Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café en Huatusco,
Veracruz, México
Carbon stored in different coffee agroforestry systems in Huatusco, Veracruz,
Mexico
Resumen
El potencial de la captura de carbono (C) en el sector agrícola y forestal para
mitigar los efectos del cambio climático es significativo. Los sistemas agrofo-
restales tienen una ventaja estratégica importante para la captación de C, debido
al contenido potencial de este elemento en las múltiples especies de plantas que
conviven simultáneamente en ellos. El objetivo general de este estudio fue deter-
minar el C almacenado en los estratos aéreos y en el suelo en diferentes sistemas
de uso de la tierra en Huatusco, Veracruz. Los resultados indican que el sistema
con mayor contenido de C total fue el Bosque Mesófilo de Montaña (BMM) con
481 Mg ha, siendo más del doble de lo acumulado en el sistema policultivo tradi-
cional - café con árboles de uso múltiple - PTR (188 Mg ha ) o en el sistema
especializado - monocultivo de café con árboles de Inga como sombra - ESP
(133 Mg ha ). Los valores del C en la biomasa aérea fueron muy superiores en el
BMM, mientras que los contenidos de C orgánico en el suelo (COS) a una
profundidad de 0 a 60 cm fueron de 117 Mg ha , 154 Mg ha y 128 Mg ha en
ESP, PTR y BMM, respectivamente. El mayor porcentaje de COS con respecto
al total de cada sistema se registró en los sistemas agroforestales, con 88 % en
ESP y 82 % en el PTR, mientras que en el BMM fue de 27 %.
Palabras clave: carbono en biomasa aérea, carbono orgánico del suelo, ecuacio-
nes alométricas
Aiko Masuhara, Eduardo Valdés, Joel Pérez , Diego Gutiérrez, José Cutberto Vázquez,
Eduardo Salcedo, María de Jesús Juárez y Agustín Merino
Sección de Cambio Climático. Museo de Ciencias de Tokio, Japón
Departamento de Fitotecnia, Universidad Autónoma Chapingo, Texcoco, México
Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Pastaza, Ecuador
Departamento de Madera, Celulosa y Papel, CUCBA, Universidad de Guadalajara Campus
Zapopan, Jalisco, México
Escuela Politécnica Superior, Universidad de Santiago de Compostela
Campus Lugo, Galicia, España
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Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº1- (Pag 66-93)
Recibido: 14 de junio de 2014
Recibido en forma corregida: 13 de diciembre de 2014
Aprobado: 19 de marzo de 2015
Masuhara et al
67
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Abstract
The effects of global warming are well known throughout the world. Carbon’s
(C) capture potential is significant in the agricultural and forestry sectors. Agro-
forestry systems have a strategic advantage in regards to the use of C, due to the
potential content found in multiple plant species coexists simultaneously. The
general object of the present study was the determination of carbon stock of the
aerial stratums and soil in different land use system in Huatusco, Veracruz..
Results indicate that cloud forest (BMM) contains the largest contain of total C
which was 481 Mg ha and that the agroforestry systems contained a smaller
quantity of total C and traditional intercropping system -coffee with multiple use
trees- PTR (188 Mg ha ) and specialized system - monoculture coffee with
shade tree of Inga- ESP (133 Mg ha ). C values in the aerial biomass were higher
in the BMM. The contents of soil organic carbon (SOC) at depth of 0 to 60 cm
were 117 Mg ha , 154 Mg ha and 128 Mg ha in ESP, PTR and BMM, respecti-
vely. The largest percentage of SOC with regard to the total of each system was
registered in the agroforestry systems with 88 % in ESP and 82 % in PTR, mean-
while BMM only had a 27% intake.
key words: aerial biomass carbon, soil organic carbon, allometric equations
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Introduction
Climate change -partly caused
by various human activities carried out
mainly in industrialized countries- is a
global problem that affects negatively
the ecological, economic and social
processes that rule the planet (IPCC,
200). Currently climate change is attri-
buted to an increase in global tempera-
ture, due to the increases –at levels
vastly superior to those at preindustrial
times- in the atmospheric concentra-
tion of greenhouse gases, which are
capable of absorbing infrared radia-
tion. These gases are mainly Carbon
dioxide (CO2), nitrous oxide (N2O)
Introducción
El cambio climático, inducido
en parte por diversas actividades
humanas desarrolladas principalmente
en países industrializados es un proble-
ma mundial, que afecta negativamente
los procesos ecológicos, económicos y
sociales que rigen el planeta (IPCC,
2001). En la actualidad el cambio
climático global se atribuye general-
mente a un aumento de la temperatura
global del planeta, debido a incremen-
tos muy por encima de los niveles de
tiempos preindustriales, de la concen-
tración en la atmósfera de los llamados
“gases de efecto invernadero” que son
capaces de absorber la radiación infra-
rroja; estos gases son principalmente el
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
68
and methane (CH4) (IPCC, 2007).
CO2 emissions caused by agricultural
and forestry activities are estimated to
be only 5% of the planet’s total howe-
ver, carbon (C) storage potential in the
execution of said activities is very
significant (Benites et al., 1999). Nort-
cliff (2007) said that soil organic
carbon (COS) stored in the first 100 cm
is approximately 1500 – 1600 Pg (1
Petagram = 1x1015 g) and 470 – 655
Pg of C in the vegetal stratum. C
fixation implies that the CO2 is captu-
red in the atmosphere and fixated into
sugar through plants’ photosynthesis to
store it as organic matter (OM) in their
roots, leaves, stem, fruits, etc. and
instead return oxygen (O2) to the
atmosphere. The gradual decomposi-
tion of the OM increases the amount of
C stored in the soil (Seeberg- Elver-
feldt, 2010).
Coffee (Coffea arabica L.)
growing in Mexico can be found in 12
states, 56 regions, 382 municipalities
and 4326 communities, where more
than 30 indigenous groups are located
(Martínez et al., 2006b). Coffee
regions in Mexico are rich and diverse,
in fact three of the most important
producing states are those where the
highest biodiversity can be found
biodiversity (Moguel y Toledo, 1999).
On the other hand, coffee is one crop of
the most economic, social, cultural and
dióxido de carbono (CO2), óxido
nitroso (N2O) y metano o CH4 (IPCC,
2007). Las emisiones de CO2 por la
actividad agrícola y forestal se calcu-
lan en sólo 5 % del total planetario, sin
embargo, el potencial de almacena-
miento de carbono (C) en el desarrollo
de dichas actividades es muy significa-
tivo (Benites et al., 1999). Nortcliff
(2007) mencionó que el C orgánico del
suelo (COS) almacenado en los prime-
ros 100 cm es aproximadamente de
1500 a 1600 Pg (1 Peta gramo=1x1015
g) y de 470 a 655 Pg de C en el estrato
vegetal. La fijación de C implica que el
CO2 es capturado de la atmósfera y
fijado en azúcares a través de la foto-
síntesis por las plantas para almacenar-
lo como materia orgánica (MO) en sus
raíces, hojarasca, troncos, frutos, etc. y
a cambio devuelven oxígeno (O2) a la
atmósfera. La descomposición paulati-
na de la MO debida a la muerte de
estos seres vivos, aumenta la porción
de C almacenado en el suelo (Seeberg-
Elverfeldt, 2010).
