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Soil aggregate stability in Mediterranean and tropical agro-ecosystems: effect of plant roots and soil characteristics

Authors :
Mario Villatoro
James Metayer
Yves Le Bissonnais
Sylvain Huon
Iván Prieto
Jérome Nespoulous
Catherine Roumet
Alexia Stokes
Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Université de Montpellier (UM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)
Centro de Edafologia y Biologia Aplicada del Segura
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)
Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centro de Investigaciones Agronómicas (CIAS)
Universidad Nacional de Costa Rica
Agence Nationale de la Recherche in France (Ecosfix) [ANR-10-STRA-003-001]
ANR-10-STRA-0003,ECOSFIX,Services écosystémiques des racines – redistribution hydrique, séquestration du carbone et fixation du sol(2010)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) )
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Source :
Plant and Soil, Plant and Soil, Springer Verlag, 2018, 424 (1-2), pp.303-317. ⟨10.1007/s11104-017-3423-6⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2017.

Abstract

Our aim was to determine the effect of soil characteristics and root traits on soil aggregate stability at an inter- and intra-site scale in a range of agro-ecosystems. We also evaluated the effect of soil depth and the type of land use on aggregate stability. Soil aggregate stability, soil physicochemical properties and fine root traits were measured along land use gradients (from monocultures to agroforestry systems and forests), at two soil depths at four sites (Mediterranean and tropical climates) with contrasting soils (Andosol, Ferralsol, Leptosol and Fluvisol). Aggregate stability was much lower in deep than in surface soil layers, likely linked to lower soil organic carbon (SOC) and lower root mass density (RMD). Locally, and consistently in all sites, land use intensification degrades soil aggregate stability, mainly in surface soil layers. Soil organic carbon, cation exchange capacity and root traits: water-soluble compounds, lignin and medium root length proportion were the most important drivers of aggregate stability at the inter-site level, whereas SOC, root mass and root length densities (RMD, RLD) were the main drivers at the intra-site level. Overall, the data suggest different controls on soil aggregate stability globally (soil) and locally (roots). Conversion from forests to agricultural land will likely lead to greater C losses through a loss of aggregate stability and increased soil erosion.

Details

ISSN :
15735036 and 0032079X
Volume :
424
Database :
OpenAIRE
Journal :
Plant and Soil
Accession number :
edsair.doi.dedup.....318974f5744e31dc4fffbbb1de440ca4