Seasonal Changes of Organic Carbon Content in a Mild Climate Meadow

Authors

  • María Fernanda García-Domínguez Universidad Juárez del Estado de Durango, Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Agropecuarias y Forestales https://orcid.org/0009-0002-7858-6710
  • Gerardo Antonio Pámanes-Carrasco Universidad Juárez del Estado de Durango, Instituto de la Silvicultura y la Madera https://orcid.org/0000-0002-5134-6306
  • Daniel Sierra-Franco Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia
  • Rafael Jiménez-Ocampo Campo Experimental del Valle del Guadiana, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias https://orcid.org/0000-0003-2171-1357
  • Elia Esther Araiza-Rosales Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia
  • Esperanza Herrera-Torres INSTITUTO TECNOLOGICO DEL VALLE DEL GUADIANA

DOI:

https://doi.org/10.28940/terralatinoamericana.v44i.2365

Keywords:

carbon sequestration, climate change mitigation, grassland soils

Abstract

Los suelos son el mayor reservorio de carbono en los ecosistemas terrestres. Las praderas se han establecido para ofrecer una fuente diferente de forraje y muestran un alto potencial en el secuestro de carbono. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los cambios estacionales en las concentraciones de carbono orgánico y nitrógeno total del suelo, la cobertura vegetal y las propiedades fisicoquímicas del suelo en una pradera de clima templado en Durango. El estudio se llevó a cabo durante las cuatro estaciones del año, en las que se determinaron la cobertura vegetal, las especies dominantes, las propiedades fisicoquímicas, el carbono orgánico y el nitrógeno del suelo. La cobertura vegetal fue diferente entre estaciones (p < 0.05); el porcentaje de hierba disminuyó en invierno, mientras que el porcentaje de suelo desnudo fue menor en verano con respecto a las demás estaciones. Por otro lado, se encontraron los   menores  valores  de   materia  orgánica  y  carbono  orgánico  del  suelo  en  otoño (p < 0.05), por lo que la relación C:N también fue más baja (p < 0.05). Por su parte, el carbono acumulado en el suelo aumentó de 21 Mg C ha-1 en otoño a 27.5 Mg C ha-1 en verano (p < 0.05); la densidad aparente y el nitrógeno total no mostraron cambios entre estaciones (p < 0.05). Los resultados sugieren que las praderas de clima templado muestran un alto potencial en el secuestro de carbono para reducir las emisiones de GEI y contribuir a la mitigación del cambio climático.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

  • María Fernanda García-Domínguez, Universidad Juárez del Estado de Durango, Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Agropecuarias y Forestales

    Ingeniera en Tecnología Ambiental egresada la Universidad Politécnica de Durango y Maestra en Ciencias en Ingeniería Bioquímica por el Instituto Tecnológico de Durango. Actualmente es estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Agropecuarias y Forestales en la Universidad Juárez del Estado de Durango. Su linea de investigación se enfoca en la evaluación de emisiones de metano en sistemas agropecuarios y en la captura de carbono en suelos.

    Ha participado como docente en la Universidad Politécnica de Durango (2023), colaborando en la formación de estudiantes en el área de ingeniería.

    Cuenta con una publicación científica titulada "Evaluación de las propiedades fisicoquímicas de un alimento extruido para ganado vacuno adicionado con huizache (Vachellia schaffneri) y su impacto en la digestibilidad in vitro"

    Actualmente es estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Agropecuarias y Forestales en la Universidad Juárez del Estado de Durango. Su linea de investigación se enfoca en la evaluación de emisiones de metano en sistemas agropecuarios y en la captura de carbono en suelos.