El cultivo de café (Coffea
arabica L.) en México se encuentra en
12 estados, 56 regiones, 382 munici-
pios y 4326 comunidades, donde se
localizan más de 30 grupos indígenas
(Martínez et al., 2006b). Las regiones
cafetaleras en México son ricas y
diversas, de hecho tres de los estados
productores más importantes, son
aquellos que registran los más altos
índices de biodiversidad (Moguel y
Toledo, 1999). Por otro lado, el café es
uno de los cultivos de mayor importan-
Masuhara et al
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Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
environmental importance in Mexico
(Rosas et al., 2008); and an activity of
great relevance for the indigenous and
peasant populations that live in moun-
tainous areas (Anta, 2006). In the Hua-
tusco region, Veracruz, Mexico, the
alternatives for a sustainable manage-
ment of coffee crops are agroforestry
systems classified by Escamilla et al.
(1994): Commercial system, traditio-
nal polyculture system, specialized
systems, which are the most usual
systems in the region, with its two
forms: conventional and organic, since
they represent the type of cultivation
with the most social acceptance by the
majority of producers, and it’s more
capable of maintaining a sustained
production of organic coffee. In regard
to conventional management there is
the rustic production system, which is
not very representative.
Shaded coffee plantations
maintain productivity through time
using less inputs, this makes them
more reliable for when coffee prices
drop. They conserve native biodiversi-
ty when preserved for taxa shading
typical of the area, they also conserve
fertility; on the other hand they prevent
phenomena such as soil erosion, water
pollution. They increase grain size,
improve the vigor and growth of coffee
trees, modify the incidence of plagues
and diseases, affect weed control, and
cia económica, social, cultural y
ambiental en México (Rosas et al.,
2008) y una actividad de gran relevan-
cia para la población indígena y cam-
pesina que habita en las áreas monta-
ñosas (Anta, 2006). En la región de
Huatusco, Veracruz, México, las alter-
nativas para el manejo sostenible del
cultivo de café son los sistemas agrofo-
restales clasificados por Escamilla et
al. (1994): sistema comercial, sistema
de policultivo tradicional, sistema
especializado, los cuales son los siste-
mas más comunes en la región dentro
de sus dos modalidades: convencional
y orgánico; ya que representan el tipo
de cultivo con más aceptación social
por parte de la mayoría de los produc-
tores y es más susceptible de mantener
una producción sostenida de café orgá-
nico. Como extremos de los sistemas
de cultivo en la región de Huatusco, en
general se encuentran, en cuanto al
manejo convencional, el sistema gana-
dero (potrero) y el sistema a pleno sol,
aunque éste se encuentra prácticamen-
te inexistente en la región; en contraste,
por el lado del manejo tradicional, se
encuentra el sistema rusticano, el cual
es también muy poco representativo.
Los cafetales con sombra
sostienen la productividad a través del
tiempo utilizando menos insumos, lo
que las hace más confiables cuando
bajan los bajos precios del café. Con-
servan la biodiversidad nativa cuando
se conservan para el sombreado a taxo-
nes propios de la zona, así como la
fertilidad; por otro lado evitan fenó-
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
70
additional products are obtained
(Muschler, 2006). Other studies have
confirmed that shaded coffee planta-
tion help to obtain a greater grain
density and improves cup quality.
Shade also softens the strong contrasts
in temperature, which makes it more
suitable for coffee fruit development
(Martínez-Pérez, et al., 2006a).
The main goal of this study was to
estimate the C stored in the aerial
biomass (trees, shrub, fallen trunks,
herbaceous, and mulch) using allome-
tric equation and COS determination at
four depth levels (0 – 10, 10 – 20, 20 –
30, and 30 – 60 cm) in two coffee agro-
forestry systems: Specialized System
(ESP) and Traditional Polyculture
(PTR), to compare them with a natural
ecosystem, which at this height is the
Montane Cloud Forest (MCF).
Materials and Methods.
Characteristics of the Study Area
The study was carried out in
2011 at the Experimental Camp in the
East Regional University Center
(Centro Regional Universitario Orien-
te – CRUO) of the Chapingo Autono-
mous University (Universidad Autó-
noma Chapingo) located in Huatusco,
Veracruz (Mexico), located between
latitudes 19° 09’ N and longitudes 96°
menos como la erosión del suelo,
contaminación del agua; además se
aumenta el tamaño de grano, mejora el
vigor y crecimiento de los cafetos,
modifica la incidencia de plagas y
enfermedades, incide en el control de
malezas, y se obtienen productos
adicionales (Muschler, 2006). Otros
estudios han confirmado que los cafe-
tales sombreados ayudan a obtener
mayor densidad de grano y mejora la
calidad en taza. La sombra además
amortigua los contrastes fuertes de
temperatura, siendo más adecuado
para el desarrollo del fruto (Martínez-
Pérez, et al., 2006a)
El objetivo principal de la
presente investigación fue estimar el C
almacenado por la biomasa aérea
(arbórea, arbustiva, troncos caídos,
herbácea y de mantillo) mediante ecua-
ciones alométricas y la determinación
del COS a cuatro profundidades (0-10,
10-20, 20-30, y 30-60 cm) en dos siste-
mas agroforestales de café: el Sistema
Especializado (ESP) y el Policultivo
Tradicional (PTR), para compararlo
con un ecosistema natural, que a esa
altitud es el Bosque Mesófilo de Mon-
taña (BMM).
Materiales y Métodos
Características del área de estudio
El estudio se realizó durante
2011 en el Campo Experimental del
Centro Regional Universitario Oriente
(CRUO) de la Universidad Autónoma
Masuhara et al
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Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Chapingo ubicado en Huatusco, Vera-
cruz (México), el cual se ubica a los19°
09’ de latitud Norte y los 96° 57’ de
longitud Oeste, a una altitud de 1334
m, con una precipitación promedia
anual de 1700,17 mm. El clima que
prevalece en el centro regional está
representado por la fórmula climática
(A)C(m)w”v(i’)g; esto es: una transi-
ción entre los cálidos A y los templados
C (Cisneros et al., 1993) con una
temperatura media anual de 17.2 °C.
Los suelos, en general, son de origen
volcánico (Pérez, 2004). El pH varía
de 5.2 a 6.0 y las grandes pendientes
varían de 3 a 60 % (Montiel y Robledo,
1998).
Descripción de los tratamientos:
Sistema especializado (ESP).
Es una modalidad en la que sólo se
produce café bajo sombra no diversa
que se caracteriza por utilizar princi-
palmente árboles del género Inga. Se
localiza entre los 19º10’26” N y
96º57’58”O a 1357 m de altitud, y su
superficie fue de 0.5 hectárea (ha). La
pendiente del terreno es de 51%. Antes
del establecimiento de dicho sistema
especializado hace 11 años, había un
Bosque mesófilo de montaña nativo.
Sistema policultivo tradicional
(PTR). Consiste en una plantación de
café bajo sombra en cuya composición
existe una gran diversidad de árboles
nativos o de vegetación natural así
como de Persea schiedeana Nees.
(chinene), Inga spp. (Inga), y Grevillea
57’ W, at an altitude of 1334 m, with
annual average rainfall of 1700.17
mm. The climate prevalent at the
regional center can be represented by
the climate equation (A)C(m)w”v(i’)g
which means: A transition between
warm A and mild C (Cisneros et al.,
1993) with an annual average tempera-
ture of 17.2 °C. Soils are generally of
volcanic origin (Pérez, 2004). The pH
varies from 5.2 to 6.0 and large slopes
go from 3 to 60 % (Montiel y Robledo,
1998).
Treatments Description:
Specialized System (ESP). It’s
a modality in which coffee is only
produced under shade, it’s characteri-
zed by using trees of the Inga genus.
