Cultivos Tropicales Vol. 47, No. 3, julio-septiembre 2026, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Reservas y dinámica de carbono orgánico en suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados con pastizales en el occidente de Cuba

 

iDAlberto Hernández Jiménez1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.*✉:ahj@inca.edu.cu

iDGreter Carnero Lazo1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.

iDPedro José González Cañizares1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.

iDMarisol Morales Díaz2Instituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical “Alejandro de Humboldt”, (INIFAT) MINAG. Calle 188 #38754 e/ 397 y Linderos, Santiago de las Vegas, Boyeros. La Habana, Cuba.


1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.

2Instituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical “Alejandro de Humboldt”, (INIFAT) MINAG. Calle 188 #38754 e/ 397 y Linderos, Santiago de las Vegas, Boyeros. La Habana, Cuba.

 

*Autor para correspondencia: ahj@inca.edu.cu

Resumen

La agricultura enfrenta el desafío de ser productiva y, al mismo tiempo, sostenible, lo que requiere prácticas que mejoren la calidad del suelo y contribuyan a la mitigación del cambio climático. La acumulación de carbono orgánico en el suelo es un factor clave en este proceso, ya que favorece la estabilidad de los ecosistemas y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. En este estudio se determinaron las reservas de carbono orgánico (RCO) y su dinámica temporal (2004-2017) en suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados bajo diferentes sistemas de uso (pastizales en monocultivo y sistemas silvopastoriles con frutales) en tres provincias del occidente de Cuba (Mayabeque, Artemisa y Pinar del Río). Se analizaron nueve perfiles de suelo en áreas cubiertas por el pasto jiribilla (Dichanthium caricosum), encontrando reservas de hasta 58 Mg ha⁻¹ en la capa de 0-20 cm y hasta 80 Mg ha⁻¹ en la capa de 0-50 cm, mientras que en la capa de 50-100 cm los valores fueron menores (17-36 Mg ha⁻¹). La evaluación temporal en cinco perfiles mostró una acumulación significativa, con tasas de hasta 2,62 Mg ha⁻¹ año⁻¹ en la profundidad de 0-30 cm. Los sistemas silvopastoriles (asociados a mango, cítricos y guayaba) presentaron mayores RCO que los pastizales en monocultivo. Estos resultados proporcionan información relevante para el desarrollo de estrategias agrícolas orientadas a la captura y secuestro de carbono, promoviendo la conservación del suelo y la sostenibilidad ambiental en suelos tropicales.

Palabras Clave: 
Cambio climático, Cuba, edafología, carbono orgánico, sostenibilidad

Recibido: 24/10/2025; Aceptado: 26/2/2026

Conflicto de intereses: Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Contribución de los autores: Conceptualización: Alberto Hernández Jiménez, Greter Carnero Lazo. Investigación: Alberto Hernández Jiménez, Greter Carnero Lazo, Marisol Morales. Metodología: Pedro José González Cañizares. Supervisión: Greter Carnero Lazo, Marisol Morales Díaz. Redacción - borrador original: Alberto Hernández Jiménez, Marisol Morales Díaz. Redacción - revisión y edición: Greter Carnero Lazo. Curación de datos: Greter Carnero Lazo, Pedro José González Cañizares.

CONTENIDO

Introducción

 