  • Gerardo Antonio Pámanes-Carrasco, Universidad Juárez del Estado de Durango, Instituto de la Silvicultura y la Madera

    Doctorado en Ciencias en ingeniería Bioquímica por parte del Instituto Tecnológico de Durango enfocado a fermentaciones ruminales in vitro. Dedicado desde hace 10 años a ciencia animal y nutrición en la mitigación de gases de efecto invernadero, principalmente metano, en sistemas de producción pecuaria intensiva y extensiva. Implementación de alternativas alimenticias sostenibles en la producción pecuaria.

  • Daniel Sierra-Franco, Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia

    Daniel Sierra Franco es profesor-investigador en la Universidad Juárez del Estado de Durango con más de 10 años de experiencia. Se participa activamente en docencia en los niveles de licenciatura, Maestría y Doctorado, así mismo, en el desarrollo de Recursos Humanos. Ha liderado proyectos de investigaciones en los últimos años han sido enfocadas en la disminución y protección de la avifauna y actualmente se realizan trabajos en las emisiones de Gases de Efecto Invernadero a través del establecimiento de una línea base en el secuestro de carbono en el ecosistema pastizal.

  • Rafael Jiménez-Ocampo, Campo Experimental del Valle del Guadiana, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias

    Rafael Jiménez-Ocampo es Médico Veterinario Zootecnista con una Maestría en Producción y Salud Animal, y Doctorado en Nutrición Animal. Cuenta con más de 19 años de experiencia como investigador en el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), donde desde 2023 funge como Director del INIFAP en el estado de Durango.

    Su trayectoria se ha enfocado en la investigación aplicada sobre la producción de carne de rumiantes, particularmente bovinos, abordando temas clave como la nutrición animal, la eficiencia productiva, el manejo sustentable y la innovación en sistemas de producción adaptados a las condiciones del norte de México. Ha liderado y colaborado en múltiples proyectos estratégicos con impacto regional y nacional, enfocados en fortalecer la competitividad del sector pecuario.
    Ha sido ponente en foros técnicos y científicos, autor y coautor de diversas publicaciones especializadas, y mantiene una estrecha colaboración con productores, universidades y organismos públicos para impulsar la innovación y sostenibilidad en la ganadería mexicana.

  • Elia Esther Araiza-Rosales, Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia

    Elia Esther Araiza Rosales, es Ingeniera y Doctora en Ingeniería Bioquímica. Profesora e investigadora en el programa de Investigadoras e Investigadores por México-SECIHTI adscrita a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Cuenta con actividades de investigación y docencia a nivel de pregrado y posgrado. Su trayectoria se ha enfocado en la elaboración de alimentos ensilados y extrudidos para animales, así como en los procesos fermentativos de los bovinos. Ha liderado y colaborado proyectos de investigación. Así mismo, ha sido autora y coautora de diversas publicaciones especializadas.

References

Aguirre, O. F., Valencia, R., Ortíz, A., Chávez, J., Araiza, E. E., & Pámanes, G. A. (2025). Effect of the application of a biofertilizer on the yield of forage oats (Avena sativa L.) in the southern Durango, Mexico. Revista de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Zulia, 42(1). DOI: https://doi.org/10.47280/RevFacAgron(LUZ).v42.n1.XIII

Ali, A. B., & Shukla, M. (2024). Assessment of soil organic and inorganic carbon stocks in arid and semi-arid rangelands of southeastern New Mexico. Ecological Indicators, 166, 112398. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2024.112398

Álvarez-Sánchez, E.; Améndola-Massiotti R.; Cristóbal-Acevedo, D., & Soto-Barajas, M. (2014). Pérdidas de nitrógeno por lixiviación en una pradera mixta pastoreada en clima templado. Revista Fitotecnia Mexicana, 37(3), 271-278.