Located between 19º10’26” N and
96º57’58”W at 1357 m of altitude, and
its area surface was 0.5 hectare (ha).
The terrain’s slope was 51%. Before
the establishment of the specialized
system eleven years ago, there was a
montane cloud forest (MCF)
Traditional Polyculture System
(PTR). Consists in a shaded coffee
plantation comprised of a great variety
of native trees or natural vegetation,
including Persea schiedeana Nees.
(chinene), Inga spp. (Inga), and Grevi-
llea robusta A. Cunn. (grevillea).
Before this system, there was a pasture
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
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robusta A. Cunn. (grevillea). Antes del
sistema de policultivo tradicional había
un sistema de potrero con pastoreo de
ganado bovino (hace 30 años). Este se
localiza a 19º10’26” N y 96º58’04” O
a 1320 m de altitud, y su superficie fue
de 0.3 ha. La pendiente del terreno fue
de 9%.
Bosque mesófilo de montaña
(BMM). Estos bosques son uno de
pocos los remanentes de este tipo de
vegetación de la era Terciaria que
conserva el país y puede describirse
como un bosque de niebla tropical muy
denso y con alto grado de endemismo
florístico; dominado por especies de
Liquidambar straciflua L. (ocozote),
Meliosma alba (Schltdl.) Walp.
(quiavis), Persea spp., (aguacatillo),
Solanum muricatum Aiton. (hierba
mora), Chamaedorea tepejilote Liebm.
(tepejilote), numerosas orquídeas
epifitas y helechos; también algunos de
ellos de porte arborescente. Éste en
concreto se localiza a 19o10’ 45” N y
96º58’ 03” O a 1284 m de altitud, y su
superficie fue de 1.1 ha. La pendiente
del terreno fue de 47% (Escamilla et
al., 1994).
Muestreo de suelo y medición de
biomasa
El diseño de las unidades de
muestreo (UM) fue de tipo sistemático.
Para fines estadísticos se colocaron
tres UM en sentido Norte – Sur (UM 2,
3 y 4) y una en sentido Este – Oeste
(UM 1) para cada sistema del estudio
system with grazing cattle (30 years
ago). It’s located between 19º10’26” N
y 96º58’04” W at 1320 m of altitude,
and its surface area was 0.3 ha. The
terrain’s slope was 9%.
Montane Cloud Forest (MCF).
These forests are but few of the remai-
ning of this type of vegetation from the
Tertiary period still conserved in the
country, and can be described as tropi-
cal forests of very dense fog with a
high level of floristic endemism; domi-
nated by species such as Liquidambar
straciflua L. (ocozote), Meliosma alba
(Schltdl.) Walp. (quiavis), Persea spp.,
Solanum muricatum Aiton., Chamae-
dorea tepejilote Liebm, various kinds
of epiphyte orchidaceae and ferns.
These forests are located between
19º10’ 45” N and 96º58’ 03” W at 1284
m of altitude, and its surface area was
1.1 ha. The terrain’s slope was 47%
(Escamilla et al., 1994).
Soil Sampling and Biomass Measu-
ring
The design of the sampling
units (SU) was of systematic type. For
statistical purposes three SU were
located in North-South direction (SU
2, 3, and 4) and one in East-West direc-
tion (SU 1) for each studied system
(Figure 1). The SU were rectangular
frames of 25 x 4 m (100 m ). To obtain
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Masuhara et al
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Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Figura 1. Esquematización de la unidad de muestreo (UM) Figura 2. Esquema con las profundidades del muestreo
de suelo utilizadas en el estudio de los sistemas.
(Figura 1). Las UM fueron marcos
rectangulares de 25 x 4 m (100 m ).
Para obtener el valor promedio de las
UM se tomaron en cuenta los valores
de los puntos N y S de cada una de las
unidades (UM 2, 3 y 4) y de los puntos
E y O de la UM 1, y así se obtuvieron
muestras representativas de cada una
de las UM que se utilizaron para calcu-
lar las características de la biomasa
vegetal (arbustivo, herbácea y matillo)
y del suelo (0-10, 10-20, 20-30, y
30-60 cm). Para la medición del C
edáfico en los sistemas estudiados se
colectaron muestras de dos pozos por
UM. (Figura 2). Para determinar la
densidad aparente (ρb) del suelo se
utilizó un tubo muestreador de PVC de
10 cm de largo y 5.5 cm de diámetro.
El tubo se golpeó verticalmente con
una tabla de madera y un martillo o
maceta hasta penetrar totalmente en
cada profundidad (Etchevers et al.,
2005; Rügnitz et al., 2008).
the average value from the SU were
considered the values at points north
and south for each units (SU 2, 3, and
4) and at points east and west for the
SU 1, in this way were obtained repre-
sentative samples from each SU which
were used to calculate the characteris-
tics of the plant biomass (shrubby,
herbaceous and mulch) and of the soil
at depths (0-10, 10-20, 20-30, and
30-60 cm). Samples from two well for
each SU (Figure 2) were collected to
measure soil carbon in the studied
systems. A PVC sampling tube of 10
cm in length and 5.5 cm in diameter
was used to determine the apparent
density (ρb) of soil. The tube was hit
vertically with a wooden plank and a
hammer or mace until penetrating at
each depth (Etchevers et al., 2005;
Rügnitz et al., 2008).
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La metodología seguida del
presente trabajo corresponde a lo
establecido por Rügnitz et al. (2008).
Para determinar la biomasa vegetal
total se utilizó la siguiente ecuación
(1):
VT = (BA + Ba + BTC + BH + BM + BR) (1)
Dónde: BVT = biomasa vegetal total
(Mg ha ), BA = biomasa arbórea (Mg
ha ), Ba = biomasa arbustiva (incluye
cafetos) (Mg ha ), BTC = biomasa de
troncos caídos (Mg ha ), BH = biomasa
herbácea (Mg ha ), BM = biomasa de
mantillo (Mg ha ), BR = biomasa de
raíces (Mg ha ).
Para evaluar la Biomasa arbórea (BA)
se utilizó todo el área disponible de la
UM (25 x 4 m), considerando los árbo-
les dentro de ella y cuyo diámetro a la
altura del pecho (Dap = 1.30 m) fuera
mayor de 5 cm. Para calcular la bioma-
sa de los árboles en los sistemas agro-
forestales se utilizó la siguiente ecua-
ción (Segura et al., 2006) (2):
Y = -0.834 + 2.223 × log10 (D) (2)
Dónde: Y = log10 biomasa por encima
del suelo en kilogramos (kg), D = Dap
en centímetros (cm), log10 = logaritmo
en base 10.
Para calcular la biomasa de los árboles
de Inga spp. por individuo en los siste-
mas agroforestales se utilizó la
The methodology followed in this
study was established by Rügnitz et al.
(2008). To determine total plant
biomass the following equation was
used (1):
VT = (BA + Ba + BTC + BH + BM + BR) (1)
Where: BVT = total plant biomass (Mg
ha ), BA = tree biomass (Mg ha ), Ba =
shrub biomass (including coffee trees)
(Mg ha ), BTC = fallen trunk biomass
(Mg ha ), BH = herbaceous biomass
(Mg ha ), BM = mulch biomass (Mg ha
), BR = root biomass (Mg ha ).
The entire area of the SU (25 x 4 m)
was used to assess Tree biomass (BA)
considering the trees within it whose
diameter at breast height (Dbh = 1.30
m) was greater than 5 cm. To calculate
tree biomass in the agroforestry
systems the following equation was
used (Segura et al., 2006) (2):
Y = -0.834 + 2.223 × log10 (D) (2)
Where: Y = log10 above ground
biomass in kilograms (kg), D = Dbh in
centimeters (cm), log10 = logarithm
with base 10.