En las últimas décadas, la problemática del carbono del suelo ha adquirido relevancia a escala global debido a su impacto en la seguridad alimentaria y el cambio climático. La pérdida de carbono orgánico del suelo (COS) en los ecosistemas agrícolas, junto con las alteraciones climáticas, representa una amenaza crítica para la producción agropecuaria. Estudios indican que los suelos agrícolas a nivel mundial han perdido entre el 30 y 75 % de sus reservas originales de COS, equivalentes a 30-40 Mg C·ha⁻¹ (11. Lal R, Follett RF, Stewart BA, Kimble JM. Soil carbon sequestration to mitigate climate change and advance food security. Soil Science. 2007;172(12):943. Available from: https://doi.org/10.1097/ss.0b013e31815cc498). Esta disminución ha contribuido significativamente al aumento de los gases de efecto invernadero (GEI), exacerbando el calentamiento global y sus consecuencias, como fenómenos climáticos extremos (sequías, inundaciones) y mermas en la productividad agrícola (22. Muñoz-Rojas M, Abd-Elmabod SK, Zavala LM, De la Rosa D, Jordán A. Climate change impacts on soil organic carbon stocks of Mediterranean agricultural areas: a case study in Northern Egypt. Agric Ecosyst Environ. Elsevier; 2017;238:142-52. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880916304406 ).

El carbono orgánico es un indicador clave de la salud edáfica, ya que influye directamente en propiedades físicas y químicas del suelo, como la densidad aparente, la estructura, la porosidad y la capacidad de retención de agua (33. Garcia-Franco N, Wiesmeier M, Buness V, Berauer BJ, Schuchardt MA, Jentsch A, et al. Rapid loss of organic carbon and soil structure in mountainous grassland topsoils induced by simulated climate change. Geoderma. 2024;442:116807. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116807 ,44. Hernández-Fundora Y, Hernández-Jiménez A, Cabrera-Dávila G, Socarrás AA. Impactos del cultivo continuado e la fauna del suelo FRL en huertos intensivos de la agricultura urbana del municipio Boyeros. En Nuevos Result Sobre El Cambio Las Propiedades Los Suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados “Llanura Roja Habana” Mayabeque Cuba Ediciones INCA. 2020;33-68. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ). Por el contrario, su degradación conlleva el deterioro de estas propiedades, comprometiendo la sostenibilidad de los agroecosistemas (33. Garcia-Franco N, Wiesmeier M, Buness V, Berauer BJ, Schuchardt MA, Jentsch A, et al. Rapid loss of organic carbon and soil structure in mountainous grassland topsoils induced by simulated climate change. Geoderma. 2024;442:116807. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116807 ,55. Hernández A, Morales M, Carnero G, Hernández Y, Terán Z, Grandio D, et al. Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana” [Internet]. Ediciones INCA. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas del Ministerio de Educación Superior de Cuba; 2020. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ). Investigaciones en diversas regiones como México (6,7), la Amazonía peruana, brasileña y colombiana (88. Llanos Sánchez GX. Dinámica del stock del carbono orgánico del suelo en los ecosistemas del área de conservación privada Tilacancha, Amazonas, Perú. Universidad Nacional Agraria La Molina; 2024 [citado 19 de mayo de 2025]. Available from: http://45.231.83.156/handle/20.500.12996/6469 -1111. Rosas-Patiño G, Muñoz-Ramos J, Sánchez-Castillo V. Incidencia de Hevea brasiliensis sobre las propiedades químicas del suelo en la Amazonia colombiana. Rev Cuba Cienc For [Internet]. Universidad de Pinar del Río Hermanos Saíz Montes de Oca; 2024 [citado 19 de mayo de 2025];12(2). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S2310-34692024000200004&script=sci_arttext ), Ecuador (1212. Minchalo Castillo JM, Iñiguez Reyes MS. Determinación del stock de carbono orgánico y distribución espacial en los suelos de los valles de la microcuenca" Cuevas" páramo altoandino de Cancán, Azuay, Ecuador. Universidad de Cuenca; 2025 [citado 19 de mayo de 2025]. Available from: https://dspace.ucuenca.edu.ec/items/13b81398-ac85-4322-b1c5-747580df2fbb -1515. Naranjo Ulloa CR, Calle Cabrera AM. Identificación de los controladores hidrometeorológicos en la concentración de carbono orgánico disuelto (COD) en humedales del páramo del norte de Ecuador. Universidad de Cuenca; 2022 [citado 19 de mayo de 2025]. Available from: https://dspace.ucuenca.edu.ec/items/fb95e034-cbc9-41a9-af2e-eb6da47f5336 ) y Rusia (1616. Chernova OV, Golozubov OM, Alyabina IO, Schepaschenko DG. Integrated Approach to Spatial Assessment of Soil Organic Carbon in the Russian Federation. Eurasian Soil Sci. 2021;54(3):325-36. Available from: https://doi.org/10.1134/S1064229321030042 -1818. Alekseev I, Abakumov E. Soil organic carbon stocks and stability of organic matter in permafrost-affected soils of Yamal region, Russian Arctic. Geoderma Reg. 2022;28:e00454. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00454 ) evidencian la universalidad de este desafío y la necesidad de abordarlo.

