Soil phosphorus availability as an indicator of forest productivity in Pinus halepensis Mill. plantations. Relationship between P pools and soil properties.

Abstract

The main objective of this master's thesis is to assess the state and availability of phosphorus (P) in limestone soils in northern Spain. To do this, we studied the organic and inorganic extractable P fractions as well as the more stable ones that are usually more abundant in limestone soils. We tried to uncover which soil properties determine the edaphic P availability and state in Pinus halepensis Mill. plantations and we studied whether the P availability affects the productivity of these forests. This research has been developed using part of the soil samples taken during the Ph.D. thesis of Dr. Teresa de los Bueis Mellado, co-tutor of this work, titled: “Relationships between the dynamics of Pinus halepensis Mill. and Pinus sylvestris L. plantations and environmental parameters: a basis for sustainable management of stands” defended in 2017. For this reason, the physiographic, climatic and stand data, as well as various soil parameters, have been obtained from this previous doctoral thesis. The author of this master's thesis carried out the laboratory analysis for the determination of soil phosphorus and the statistical study necessary to achieve the objectives of this work.

Aunque el fósforo es un elemento esencial para la vida y el crecimiento de la vegetación, no siempre se encuentra en formas lábiles debido a su baja solubilidad, fuertemente dependiente del pH del suelo, a su lenta difusión y a su alta fijación en los suelos. Esto dificulta su absorción por las plantas, por lo que se considera uno de los nutrientes más limitantes para su crecimiento y en consecuencia, también para la productividad forestal. El P del suelo se encuentra principalmente como parte de la fracción sólida del suelo y aparece en varias formas químicas, incluido el P orgánico (Po) y el P inorgánico (Pi). El fósforo del suelo proviene de la meteorización química de los minerales que contienen P, del polvo atmosférico y de la lluvia seca que es rica en H2PO4 - , además de la descomposición de los residuos vegetales (hojarasca, raíces, troncos, etc.). Durante esta descomposición, los microorganismos liberan P vía mineralización y captan P vía inmovilización, controlando las transformaciones de este elemento entre formas orgánicas e inorgánicas (estas últimas son las formas de fósforo disponibles para las plantas). Estos procesos forman un subciclo biológico en el ciclo general del fósforo del suelo. Otras salidas de P del sistema son producidas por erosión hídrica y eólica, procesos de lixiviación y escorrentía que provocan el lavado del P más soluble y por la absorción de P por las plantas. Los procesos de precipitación-disolución y adsorción-desorción que controlan la transferencia abiótica de P entre la fase sólida y la solución del suelo forman el subciclo geoquímico en el ciclo del fósforo del suelo. En relación a la nutrición de las plantas, el P del suelo se puede considerar en términos de diversas reservas con diferente disponibilidad para las plantas. El ion fosfato que se encuentra en la solución del suelo es completamente accesible para las plantas, pero representa sólo una fracción diminuta del P total del suelo. La mayor parte del P del suelo es prácticamente inaccesible, puede describirse como no lábil y está presente como formas fijas e insolubles, incluidos los minerales de fosfato primario o el fosfato insoluble de Ca, Fe y AI, y el P fijado por óxidos y minerales de tipo silicatos.....