Ayala, F., Maya, Y., Troyo, E. Almacenamiento y flujo de carbono en suelos áridos como servicio ambiental: Un ejemplo en el noroeste de México. (2018). Terra Latinoamericana, 36(2), 93-104. https://doi.org/10.28940/terra.v36i2.334

Bai, Y., & Cotrufo, M. F. Grassland soil carbon sequestration: Current understanding, challenges, and solutions. (2022). Science, 377(6606), 603-608. DOI:10.1126/ciencia.abo238

Barrezueta-Unda, S., Velepucha-Cuenca, K., Solano, M., & Hurtado-Flores, L. (2020). Secuestro de carbono orgánico del suelo en pastizales de la provincia El Oro, Ecuador. Ciencia Unemi, 13(32), 14-26. DOI:10.29076/issn.2528-7737vol13iss32.2020pp14-26p

Bashour, I.I., & Sayegh, A.H. (2020). Methods of analysis for soils of arid and semi-arid regions. 2007

Bravo, C., Ramírez, A., Marín, H., Torres, B., Alemán, R., Torres, R., ..., & Changoluisa, D. (2017). Factores asociados a la fertilidad del suelo en diferentes usos de la tierra de la Región Amazónica Ecuatoriana. REDVET. Revista Electrónica de Veterinaria, 18(11), 1-16.

Cantú, I., & Yáñez, M. I. (2018). Efecto del cambio del uso de suelo en el contenido del carbono orgánico y nitrógeno del suelo. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 9(45), 122-151. https://doi.org/10.29298/rmcf.v9i45.138

Casler, M., & Undersander, D. (2018). Identificación de gramíneas y leguminosas en pasturas templadas. P. Sharpe. Manejo de pasturas para caballos. Academic Press, Reino Unido. Págs. 11-36.

Castillo-Valdéz, X., Etchevers-Barra, J. D., Hidalgo-Moreno, C., & Aguirre-Gómez, A. (2021). Soil quality evaluation: Generation and interpretation of indicators. Terra Latinoamericana, 39, 1–12. https://doi.org/10.28940/TERRA.V39I0.698

Cervantes-Vázquez, T., Fortis-Hernández, M., Trejo-Escareño, H. I.; Vazquez-Vázquez, C.; Gallegos-Roble, M. A.; Garcia-Hernández, J. L. (2018). Chemical and organic fertilization in the production of watermelon in northern Mexico. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 9(20), 4263–4275. https://doi.org/10.29312/remexca.v0i20.996 .

CONAGUA (Comisión Nacional del Agua). Precipitación (mm) por Entidad Federativa yNacional. México 2023. Available online: https://smn.conagua.gob.mx/tools/DATA/Climatolog%C3%ADa/Pron%C3%B3stico%20cli m%C3%A1tico/Temperatura%20y%20Lluvia/PREC/2023.pdf [accessed on 17 february 2025].

Connolly, J.; Sebastià, M. T.; Kirwan, L.; Finn, J. A.; Llurba, R., Suter, M.; … , & Lüsche, A. (2018). Weed supression greatly increased by plant diversity in intensively managed grasslands: A continental-scale experiment. Journal of Applied Ecolology, 55(2), 852-862. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12991

Contreras-Santos, J. L., Martìnez-Atenecia, J., Cadena-Torres, J., & Falla-Guzmán, C. K. (2020). Evaluaciòn del carbono acumulado en suelo en sistemas silvopastoriles del caribe colombiana. Agronomia Costarriquence, 44 (1), 29-41. http://dx.doi.org/10.15517/rac.v44i1.39999

Crespo-López, G.J. ¿Cómo incrementar la materia orgánica del suelo en la actividad ganadera del trópico?. (2018). Avances en Investigación Agropecuaria, 22(3), 37-44

Dhakal, D., & Anowarul Islam, M. (2018). Grass-legume mixtures for improved soil health in cultivated agroecosystem. Sustainability (Switzerland), 10(8), 2718. https://doi.org/10.3390/su10082718

De la Cruz-López, C. A., Villanueva-López, G., Casanova-Lugo, F., Martínez-Zurimendi, P., & Aryal, D. R. (2024). Carbon storage in tree biomass and soils in silvopastoral systems of the humid tropics. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(1), 1-14. http://doi.org/ 10.56369/tsaes.5055

Flores-Santiago, E., Hernández-Garay, A., Guerrero-Rodríguez, J., Quero-Carillo, A. & Martínez-Hernández, P. A. (2015). Productividad de asociaciones de pasto ovillo (Dactylis glomerata L.), ballico perenne (Lolium perenne L.) y trébol blanco (Trifolium repens L.). Revista Mexicanas de Ciencias Pecuarias, 6(3), 337-347.