To calculate the biomass of Inga spp.
trees by individuals in the agroforestry
systems, the following equation was
used (Segura et al., 2006) (3):
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siguiente ecuación (Segura et al.,
2006) (3):
Y = -0.889 + 2.317 × log10 (D) (3)
Dónde: Y = log10 biomasa arriba del
suelo (kg), D= Dap (cm), log10 = loga-
ritmo en base 10. Para calcular la
biomasa aérea del plátano por indivi-
duo se utilizó la siguiente ecuación
(Van Noordwijk et al., 2002) (4):
Y = 0.030 D2.13 (4)
Dónde: Y = biomasa (kg), D = Dap
(cm).
Para calcular la biomasa de los árboles
en BMM se utilizó la siguiente ecua-
ción (Brown, 1997; citado por Pearson
et al., 2005) (5):
Y = exp (-2.289 + 2.649 × ln (D) - 0.021 × (ln D)2)
(5)
Dónde: Y = biomasa arriba del suelo
(kg), exp = exponente, ln = logaritmo
natural, D = Dap (cm).
Por último para calcular la cantidad de
biomasa por ha, se sumó la biomasa de
todos los árboles medidos y registrados
tanto en la parcela de 25 x 4 m (6).
BA = BT × 0.1 (6)
Dónde: BA = biomasa arbórea vegetal
total (Mg ha ), BT = biomasa total
(Kg) en la UM de 25 x 4 m, 0.1 = factor
de conversión en la UM de 25 x 4 m.
Y = -0.889 + 2.317 × log10 (D) (3)
Where: Y = log10 above ground
biomass (kg), D= Dbh (cm), log10 =
logarithm with base 10. To calculate
the aerial biomass of the plantain by
individual, the following equation was
use d
(Van Noordwijk et al., 2002) (4):
Y = 0.030 D2.13 (4)
Where: Y = biomass (kg), D = Dbh
(cm).
To calculate tree biomass in the MCF
the following equation was used
(Brown, 1997; quoted by Pearson et
al., 2005) (5):
Y = exp (-2.289 + 2.649 × ln (D) - 0.021 × (ln D)2)
(5)
Where: Y = above ground biomass
(kg), exp = exponent, ln = natural loga-
rithm, D = Dbh (cm).
Finally, to calculate the amount of
biomass per ha, we added the biomass
of each measured and recorded tree in
the 25 x 4 m plot (6).
BA = BT × 0.1 (6)
Where: BA = total plant and tree
biomass (Mg ha ), BT = total biomass
(Kg) in the 25 x 4 m SU, 0.1 = conver-
sion factor in the 25 x 4 m SU.
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
76
Biomasa arbustiva, cafetos y otras
especies de arbustos (Ba). Para la
evaluación de vegetación arbustiva, se
utilizaron cuadros de 4 x 4 m (16 m2),
colocados en 1 m del centro de la UM.
Luego se midió el diámetro de tallo por
encima de 15 cm de suelo. Para calcu-
lar la biomasa aérea del café se utilizó
la siguiente ecuación (Segura et al.,
2006) (7):
Y = -1.113 + 1.578 × log10 (D) + 0.581 × log10 (H)
(7)
Dónde: Y = log10 biomasa (kg), D =
diámetro de tallo arriba de 15 cm de
suelo (cm), H = altura (m), log10 =
logaritmo en base 10.
Luego, para calcular la cantidad de
biomasa arbustiva por ha, se sumó la
biomasa de todas las especies arbusti-
vas (cafetos y otras especies) medidas
(8).
Ba=BaSUM×625× 10-3 (8)
Dónde: Ba = biomasa arbustiva vege-
tal total (Mg ha-1), BaSUM = biomasa
total (kg) en la subunidad de muestreo
(SUM) de 4 x 4 m, 625 × 10-3 = factor
de conversión en la SUM de 4 x 4 m.
Biomasa de troncos caídos (BTC).
Para estimar la biomasa de troncos
caídos > 5 cm de diámetro y > 50 cm
de largo, el cálculo se realizó de la
siguiente manera (Hairiah et al., 2001)
Shrub Biomass, Coffee Trees and
Other Shrub Species (Ba). Squares
with dimensions 4 x 4 m (16 m2) were
used to assess the shrub vegetation,
they were placed in 1 m at the center of
the SU. Next, the diameter of the stem
was measured at 15 cm above ground.
To calculate the coffee’s biomass the
following equation was used (Segura
et al., 2006) (7):
Y = -1.113 + 1.578 × log10 (D) + 0.581 × log10 (H)
(7)
Where: Y = log10 biomass (kg), D =
Stem diameter at 15 cm above ground
(cm), H = height (m), log10 = loga-
rithm with base 10.
Afterwards, to calculate the amount of
shrub biomass per ha, we added the
measured biomass of all shrub species
(coffee trees and other species) (8).
Ba = BaSUM × 625 × 10-3 (8)
Where: Ba = Total shrub biomass (Mg
ha-1), BaSUM = total biomass (kg) in
the sub-sampling unit (SSU) of 4 x 4
m, 625 × 10-3 = conversion factor in
the 4 x 4 m SSU
Fallen Trunks Biomass (BTC). To
estimate fallen trunks biomass > 5 cm
in diameter and > 50 cm in length, the
calculation was done as following
(Hairiah et al., 2001) (9):
Masuhara et al
77
BAC = π r2 ×L×0.43 (9)
Dónde: BAC = biomasa de troncos
caídos (g), π = pi, constante (3.1416),
r = radio (cm), L = longitud del tronco
caído (cm), 0.43 = densidad de tronco
caído (g cm ) (Pearson et al., 2005).
Luego, para calcular la cantidad de
biomasa por ha, se sumó la biomasa de
todos los
troncos caídos medidos (10).
BTC = BAC × 10-4 (10)
Dónde: BTC = biomasa de trocos
caídos total (Mg ha-1), BAC = bioma-
sa total (g) en la UM de 25 x 4 m, 10-4
= factor de conversión en la UM de 25
x 4 m.
Biomasa herbácea (BH) y biomasa de
mantillo (BM). Para evaluar la bioma-
sa de la vegetación herbácea, se utilizó
un marco de 1 x 1 m (1 m ), y un marco
de 0.5 x 0.5 m (0.25 m ) para el manti-
llo. Las muestras fueron guardadas en
bolsas plásticas para el transporte y
después enviadas al laboratorio para el
secado de las muestras en horno-estufa
de aire forzado a 75°C, y se utilizó para
determinar su peso seco una balanza de
laboratorio. La biomasa herbácea se
calculó con la fórmula (11):
BH = ((PSM/PFM) × PFT) × 0.01 (11)
Dónde: BH = biomasa herbácea, mate-
ria seca (Mg ha ), PSM = peso seco (g)
de la muestra colectada, PFM = peso
BAC = π r2 ×L×0.43 (9)
Where: BAC = Fallen tree biomass (g),
π = pi, constant (3.1416), r = radius
(cm), L = fallen trunk length (cm), 0.43
= fallen trunk density (g cm ) (Pearson
et al., 2005).
Then, to estimate biomass per ha, we
added the biomass of all the measured
fallen trunks
(10).