En este contexto, en suelos tropicales, aunque existen estudios en Nitisoles de Brasil (1919. Oliveira CV, Vicente LC, Gama-Rodrigues EF, Gama-Rodrigues AC, Marques JRB, Barreto-Garcia PAB. Carbon and nitrogen stock of Acrisols and Nitisols in South Bahia, Brazil. Geoderma Reg. 2019;16:e00218. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2019.e00218 -2121. Medeiros A de S, Cesário FV, Santos TC dos, Ferreira Maia SM. Differences in the storage of soil organic carbon in Brazil’s agricultural land: A meta-analysis. CATENA. 2025;249:108680. Available from: https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108680 ) y sistemas silvopastoriles en América Latina (2222. Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH, Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH. Sistemas silvopastoriles, una alternativa para atenuar el impacto del cambio climático en la ganadería. Idesia Arica. Universidad de Tarapacá. Facultad de Ciencias Agronómicas; 2024;42(2):51-8. Available from: https://doi.org/10.4067/s0718-34292024000200051 ,2323. Robles-Rodríguez R, Aguirre-Terrazas L, Abreu MHS de, Villanueva-Najarro C, Flores-Mariazza E. Degradación de pasturas y sistemas silvopastoriles predominantes en la Amazonía peruana. Agroindustrial Sci. 2024;14(3):185-93. Available from: https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2024.03.01 ), los Ferralíticos cubanos clasificados como Nitisoles ródicos (2424. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps [Internet]. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria; 2022. Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18_errata_correction_2024-09-24.pdf ) han sido poco investigados, especialmente bajo manejo silvopastoril. Esta brecha de conocimiento limita el diseño de estrategias locales de manejo sostenible y captura de carbono. Por lo tanto, el presente estudio tuvo como objetivo determinar el contenido y la dinámica temporal (2004-2017) de carbono orgánico en suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados (2525. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba [Internet]. Mayabeque: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2015 [citado 23 de julio de 2020]. Available from: https://public.ebookcentral.proquest.com/choice/publicfullrecord.aspx?p=5349549 ) bajo diferentes sistemas de uso (pastizales en monocultivo y sistemas silvopastoriles con frutales) en el occidente de Cuba, con el fin de aportar datos base sobre la evolución de las reservas de carbono en diferentes sistemas de manejo a lo largo del tiempo, para el diseño de estrategias de manejo sostenible y mitigación del cambio climático en la región.

Materiales y Métodos

 

Área de estudio y caracterización de los perfiles

 

El estudio se realizó en suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados (2525. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba [Internet]. Mayabeque: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2015 [citado 23 de julio de 2020]. Available from: https://public.ebookcentral.proquest.com/choice/publicfullrecord.aspx?p=5349549 ), predominantes en la en la región occidental de Cuba, bajo un clima tropical subhúmedo. Se evaluaron 9 perfiles de suelo bajo sistemas de pastizales (asociados o no a frutales), distribuidos en tres provincias y en dos periodos de muestreo inicial (2004 y 2010) y un muestro final en 2017 para evaluación temporal. Los perfiles se ubicaron en las siguientes localidades (coordenadas UTM):

Provincia Mayabeque

 
  • Perfiles 1, 8 y 36: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), San José de las Lajas.
    • Perfil 1: N 353250, E 383225

    • Perfil 8: N 353125, E 383100

    • Perfil 36: N 353300, E 383300

  • Perfil 6: Finca "Las Papas", San José de las Lajas (N 351800, E 383250).