Food and Agriculture Organization (FAO). Ethiopia: report on feed inventory and feed balance. 2018, Rome, Italy.

Food and Agriculture Organization (FAO). 2021a. Standard operating procedure for soil available phosphorus-Olsen method. Rome

Food and Agriculture Organization (FAO). 2021b. Standard operating procedure for soil nitrogen - Kjeldahl method. Rome.

Gamarra-Lezcano, C. C., Díaz-Lezcano, M. I., Vera de Ortíz, M., Galeano, M. P., & Cabrera-Cardús, J. N. (2018). Relación carbono-nitrógeno en suelos de sistemas silvopastoriles del Chaco paraguayo. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 9(46), 4-26. https://doi.org/10.29298/rmcf.v9i46.134

He, T., Sun, J., Hu, B., Zhu, T., & Zhang, W. (2023). The importance of fine root protection in topsoil carbon and nitrogen sequestration following land-use changes on sloping karst ecosystems. Catena, 220, 106660. https://doi.org/10.1016/j. catena.2022.106660

Hofer, D., Suter, M., Haughey, E., Finn, J. A., Hoekstra, N.J., Buchmann, N., & Lüscher, A. (2016). Yield of temperate forage grassland is either largely resistant or resilient to experimental summer drought. Journal of Applied Ecology, 53, 1023-1034. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12694

Jiménez, J. P. (2018). Efecto de la época y los días de rebrote sobre la producción y la calidad nutritiva de pastos en Costa Rica. Tesis de maestría, Posgrado Regional en Ciencias Veterinarias Tropicales Costa Rica.

Jones, G. B., & Tracy, B. F. (2018). Persistence and productivity of orchard grass and orchard grass/alfalfa mixtures as affected by cutting height. Grass and Forage Science, 73(2), 544-552. DOI: 10.1111/gfs.12309

Jurado, P., Saucedo, C. R., Morales M., & Martínez. (2013). Almacén y captura de carbono en pastizales y matorrales de Chihuahua, México. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias. México D. F.

Kitczak, T., Jänicke, H., Bury, M., & Jarnuszewski, G. (2023). Intensive Meadows on Organic Soils of Temperate Climate–Useful Value of Grass Mixtures after the Regeneration. Agriculture, 13(6), 1126. https://doi.org/10.3390/agriculture13061126

Lei, X., Shen, Y., Zhao, J., Huang, J., Wang, H., Yu, Y., & Xiao, C. (2023). Root Exudates Mediate the Processes of Soil Organic Carbon Input and Efflux. Plants, 12(3), 630. https://doi.org/10.3390/plants12030630

López-Báez, W., Reynoso-Santos, R., López-Martínez, J., Villar-Sánchez, B., Camas-Gómez, R., & García-Santiago, O. (2019). Physical-chemical characterization of soils cultivated with corn in Villaflores, Chiapas. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 10(4), 897-910. https://doi.org/10.29312/remexca.v10i4.1764

Lüscher, A., Mueller-Harvey, I., Soussana, J. F., Rees, R. M., & Peyraud, L. (2014). Potential of legume-based grassland–livestock systems in Europe: a review. Grass Forage Science, 69(2), 206-228. https://doi.org/10.1111/gfs.12124