BTC = BAC × 10-4 (10)
Where: BTC = total fallen trunks
biomass (Mg ha-1), BAC = total
biomass (g) in the 25 x 4 m SU, 10-4 =
conversion factor in the 25 x 4 m SU.
Herbaceous Biomass (BH) and Mulch
Biomass (BM). A 1 x 1 m (1 m ) frame
was used to assess the biomass of the
herbaceous vegetation, and a 0.5 x 0.5
m (0.25 m ) frame for mulch. Samples
were stored in plastic bags for trans-
portation and later sent to the labora-
tory to dry the samples in a forced-air
oven at 75°C, and a laboratory balance
was used to determine its dry weight.
Herbaceous biomass was calculated
using the following equation (11):
BH = ((PSM/PFM) × PFT) × 0.01 (11)
Where: BH = Herbaceous biomass, dry
matter (Mg ha ), PSM = collected
sample’s dry weight (g, PFM = collec-
-3
-3
2
2
2
2
-1 -1
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
78
fresco (g) de la muestra colectada, PFT
= peso fresco total (g) por metro
cuadrado, 0.01 = factor de conversión.
Así mismo, para la biomasa de manti-
llo fue empleada la misma ecuación
usando 0.04 como factor de conver-
sión. (12):
BM = ((PSM/PFM) × PFT) × 0.04 (12)
Biomasa de raíces (BR). Para estimar
la biomasa de raíces, en este cálculo se
aplicó la siguiente ecuación: (Cairns et
al., 1997; IPCC, 2003) (13):
BR=exp[-1.0587+0.8836× ln(BAE)] (13)
Dónde: BR = biomasa de raíces, mate-
ria seca (Mg ha ), exp = exponente, ln
= logaritmo natural, BAE = biomasa
arbórea, arbustiva y herbácea, materia
seca (Mg ha ).
Carbono en la biomasa vegetal total
(CVT). Para estimar la cantidad de C
en la biomasa vegetal total (CVT) se
utilizó la siguiente fórmula (14):
CBV = BVT × 0.5 (14)
Dónde: CBV = carbono en la biomasa
vegetal total (Mg ha ), BVT = biomasa
vegetal total (Mg ha ), 0.5 = constante.
ted sample’s fresh weight (g) , PFT =
Total fresh weight (g) per meter squa-
red, 0.01 = conversion factor.
Similarly, to calculate mulch biomass
the same equation was used, but this
time with 0.04 as conversión factor.
(12):
BM = ((PSM/PFM) × PFT) × 0.04 (12)
Root Biomass (BR). To estimate root
biomass the following equation was
used: (Cairns et al., 1997; IPCC, 2003)
(13):
BR = exp [-1.0587 + 0.8836 × ln(BAE)] (13)
Where: BR = root biomass, dry matter
(Mg ha ), exp = exponent, ln = natural
logarithm, BAE = tree, herbaceous,
and shrub biomass, dry matter (Mg
ha).
Total Plant Biomass Carbon (CVT). To
estimate the amount of carbon within
the total plant biomass (CVT) the
following equation was used (14):
CBV = BVT × 0.5 (14)
Where: CBV = total plant biomass
carbon (Mg ha ), BVT = total plant
biomass (Mg ha ), 0.5 = constant.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Masuhara et al
79
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Cálculo del carbono en el suelo
(COS).
Para la determinación del
carbono edáfico, las muestras de suelo
se homogeneizaron en el interior de su
propia bolsa destruyendo manualmen-
te todos los terrones y se colocaron en
charolas de aluminio para determinar
su peso seco al aire. La muestra secada
al aire se pasó por un tamiz de 2 mm,
para separar la grava, los restos vegeta-
les y animales (Etchevers et al., 2005).
El análisis de porcentaje de
COS se midió por el método de
Walkley and Black (1934). La cantidad
de C almacenado en el suelo se deter-
minó con la siguiente ecuación
(Etchevers et al., 2005) (19):
COS = CC × ρb × P (19)
Dónde: COS = carbono orgánico en el
suelo (Mg ha ), CC = contenido de
carbono (%), ρb = densidad aparente
(g cm ), P = profundidad de muestreo
(cm).
Densidad aparente del suelo (ρb). Para
determinar la ρb del suelo se utilizó la
siguiente fórmula (15):
Soil Carbon Calculation (COS).
To determine soil carbon, soil
samples were homogenized inside
their bags and all clods were manually
destroyed, they were then placed in
aluminum trays to determine their dry
weight. The dried sampled was then
passed through a 2 mm sieve, to sepa-
rate the gravel and plant and animal
remains (Etchevers et al., 2005).
The COS percentage analysis
was measured using Walkley and
Black’s (1934) method. The amount of
carbon stored in soil was determined
using the following equation
(Etchevers et al., 2005) (19):
COS = CC × ρb × P (19)
Where: COS = Soil organic carbon
(Mg ha ), CC = carbon content (%), ρ
b = apparent density (g cm ), P = sam-
pling depth (cm).
Apparent Density of Soil (ρb). To
determine the ρb of soil the following
equation was used (15):
b
=
Peso seco del suelo!-!(Peso de raíces + Peso de piedras + Peso de residuos)
Volumen del cilindro de muestreo - ( Vr + Vp + Vre)
(15)
-1
-1
-3
-3
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
80
Dónde: pb = densidad aparente (g cm−
3), Volumen del cilindro de muestreo =
π r2h, r = radio del cilindro (cm), h =
altura del cilindro (cm), Vr = volumen
de las raíces en centímetros cúbicos
(cm ), Vp = volumen de las piedras
(cm), Vre = volumen de los residuos
(cm ).
Se calculó el volumen de las raíces
(Vr), el volumen de las piedras (Vp) y
el volumen de los residuos (Vre) con la
siguiente fórmula (Etchevers et al.,
2005) (16,17 y 18):
Vr = peso seco de las raíces en gramos
/ 0.3 (g cm ) (16)
Vp = peso seco de las piedras en
gramos / 2.4 (g cm ) (17)
Vre = peso seco de los residuos en
gramos / 0.3 (g cm ) (18)
Dónde: 0.3 (g cm-3) = densidad media
de las raíces y los residuos, 2.4 (g cm )
= densidad real media de las piedras.
Cálculo del carbono total (CT). Para
determinar el CT almacenado en las
diferentes UM, se utilizó la siguiente
fórmula (20):
CT = CBV + COS (20)
Donde: CT = carbono total de la UM
(Mg ha ), CBV = carbono en la bioma-
sa vegetal total (Mg ha ), COS =
carbono orgánico en el suelo (Mg ha ).
Where: ρb = apparent density (g cm−
3), Sampling cylinder volume = π r2h,
r = cylinder radius (cm), h = cylinder
height (cm), Vr = root volume in centi-
meters squared (cm ), Vp = stones
volume (cm ), Vre = waste volume
(cm).
Root volume (Vr), Stone volume (Vp)
and waste volume (Vre) were calcula-
ted with the following equation
(Etchevers et al., 2005) (16,17 and 18):
Vr = Root dry weight in grams / 0.3 (g
cm ) (16)
Vp = Stones dry weight in grams / 2.4
(g cm ) (17)
Vre = Waste dry weight in grams / 0.3
(g cm ) (18)
Where: 0.3 (g cm-3) = average density
of roots and waste, 2.4 (g cm ) = stone
average real density.
Total Carbon Calculation (CT). To
determine CT stored in different SU,
the following equation was used (20):
CT = CBV + COS (20)
Where: CT = total carbon in the SU
(Mg ha ), CBV = carbon within the
total plant biomass (Mg ha ), COS =
organic carbon in soil (Mg ha ).