  • Perfil 38: Localidad Jamaica, San José de las Lajas (N 350600, E 380100).

Provincia Artemisa

 
  • Perfiles 11, 12 y 13: Municipio de San Antonio de los Baños.
    • Perfil 11: Finca de Héctor (N 341000, E 344700)

    • Perfil 12: Finca de Bernardo (N 341900, E 345800)

    • Perfil 13: Finca estatal de ganadería (N 339650, E 342550)

Provincia Pinar del Río

 
  • Perfil 28: Empresa "Niña Bonita", Pinar del Río (N 358600, E 346000).

Los sistemas de uso de la tierra se mantuvieron constantes durante todo el período de estudio (2004-2017):

  • Perfiles 1 y 36: Pasto jiribilla (Dichanthium caricosum) bajo arboleda de mango (Mangifera indica) por más de 40 años.

  • Perfil 6: Pasto jiribilla bajo arboleda de cítricos (Citrus spp.) durante 30 años.

  • Perfil 8: Pasto jiribilla bajo arboleda de guayaba (Psidium guajava) durante 20 años.

  • Perfil 28: Pasto jiribilla en monocultivo durante 30 años.

  • Perfiles 11, 12, 13 y 38: Pasto jiribilla en monocultivo durante 15-20 años.

Muestreo de suelos

 

Distribución espacial: Los perfiles se ubicaron en parcelas representativas del ecosistema de suelos Ferralíticos Rojos formados de caliza dura bajo clima tropical subhúmedo.

Profundidad de muestreo

 

Método de muestreo

 
  • Extracción con barrena y cilindro volumétrico (100 cm³) para densidad aparente.

  • El muestreo se realizó en condiciones de humedad natural del suelo durante la época de estudio.

  • Muestras secadas a 105 °C hasta peso constante para determinar el contenido de humedad gravimétrica.

Análisis de laboratorio

 

Las muestras de suelo se analizaron en el Laboratorio de Análisis Químico del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, mediante los métodos estandarizados según el manual de métodos analíticos para suelos tropicales (2727. Paneque VM, Calaña JM, Calderón M, Borges Y, Hernández T, Caruncho M. Manual de técnicas analíticas para análisis de suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes químicos. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Mayabeque: Ediciones INCA. 153 pp. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/folletos/folleto_suelos.pdf ) que se detallan en la Tabla 1.

Tabla 1.  Métodos analíticos empleados para la caracterización de suelos
Parámetro Método Número de réplicas
pH Potenciométrico (relación suelo:agua 2:1) 3
Ca²⁺, Mg²⁺ Extracción con acetato de amonio (NH₄CH₃CO₂ 1 mol L⁻¹, pH 7), complejometría 3
K⁺ Extracción con acetato de amonio (NH₄CH₃CO₂ 1 mol L⁻¹, pH 7), fotometría de llama 3
P asimilable Extracción con H₂SO₄ 0,1 mol L⁻¹ (relación suelo:solución 1:25) 3
Materia orgánica Walkley-Black 3
Textura Método de la pipeta 2

Cálculo de las reservas de carbono orgánico (COS)

 

Las reservas de COS se calcularon por horizonte mediante la fórmula estándar descrita por (2828. Batjes NH. Total carbon and nitrogen in the soils of the world. Eur J Soil Sci. 1996;47(2):151-63. Available from: https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.1996.tb01386.x ):

C O S   ( m g   h a 1 )   =     ( M g   m 3 )   ×   C O   ( % )   ×   E s p e s o r   ( c m )   ×   ( 1 I )
 

Donde:

ρ: Densidad volumétrica (determinada in situ con cilindro de 100 cm³, secado a 105 °C hasta peso constante).