Ma, Z., Qin, W., Wang, Z., Han, C., Liu, X., & Huang, X. (2020). A meta-analysis of soil organic carbon response to livestock grazing in grassland of the Tibetan Plateau. Sustainability, 14(21), 14065. https://doi.org/. https://doi.org/10.3390/ su142114065

Martínez-Soto, R. A., Cantú-Silva, I., Yáñez-Díaz, M. I, González-Rodríguez, H., & Béjar-Pulido, S. J. (2023). Reservorio de carbono y nitrógeno en un suelo Cambisol bajo dos usos de suelo en Linares, Nuevo León, México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 14(79), 4-30. https://doi.org/10.29298/rmcf.v14i79.1339

Matus, FJ. (2021). Fine silt and clay content is the main factor defining maximal C and N accumulations in soils: a meta‑analysis. Sciences Reports, 11, 6438. https://doi.org/10.1038/s41598-021-84821-6

Mendoza-Pedroza, S., Maldonado-Peralta D., Rojas-García, A., Cruz-Hernández, A., Torres-Salado, N., & Vaquera-Huerta, H. (2019). Ahijamiento de Lolium perenne L. asociado con Dactylis glomerata L. y Trifolium repens L. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 6(16), 57-64. https://doi.org/10.19136/era.a6n16.1392

Murray-Núñez, R., Orozco-Benítez G., Flores-Vilchez, F., Marceleño-Flores, S., & Nájera-González, O. (2021). La acumulación de materia orgánica mejora el suelo en un sistema agroforestal. Abanico Agroforestal, 3, 1-17. http://dx.doi.org/10.37114/abaagrof/2021.10

Naeth, M. A., Dhar, A., & Wilkinso, S. (2023). Recovery of dry mixed grass prairie well sites 15 years after reclamation. Ecological Engineering, 194, 107025. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2023.107025.

Núñez-Ravelo, F., Ugas-Pérez, M., Calderón-Castellanos, R., & Rivas-Meriño, F. (2021). Cuantificación del carbono orgánico y materia orgánica en suelos no rizosféricos o cubiertos por Avicennia germinans (L.) y Conocarpus erectus (L.) emplazados en Boca de Uchire, laguna de Unare, Estado de Anzoátegui, Venezuela. Revista Geográfica De América Central, (66)340-366. https://dx.doi.org/10.15359/rgac.66-1.13

Nigussie, Z. (2024). The effect of climate change on soil health: A review. International Journal of Energy and Environmental Science, 9(3), 52-58. https://doi.org/10.11648/j.ijees.20240903.11

Ordoñez-Flores, J. H., Huamán-Adriano, V. M., & Rojas-Egoavil, J. D. Establecimiento de una asociación de gramíneas y leguminosas forrajeras, sem-bradas con densidades de arveja (Pisum sativum L.)" Remate" en el Valle del Mantaro, Perú. Scien Agropecuaria, 10(3), 383-391. http://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2019.03.09.

Plantureux, S.; Bernués, A.; Huguenin-Elie, O.; Hovstad, K.; Isselstein, J.; McCracken, D.; Therond O.; Vackar D. (2016). Ecosystem service indicators for grasslands in relation to ecoclimatique regions and land use systems. Grass. Scien. in Eur, 524-547.

Ramos-Hernández, E.; Martínez-Sánchez, J. L. (2020). Almacenes de biomasa y carbono aéreo y radicular en pastizales de Urochloa decumbens y Paspalum notatum (Poaceae) en el sureste de México. Revista de Biología Tropical, 68(2), 440-451. http://dx.doi.org/10.15517/rbt.v68i2.37395

Research Grasslands Institute of New Zealand (2010). Ficha técnica, línea de nutrición animal clima frío. Ray Grass Híbrido Perenne Teraploide Sterling.