3
3
3
3
3
3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Masuhara et al
81
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Resultados y discusión
Carbono almacenado en los
árboles. La máxima cantidad de C
almacenado en los árboles se encuentra
en el BMM, con una cantidad 293.9
Mg ha . Este resultado puede adjudi-
carse a la mayor densidad de árboles y
a una mayor diversidad de especies. El
BMM contó con un mayor número de
árboles (1125 por ha), esta cantidad fue
aproximadamente 10 veces mayor a la
de los sistemas agroforestales evalua-
dos (125 por ha). El sistema agrofores-
tal con el PTR (20.9 Mg ha ) registró
mayor contenido de C comparado con
el sistema ESP (5.3 Mg ha ). Ambos
sistemas contaron con la misma densi-
dad de árboles (125 por ha); sin embar-
go, PTR presentó tres especies arbó-
reas: Persea schiedeana (Chinene),
Inga spp. (Inga), y Grevillea robusta
(Grevillea), las cuales registraron una
gran cantidad de C almacenado.
Carbono almacenado en los
arbustos (Cafetos). Con respecto a la
cantidad de C en los arbustos de los
sistemas agroforestales, hubo una
diferencia ligeramente superior al C
del sistema ESP (2.8 Mg ha ), aunque
desde el punto de vista estadístico no
fue significativa. En el PTR el conteni-
do de C fue de 1.7 Mg ha . La diferen-
cia entre los dos sistemas fue la densi-
dad por ha, 2281 cafetos en el sistema
ESP y 1406 cafetos en el PTR. La
cantidad de contenido de C en los
Results and discussion
Carbon Stored in Trees. The
maximum amount of C stored in trees
is found in the MCF, with 293.9 Mg
ha . This result can be attributed to
the greater tree density and species
biodiversity. The MCF had a larger
number of trees (1125 per ha), about
10 times greater than the assessed
agroforestry systems (125 per ha).
The agroforestry system of PTR (20.9
Mg ha-1) recorded more C content
than the ESP system (5.3 Mg ha ).
Both systems had the same tree densi-
ty (125 per ha), however, PTR presen-
ted three tree species: Persea schie-
deana (Chinene), Inga spp. (Inga),
and Grevillea robusta (Grevillea),
which recorded a large quantity of
stored C.
Carbon Stored in Shrubs
(Coffee Trees). In respect to C stored
in shrubs in the agroforestry systems,
it was slightly higher than C in the
ESP system (2.8 Mg ha ), although
from a statistical point of view it
wasn’t significant. In PTR the C
content was 1.7 Mg ha . The differen-
ce between both systems was
density/ha, 2281 coffee tree in the
ESP system and 1406 coffee trees in
the PTR system. The C content in
shrubs of the MCF (1.5 Mg ha ) was
less than the agroforestry systems.
Shrub condition in the MCF was the
high density, however, stem diameter
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
82
arbustos del BMM (1.5 Mg ha ) fue
menor que el de los sistemas agrofo-
restales. La condición de los arbustos
en el BMM fue la gran densidad, sin
embargo, el diámetro del tallo resultó
menor.
Carbono almacenado en tron-
cos caídos. El sistema ESP registró
menor cantidad de C almacenado de
0.02 Mg ha . En el caso de PTR y
BMM se registraron 0.19 Mg ha y
3.95 Mg ha , respectivamente. El
número de los troncos caídos por ha
fue igual (150) en el PTR y en el
BMM. Sin embargo, el tamaño del
tronco en cuanto a diámetro promedio
y largo del tallo en BMM se registró
aproximadamente dos veces más
grueso y tres veces más largo que en el
PTR.
Carbono almacenado en herbá-
ceas y mantillo. El PTR presentó la
mayor cantidad de C en el estrato
herbáceo con 0.76 Mg ha , que fue
significativamente diferente de los
otros dos sistemas. En el sistema ESP
se presentó muy poca cantidad de
biomasa herbácea (0.02 Mg ha ). El
BMM tuvo un valor mayor (0.14 Mg
ha-1) que el sistema ESP. En el caso
del contenido de C del estrato del man-
tillo no existió diferencia estadística-
mente significativa entre los tratamien-
tos. El contenido de C en el mantillo
fue 5.55 Mg ha (ESP), 4.53 Mg ha
(PTR) y 5.47 Mg ha (BMM). Se
was smaller.
Carbon Stored in Fallen
Trunks. ESP system recorded less
amount of stored C at 0.02 Mg ha . In
the case of PTR and MCF 0.19 Mg ha
and 3.95 Mg ha were recorded,
respectively. The number of fallen
trunks per ha (150) was the same both
in the PTR as in the MCF. However,
trunk size, regarding average diame-
ter and length in the MCF was found
to be about twice thicker and three
times longer than the PTR.
Carbon Stored in Herbaceous
Plants and Mulch. PTR presented the
highest C content in the herbaceous
stratum with 0.76 Mg ha , signifi-
cantly different from the two other
systems. The ESP system showed
little herbaceous biomass (0.02 Mg
ha). The MCF presented a higher
value (0.14 Mg ha ) than the ESP
system. Regarding C content at the
mulch stratum, no significant diffe-
rences were found between
treatments. C content in mulch was
5.55 Mg ha-1 (ESP), 4.53 Mg ha
(PTR) and 5.47 Mg ha (MCF).
Mulch was found in the agroforestry
systems because sampling was
carried out during harvest time.
Furthermore, there was less tree
density in the ESP system. These
conditions reduce the decomposition
speed of fallen leaves. However, a
part of mulch in the MCF was in an
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1-1
-1
-1
-1
-1
-1
83Masuhara et al
encontró mantillo en los sistemas agro-
forestales debido a que el muestreo se
realizó en la época de cosecha de café.
Además hubo menor densidad de árbo-
les en el sistema ESP. Las condiciones
anteriores disminuyen la velocidad de
la descomposición de la hojarasca. En
cambio, una parte del mantillo en el
BMM estuvo en un avanzado grado de
descomposición. El caso de la descom-
posición alta de mantillo podría expli-
carse por la densidad y diversidad de
árboles.
Carbono almacenado en las
raíces. La cantidad de raíces varía
proporcionalmente con la cantidad de
biomasa arbórea. La mayor cantidad
de C se encontró en el BMM (48.15
Mg ha ), ya que en este sistema se
registró la máxima cantidad de árboles.
En los otros dos sistemas agroforesta-
les; ESP (1.96 Mg ha ) y PTR (4.97 Mg
ha ) no existió diferencia estadística-
mente significativa.
Contenido de carbono en el
suelo. El PTR fue en el que se obtuvo
la mayor cantidad de C (154.3 Mg ha ),
seguido del BMM (128.2 Mg ha ), y en
el sistema ESP fue donde se encontró
la menor cantidad (117.1 Mg ha ). En
la primera capa de suelo (0-10 cm) se
registró la mayor concentración de C,
de aproximadamente 25% del total en
los sistemas (Tabla 1). El factor que
ayuda a determinar la cantidad de C en
el suelo es el historial del sistema, en
cuanto al cambio de uso de suelo.
Tomando en cuenta que el sistema ESP
advanced state of decomposition, this
could be explained by the density and
variety of trees in the area.
Carbon Stored in Roots. Root
quantity varies proportionally with
the amount of tree biomass. The
largest amount of C was found in the
MCF (48.15 Mg ha ) because most
trees were recorded in this system. In
the other two agroforestry systems
ESP (1.96 Mg ha ) and PTR (4.97 Mg
ha ) there were no statistically signifi-
cant differences.