CO: Carbono orgánico, calculado como MO/1,724 (factor de conversión para suelos tropicales).

I: Fracción de inclusiones (nódulos ferruginosos, gravas). En este estudio, I = 0 para los horizontes superficiales.

Evaluación temporal del COS

 

En 2017, se evaluó la dinámica del RCO comparando datos históricos (2004-2010) vs. muestras recientes (0-30 cm), con énfasis en cambios por manejo (silvopastoril vs. pastizal puro). Para ello, se re-muestreó en las mismas coordenadas originales, controlando la variabilidad espacial mediante triplicados. La tasa de ganancia anual se calculó como:

T a s a   ( M g   h a - 1   a ñ o - 1 )   = [ R C O _ f i n a l   -   R C O _ i n i c i a l ] /   [ A ñ o s   t r a n s c u r r i d o s ]
 

Análisis estadístico

 

Los datos se procesaron con el software STATGRAPHICS Centurion. Se calcularon medias y desviaciones estándar para cada parámetro. Las diferencias entre sistemas de uso se evaluaron mediante análisis de varianza (ANOVA) y prueba de Tukey (p < 0.05).

Resultados y Discusión

 

Caracterización física y química de los suelos

 

Las descripciones de los perfiles analizados confirman que los suelos estudiados poseen una composición ferralítica, caracterizados por su color rojo, profundidad y textura arcillosa. Presentan un perfil A-Bt-BC-C, con estructura granular y nuciforme-granular en el horizonte A, mientras que en el horizonte Bt predominan estructuras poliédricas con la presencia de cutanes.

En la Tabla 2 se presentan los valores promedio (± desviación estándar) de las partículas mecánicas según la profundidad de los nueve perfiles de suelo, junto con la clasificación de su textura. Se observa que los suelos son predominantemente arcillosos, con una disminución progresiva de la arcilla y el limo en profundidad, mientras que en la parte media del perfil se evidencia un enriquecimiento en arcilla debido a la presencia del horizonte argílico, resultado del proceso de lixiviación.

Tabla 2.  Composición mecánica y textura promedio (± DE) de los 9 perfiles estudiados
Profundidad (cm) % de las partículas Textura
Arena Limo Arcilla
0-20 19,2 ± 2,1 16,4 ± 1,8 65,3 ± 3,2 Arcillosa
20-50 16,1 ± 1,9 9,3 ± 1,2 74,9 ± 2,8 Arcillosa
50-90 12,4 ± 1,5 9,1 ± 1,1 78,8 ± 2,5 Arcillosa

Con base en estas características, los suelos analizados se clasifican como Ferralíticos Rojos Lixiviados (2525. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba [Internet]. Mayabeque: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2015 [citado 23 de julio de 2020]. Available from: https://public.ebookcentral.proquest.com/choice/publicfullrecord.aspx?p=5349549 ). No obstante, según la clasificación del World Reference Base, se consideran Nitisoles ródicos líxicos ferrálicos (2424. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps [Internet]. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria; 2022. Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18_errata_correction_2024-09-24.pdf ).

El incremento del contenido de arena y limo en el horizonte superior de estos suelos se debe al enriquecimiento relativo causado por el traslado de la arcilla hacia el horizonte Bt inferior, como resultado del proceso de lixiviación. Además, estos suelos presentan un pH en el horizonte húmico acumulativo que oscila entre 6,7 y 7,2, con un promedio de 6,96 ± 0,15. Esta condición influye en la distribución de las bases cambiables, especialmente calcio y magnesio, cuyos valores promedio para los nueve perfiles analizados se presentan en la Tabla 3.