Rivera, J.E., Chará J., & Barahona R. (2019). CH4, CO2 and N2O emissions from grasslands and bovine excreta in two intensive tropical dairy production systems. Agroforests systems, 93(4), 915-928. https://doi.org/10.1007/s10457-018- 0187-9

Rojas, J., Brenes, S., & Abarca, S. (2022). Carbono en el suelo: comparación entre un área de pastos y un bosque. InterSedes, 13(47), 184-205. https://doi.org/10.7440/res64.2018.03

Sandoval, E., Dorner, F., Seguel, S., Cuevas, B., & Rivera, S. Métodos de análisis físicos del suelo. Chillán, Chile: Publicaciones Departamento de Suelos y Recursos Naturales 2012. https://hdl.handle.net/20.500.14001/59208

SEMARNAT. NOM-021-SEMARNAT-2000. (2020). Especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio , muestreo y análisis. Ciudad de México: SEMARNAT. https://elsemarnat.info/normas/nom-021/

Skersiene, A., Slepetiene, A., Stukonis, V., & Norkeviciene, E. (2024). Contributions of Different Perennial Grass Species and Their Roots’ Characteristics to Soil Organic Carbon Accumulation. Sustainability, 16(14), 6037. https://doi.org/10.3390/ su16146037

Suárez-Hernández, E. B.; García-Martínez, J. E.; Mellado-Bosque, M.; Dueñez-Alanís, J. (2015). Cambios en la vegetación, propiedades del suelo y tasa de infiltración en un agostadero del norte de México, excluido del pastoreo durante 25 años. Revista Agraria, 12(1), 35–45. https://doi.org/10.59741/agraria.v12i1.506

United States Departament of Agriculture (USDA). (2024). Carbon: Nitrogen Ratio (C:N). Natural resources conservation service. https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2022-09/SoilTechNote23A.pdf. (Consulted on December 14, 2024)

Vargas-Larreta, B.; Amezcua-Rojas, M.; López-Martínez, J.; Cueto-Wong, J.; Cruz-Cobos, F.; Nájera-Luna, J.; Aguirre-Calderón, C. G. (2023). Estimación de los almacenes de carbono orgánico en el suelo en tres tipos de bosque templado en Durango, México. Botanical Sciences, 101(1), 90-101. https://doi.org/10.17129/botsci.3094

Ventura-Ríos, J., Hernández-Moreno, E., Santiago-Ortega, M., Wilson-García C., Maldonado-Peralta, M., & Rojas-García, A. (2020). Rendimiento de trébol blanco asociado con pasto ovillo a diferentes frecuencias de pastoreo. Revista Mexicana de Ciencias Agrísolas, 11(24), 1-12. https://doi.org/10.29312/remexca.v0i24.2353

Walkley, A., & Black, C. A. (1938). An examination of the Degtajareff’s method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37(1), 29-38. Doi: http://dx.doi.org/10.1097/00010694-193401000

Wuest, S. (2014). Variación estacional del carbono orgánico del suelo. Revista de la Sociedad Americana de Ciencias del Suelo, 78, 1442-1447.

Zapata, M., Cabanillas, R., Burboa, F., & Domínguez, K. (2021). Manejo eficiente de Praderas de Riego en Pastoreo. Campo Experimental Costa de Hermosillo. Disponible en: https://vun.inifap.gob.mx/BibliotecaWeb/_Content?/=12306. Consultado: 20 de febrero de 2025

Zárate, W., Victoriano, M., Martínez, F. E., Móreno, K., Arispe, J. L., & Díaz, J. F. (2024). Propiedades químicas del suelo y calidad del agua en Miahuatlán de Porfirio Díaz y Ejutla de Crespo, Oaxaca, México. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 11(1), 1–14. https://doi.org/10.19136/era.a11n1.3948

Downloads

Published

31-05-2026

Issue

Section

Scientific Papers

How to Cite

Seasonal Changes of Organic Carbon Content in a Mild Climate Meadow. (2026). TERRA LATINOAMERICANA, 44. https://doi.org/10.28940/terralatinoamericana.v44i.2365