintos reservorios de carbono orgánico e inorgánico del suelo y su influencia en la respiración edáfica tras la aplicación de tres dosis (40, 80 y 160 Mg ha⁻¹) de dos tipos de lodo urbano: lodo aerobio y lodo anaerobio digerido, en un suelo calcáreo del sureste de Madrid. En parcelas en bloques al azar se midieron carbono orgánico del suelo, fracciones orgánicas (disuelta, lábil y recalcitrante), formas de carbono inorgánico, bicarbonatos solubles y flujos de CO₂, junto con temperatura y humedad del suelo.​Los resultados muestran que tanto el tipo de lodo como la dosis ejercen una influencia significativa en todo el ciclo del carbono del suelo. El lodo aerobio provoca un efecto más intenso a corto plazo: disminuye el pH, aumenta la conductividad eléctrica y el contenido de carbono orgánico y disuelto, y genera las mayores tasas de respiración del suelo, con una respuesta claramente dependiente de la dosis. En cambio, el lodo anaerobio tiene un impacto inicial menor, pero sus efectos se prolongan en el tiempo, de modo que las diferencias respecto al suelo control persisten incluso dos años después de la aplicación, especialmente a la dosis de 160 Mg ha⁻¹. La aplicación de ambos tipos de lodo modifica también los reservorios de carbono inorgánico y eleva notablemente las concentraciones de bicarbonato soluble, con una relación estrecha con el pH y el equilibrio de disolución de la calcita.​La dinámica de las fracciones de carbono orgánico indica que el lodo aerobio aporta más carbono lábil fácilmente mineralizable, lo que se traduce en un aumento acusado de las emisiones de CO₂ en los primeros momentos, mientras que el lodo anaerobio suministra formas más polimerizadas y recalcitrantes que contribuyen más al mantenimiento del carbono del suelo a medio plazo. El análisis de regresión múltiple revela que la temperatura y la humedad explican una parte importante de la variabilidad de la respiración en el suelo control, mientras que en suelos enmendados la importancia relativa de la humedad aumenta y la de los factores climáticos disminuye a medida que crece la dosis de lodo. En conjunto, los datos sugieren que el incremento de emisiones de CO₂ se asocia principalmente al consumo de la fracción lábil del carbono del lodo, mientras que el carbono orgánico nativo del suelo permanece relativamente estable. Los autores concluyen que el tipo de estabilización del lodo y la dosis deben considerarse en las recomendaciones de uso agrícola, incluyendo límites basados en su efecto sobre los ciclos biogeoquímicos y no solo en el contenido en metales pesados.
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