Tabla 3.  Algunas características químicas promedio (± DE) de los 9 perfiles estudiados
Profundidad (cm) pH (H2O) Bases intercambiables (cmol kg-1) P asimilable (mg kg-1)
Ca Mg Na K Suma
0-20 6,96 ± 0,15 17,0 ± 2,3 5,0 ± 0,8 0,1 ± 0,02 0,42 ± 0,07 22,52 ± 3,1 25,0 ± 3,5
20-50 6,92 ± 0,18 12,0 ± 1,9 4,0 ± 0,6 0,1 ± 0,02 0,12 ± 0,03 16,22 ± 2,4 18,0 ± 2,8
50-90 6,71 ± 0,21 9,0 ± 1,5 4,0 ± 0,7 0,1 ± 0,02 0,17 ± 0,04 13,27 ± 2,1 16,0 ± 2,4

Los resultados muestran que el pH en superficie es más alto de lo esperado, con algunos perfiles que superan 7,0, lo cual resulta inusual para suelos Ferralíticos. Sin embargo, comparaciones con estudios realizados en suelos similares hace 30-40 años evidencian un incremento del pH en la capa superficial. Diversas hipótesis han sido planteadas para explicar este fenómeno, entre ellas, el impacto del cambio climático en Cuba, que ha generado aumentos de temperatura (2929. Planos EO, Guevara AV, Rivero R. Impacto del Cambio Climático y Medidas de Adaptación en Cuba. Habana Cuba Inst Meteorol Agencia Medio Ambiente Minist Cienc Tecnol Medio Ambiente [Internet]. 2015. Available from: https://www.researchgate.net/publication/367204816_Impactos_del_Cambio_Climatico_y_Medidas_de_Adaptacion_en_Cuba ), así como el efecto del riego con aguas duras provenientes del manto acuífero de las calizas miocénicas subyacentes, las cuales aportan calcio y magnesio (55. Hernández A, Morales M, Carnero G, Hernández Y, Terán Z, Grandio D, et al. Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana” [Internet]. Ediciones INCA. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas del Ministerio de Educación Superior de Cuba; 2020. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ,3030. Hernández A, Morales M, Borges Y, Vargas D, Cabrera JA, Ascanio MO, et al. Degradación de las propiedades de los suelos ferralíticos rojos lixiviados de la «Llanura roja de La Habana», por el cultivo continuado. Algunos resultados sobre su mejoramiento [Internet]. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2014. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/librodegradacion.pdf ).

El aumento del pH en superficie está acompañado por una mayor concentración de bases intercambiables, principalmente calcio y magnesio. Además, no se descarta la contribución de las raíces de los pastizales, particularmente de gramíneas, al incremento del calcio en el suelo. En contraste, el contenido de sodio es insignificante, ya que durante el proceso de ferralitización es prácticamente eliminado por lixiviación, mientras que el potasio se mantiene en niveles de medianos a bajos debido a este mismo proceso.

Reservas de carbono orgánico en los perfiles estudiados

 

Respecto al contenido y reservas de carbono orgánico en los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados, bajo pastizales o frutales con pastizales, se observa una acumulación significativa en la capa de 0-20 cm, alcanzando hasta 56 Mg ha⁻¹. En la capa de 0-50 cm, los valores pueden superar los 80 Mg ha⁻¹ en algunos casos, como se muestra en la Tabla 4.