Soil Carbon Content. PTR
presented the most C (154.3 Mg ha ),
followed by the MCF (128.2 Mg ha ),
and in the ESP system was found the
least amount (117.1 Mg ha ). The
largest C concentration -approxima-
tely 25% of the systems’ total- was
recorded in the first soil layer (0 – 10
cm) (Table 1). The factor that helps to
determine the amount of C in soil is
the system’s history in relation to
changes in its use.
Considering that the ESP
system was a forest in the year 2000,
the accumulated C during that period
must be taken into account. On the
other hand, considerable levels of OM
have been added to the PTR since the
last 30 years, contrary to chemical
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
-1
-1
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-1
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café 84
era bosque en el año 2000 se debe
considerar el C acumulado durante esa
época. Por otra parte, al PTR se le han
estado agregando cantidades conside-
rables de MO desde los últimos treinta
años, que a diferencia de los tratamien-
tos con fertilizantes químicos, se
indujo a la acumulación de C en el
suelo, cuando años atrás era potrero.
Distribución del contenido de carbo-
no por componentes del sistema
En el sistema ESP, el componente que
constituyó la mayor proporción de C
almacenado fue el suelo (0-60 cm de
profundidad) que sumó el 88% (117.1
Mg ha ) del total, seguido por el C
asociado al mantillo y a los árboles.
Los contenidos de C tuvieron valores
similares: 5.55 Mg ha (4%) y 5.28 Mg
ha (4%), en mantillo y en árboles
respectivamente. La menor cantidad
de C se registró en los troncos caídos y
en el estrato herbáceo (Tabla 2).
Carbon content distribution by
system component.
In the ESP system, the component with
the largest proportion of C stored was
soil (0-60 cm depth), which added
88% (117.1 Mg ha ) regarding the total
carbon content, followed by the C
associated with litter and trees.
Carbon content had similar values:
5.55 Mg ha (4%) and 5.28 Ha mg
(4%), litter and trees respectively. The
least amount C was recorded on fallen
logs and in the herbaceous layer (Table 2).
fertilizer treatments, this has lead to
the accumulation of C in soil, when
years ago it was a paddock.
Tabla 1. Contenido promedio de carbono orgánico en el suelo (COS) a diferentes profundidades
del lugar del estudio.
*Letras iguales indican diferencias no significativas entre sistemas por estrato (p<0.05).
Profundidad
(cm)
Sistema Especializado
(ESP)
Policultivo Tradicional
(PTR)
Bosque Mesófilo de Montaña
(BMM)
Contenido de C (Mg ha
-1
)
0-10 31.6 ± 3.03 38.4 ± 1.72 36.0 ± 0.22
10-20 22.7 ± 5.01 30.3 ± 0.84 25.1 ± 0.26
20-30 18.2 ± 5.65 26.5 ± 0.50 19.7 ± 1.96
30-60 44.5 ± 11.58 59.2 ± 9.04 47.4 ± 10.93
0-60 117.1 ± 23.92 a* 154.3 ± 9.74 a 128.2 ± 12.84 a
N 8 8 8
-1
-1
-1 -1
-1
-1
85Masuhara et al
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Tabla 2. Distribución del contenido promedio de carbono en cada uno de los componentes de los
sistemas estudiados.
* Same letters indicate no significant differences between systems by stratum (p<0.05)
**Depth of 0 – 60 cm.
E
strato
C
afé
Especializad
o
(ESP)
C
afé en Policultiv
o
T
radicional (PTR)
Bosque Mesófilo
de
Montaña
(BMM)
C (Mg ha
-1
)
(%)
C (Mg ha
-1
)
(%)
C (Mg ha
-1
)
(%)
Arbóreo
5.28
b*
4
20.9
b
11
293.93
a
61
Arbustivo
2.76
a
2
1.67
a
0.9
1.52
a
0.3
T
roncos caído
s
a
0.02
0
.02
a
0.2
0.1
a
3.95
0
.8
Herbáceo
0.02
b
0.02
0.76
a
0.4
0.14
a
0.03
Mantillo
5.55
a
4
4.53
a
2
5.47
a
1.1
Raíz
2.02
b
2
5.17
b
3
48.15
a
10
Suelo**
117.1
a
88
154.3
a
82
128.2
a
27
Total
132.7
b
100
187.6
b
100
481.4
a
100
En el PTR, el componente que
reportó el mayor contenido de C
también fue el suelo (0-60 cm de
profundidad) con el 82% (154.3 Mg
ha) del total, seguido de los árboles
(20.9 Mg ha , 11%). El contenido de C
asociado a la raíz y al mantillo fueron
similares en ambos componentes,
aproximadamente un 3% del total:
5.17 Mg ha y 4.53 Mg ha respectiva-
mente. Los menores valores del C
asociados en este sistema fueron los
registrados en los troncos caídos (0.19
Mg ha , 0.1%).
En cuanto a toda la biomasa
aérea, de nuevo el bosque nativo
sobresale de los dos sistemas agrofo-
restales con un contenido de C de 305
Mg ha , mientras que PTR y ESP
tuvieron 28 Mg ha y 14 Mg ha ,
respectivamente. A diferencia de los
In the PTR the component
that presented the most C content was
also soil (0-60 cm depth) with 82%
(154.3 Mg ha ) of the total, followed
by trees (20.9 Mg ha , 11%). C
content related to roots and mulch
was similar in both components,
approximately 3% of the total: 5.17
Mg ha and 4.53 Mg ha respectively.
The lowest C figures in this system
were recorded in fallen trunks (0.19
Mg ha , 0.1%).
With respect to the aerial
biomass, the native forest again
stands out from the two agroforestry
systems with a C content of 305 Mg
ha-1, while the PTR and ESP
presented 28 Mg ha and 14 Mg ha ,
respectively. Unlike the other
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86 Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
systems, most of the C stored in the
MCF was due to the tree component
(61%), followed by soil and root
components (27% y 10%,
respectively). The herbaceous
component store the least amount of
C.
A similar behavior was found
in the C distribution observed in a
coffee agroforestry system in
Nicaragua (Suárez, 2002), where soil
(0-50 cm) ended up storing most of
the C, providing (by ESP) and 89%
(by PTR) to the total C. Total C
values in the aerial biomass in the
ESP system of 14 Mg ha and 305 Mg
ha for the MCF were lower than
those reported by Lapeyre et al.
(2004), with 19 Mg ha (Specialized
System) and 485 Mg ha (montane
cloud forest) in Peru. The total stored
C in agroforestry systems, according
to a study carried out in Chiapas,
varies from 213.8 Mg ha in the ESP
a 167.4 Mg ha in the PTR at a depth
of 0 – 30 cm (Soto-Pinto et al., 2009).
In Costa Rica Ávila et al. (2001)
found a total of 164.3 Mg ha of C in
monoculture and 195 Mg ha in
rootless polyculture (0-25 cm depth),
resulting in more than 89% of the
stored C in soil in agroforestry
systems. In Oaxaca, México,
Etchevers et al. (2001) reported 152
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otros sistemas, la mayor cantidad del C
almacenado en BMM se debió princi-
palmente al componente arbóreo
(61%), seguido del componente suelo
y de las raíces (27% y 10%, respectiva-
mente). La menor cantidad del C alma-
cenado fue la del componente herbá-
ceo.
Un comportamiento similar de
la distribución del C se observó en un
sistema agroforestal de café en
Nicaragua (Suárez, 2002), donde el
suelo (0-50 cm) resultó ser la fuente
con mayor potencial de C almacenado,
que fue aportado en un 90% (por el
ESP) y un 89% (por el PTR) al C total.
Los valores del C total en la biomasa
aérea en el sistema ESP de 14 Mg ha y
305 Mg ha para el BMM fueron
inferiores a los reportados por Lapeyre
et al. (2004), con 19 Mg ha (el sistema
Especializado) y 485 Mg ha (bosque
mesófilo de montaña) en Perú. El C
total almacenado en los sistemas
agroforestales en un estudio llevado a
cabo en Chiapas, México varía de
213.8 Mg ha en ESP a 167.4 Mg ha en
PTR en una profundidad de 0-30 cm
(Soto-Pinto et al., 2009). En Costa
Rica, Ávila et al. (2001) encontraron
164.3 Mg ha de C total en
monocultivo y 195 Mg ha en
policultivo (0-25 cm de profundidad)
sin raíz, lo que se traduce en más del
89% de C almacenado en el suelo en
sistemas agroforestales. En Oaxaca,
México, Etchevers et al. (2001)
reportaron 152 Mg ha de COS en el
sistema especializado (0-105 cm de
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Masuhara et al 87
Revista Amazónica Ciencia y Tecnología Volumen 4 Nº 1
Mg ha soil organic carbon COS in
the specialized system (0-105 cm
depth).
Values for the MFC in this
study agree with that reported by
Masera et al. (2001), Ordóñez (2004)
and INE-SEMARNAT (2005),
quoted by Vega-López (2009), in the
cloud forest, these authors estimated
a total C content of 430 Mg ha in
México (although which part of the
country is not mentioned). On the
other hand Etchevers et al. (2001)
reported a value of 255 Mg ha in a
cloud forest in Oaxaca (0-105 cm
depth), which is a lower value than
the results is obtained in from this
study (Tabla 2).
Conclusions
To reduce CO2 emissions to
the atmosphere, a transformation of
energy sources and uses is needed,
such as the agricultural practice and
land uses. Agroforestry systems are
technically, socially and economica-
lly viable (De Jong et al., 1997) and
their C storage potential varies
depending on the type of system,
species composition, topological
arrangement, age, geographic loca-
tion and environmental factors (Jose,
2009).
profundidad).
Los valores para el BMM
encontrados en el presente estudio se
asemejan a lo reportado por Masera et
al. (2001), Ordóñez (2004) e
INE-SEMARNAT (2005), citados por
Vega-López (2009), en bosque de
neblina; estos autores estimaron un
contenido de C total de 430 Mg ha en
México (aunque no mencionan en que
parte del país). Por otra parte Etchevers
et al. (2001) reportaron un valor de 255
Mg ha en un bosque mesófilo de
Oaxaca (0-105 cm de profundidad),
que es un valor inferior a los resultados
de este estudio (Tabla 2).
Conclusiones
Para reducir las emisiones de
CO2 a la atmósfera se necesita una
transformación tanto de nuestras fuen-
tes y usos de la energía, como de la
forma en que se practica la agricultura
y los usos de la tierra. Los sistemas
agroforestales son técnica, social y
económicamente viables (De Jong et
al., 1997) y su potencial para el alma-
cenamiento del C varía dependiendo
del tipo de sistema, la composición de
especies, su arreglo topológico, la
edad, la ubicación geográfica y los
factores ambientales (Jose, 2009).
Como en gran parte de los
estudios precedentes la mayor cantidad
significativa de CT se encontró en el
BMM (61%) superando claramente a
los dos sistemas agroforestales ESP
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88 Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café
As in the previous studies, the
most significant amount of CT was
found in the MCF (61%) clearly
surpassing both agroforestry systems
ESP (4%) and PTR (11%) to which it
was compared to; because the highest
concentration of tree biomass was
recorded in this system (Table 2).
Regarding COS content, it
was found that there were no statisti-
cally significant differences between
agroforestry systems and the MCF.
However, most COS was recorded in
the topsoil (0 – 10 cm) of agrofores-
try systems, with 88% in the ESP and
82% in the PTR, and 27% in the
MCF, gradually decreasing in all
cases as the sampling depth increa-
sed.
This environmental service,
as additional C storage for food
production, provided by agroforestry
systems in tropical regions must be
encouraged by state authorities and at
the same time it must be considered
-by the related international organiza-
tions- as an activity to reduce climate
change. Given the constant expansion
of global farmlands and livestock at
the expense of natural ecosystems,
plus the pressure coffee plantation are
undergoing to transform them into
paddocks (Ávila and Zamora, 2010)
(4%) y PTR (11%) con los que se com-
paró; esto fue debido a que fue el siste-
ma en el que se registró la mayor
concentración de biomasa arbórea
(Tabla 2).
En lo que respecta al contenido
de COS, se encontró que no hubo
diferencia estadísticamente significati-
va entre los sistemas agroforestales y
el BMM. Sin embargo, la mayor canti-
dad de COS se registró principalmente
en la capa superficial de 0 a 10 cm de
los sistemas agroforestales, con un
88% en el sistema ESP y 82% en el
PTR, y 27% en el BMM, disminuyen-
do gradualmente en todos los casos a
medida que aumentó la profundidad de
muestreo.
Este servicio ambiental como
almacén de C adicional a la producción
de alimentos que aportan los sistemas
agroforestales en las regiones tropica-
les, debido a que en gran parte se
establece y depende de las comunida-
des locales, debe ser estimulado y
favorecido por las autoridades estata-
les y a su vez, debe ser considerado por
los organismos internacionales involu-
crados como una actividad mitigadora
del cambio climático. Dada la constan-
te extensión a nivel mundial de las
tierras de cultivo o destinadas a la
ganadería en detrimento de los ecosis-
temas naturales, sumados a la presión a
la que están siendo sometidos los cafe-
tales del área para transformarlos en
potreros (Ávila y Zamora, 2010) nos
recuerda que dichos sistemas producti-
Masuhara et al
89
reminds us that these productive
systems are in grave danger. The
information obtained in this study
shows that this service, additional to
food production, brings to light these
systems’ potential for C storage,
mainly in the soil component. Thus
becoming and alternative way to
mitigate the effects of local agricultu-
re in climate change, which has
global repercusions.
Acknowledgements
The authors acknowledge the
Dirección General de Investigación y
Postgrado (DGIP) of the Universidad
Autónoma Chapingo (UACh), and
the Centro Regional Universitario
Oriente (CRUO) for the financial and
logistical support in this study, and
also to the Secretaria Relaciones
Exteriores (SRE) for the scholarship
given to the first author.
vos mitigadores del cambio climático,
se hallan en serio peligro. La informa-
ción obtenida en este trabajo indica
que este servicio ambiental adicional a
la producción de alimentos, saca a la
luz el potencial de estos sistemas agro-
forestales como base para el almacena-
miento de C, principalmente en el
componente edáfico del sistema,
convirtiendo a esta alternativa en una
forma de minimizar los efectos de la
agricultura local sobre un cambio
climático que, sin embargo, afecta de
manera global.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la
Dirección General de Investigación y
Postgrado (DGIP) de la Universidad
Autónoma Chapingo (UACh), y al
Centro Regional Universitario Oriente
(CRUO) por el apoyo económico y
logístico de la presente investigación,
así como a la Secretaria Relaciones
Exteriores (SRE) por la beca otorgada
a la primera autora.
Carbono almacenado en diferentes sistemas agroforestales de café 90
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