Tabla 4.  Reservas de Carbono Orgánico en Mg ha-1, en los 9 perfiles de suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados (FRL) estudiados
No. Perfil Horizonte Profundidad (cm) MO (%) CO (%) Humedad (%) ρ (Mg m⁻³) RCO (Mg ha-1) RCO por capas (cm) 0-20 0-50 0-100 50-100
1 A11 0-8 3,55 2,06 35,7 0,98 6,99 38 62 90 28
A12 8-22 3,12 1,81 34,2 1,00 6,05
B11t 22-41 1,38 0,80 32,7 1,09 5,12
B12t 41-64 0,70 0,40 33,6 1,04 5,26
B2 64-100 0,50 0,60 33,8 1,03 5,34
8 A1 0-12 3,58 2,08 34,1 1,08 6,50 41 63 80 17
B1t 12-28 2,70 1,57 33,4 1,13 6,40
B2t 28-50 0,55 0,32 34,8 1,10 6,50
B3 50-70 0,45 0,26 35,1 1,08 6,60
BC 70-100 0,60 0,34 34,2 1,10 -
11 Agr 0-24 4,20 2,44 36,1 1,05 61,5 51 89 115 26
B11 24-50 1,64 0,95 35,1 1,10 27,2
B12p 50-67 1,29 0,75 34,2 1,12 14,3
B2 67-85 0,55 0,32 34,7 1,15 12,1
12 A 0-18 3,82 2,22 37,4 1,07 42,8 46 81 116 35
B1t 18-38 2,31 1,34 39,5 1,10 29,5
B2t 38-100 1,08 0,63 33,2 1,13 44,1
6 A11 0-3 4,07 2,36 Nd Nd 6,7 41 84 110 26
A12 3-16 4,00 2,32 35,9 0.95 28,7
B1t 16-52 2,23 1,29 34,6 1.10 51,1
B21t 52-78 0,95 0,55 34,2 1.11 15,9
B22t 78-105 0,55 0,32 33,9 1.12 9,7
13 A 0-18 4,23 2,45 34,9 1,04 45,9 49 78 113 35
AB 18-30 2,23 1,29 34,1 1,09 16,9
B1t 30-52 1,21 0,70 33,7 1,12 17,2
B2t 52-100 1,06 0,61 33,8 1,14 33,4
28 A 0- 20 4,59 2,66 34,9 1,09 58,0 58 87 115 28
AB 20-32 2,12 1,23 32,5 1,12 16,5
B1t 32-47 1,03 0,60 32,8 1,13 10,2
B2t 47-84 0,89 0,52 30,2 1,20 23,1
B3 84-130 0,60 0,35 28,8 1,22 19,6
36 A 0-19 3,59 2,08 33,8 1,04 41,1 43 81 112 31
AB 19-29 3,23 1,87 32,6 1,07 20,0
B1t 29-59 1,34 0,78 31,5 1,17 29,0
B2t 59-92 0,86 0,50 30,2 1,19 19,6
B3 92-120 0,45 0,26 29,8 1,20 8,7
38 A 0-15 4,74 2,75 35,1 1,09 44,96 56 109 149 40
AB 15-40 3,39 1,97 33,6 1,14 56,14
B1t 40-100 1,14 0,66 28,5 1,22 48,31
B2t 100-200 0,70 0,41 29,4 1,19 48,79

MO (%): Materia Orgánica, CO (%): Carbono Orgánico, ρ (Mg m⁻³): Densidad aparente (símbolo internacional rho), RCO_horiz (Mg ha⁻¹): Reserva de Carbono Orgánico por horizonte individual, RCO_capa (Mg ha⁻¹): Reserva de Carbono Orgánico acumulada por capa de profundidad (0-20, 0-50, 0-100, 50-100 cm), Nd: No determinado, -: No calculado o no aplicable

Los resultados sobre la acumulación de reservas de carbono orgánico (RCO) en suelos bajo pastizales coinciden con lo planteado por (3131. Carnero-Lazo G, Hernández-Jiménez A, Terry-Alfonso E, Bojórquez-Serrano JI. Changes in organic carbon stocks in leached red ferralitic soils from Mayabeque, Cuba. Rev Bio Cienc [Internet]. Universidad Autónoma de Nayarit; 2019 [citado 19 de mayo de 2025];6. Available from: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-33802019000100136&script=sci_arttext&tlng=en -3434. Vela Alvarado JW, Clavo Z-M, Ramirez-Flores N, Villegas Panduro PP, Saito Villanueva C. Contribución de los fragmentos de vegetación al almacenamiento de carbono en paisajes agrícolas de la Amazonía peruana. Rev Peru Biol [Internet]. Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2024 [citado 19 de mayo de 2025];31(2). Available from: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S1727-99332024000200005&script=sci_arttext&tlng=en ). Según estos estudios, en la capa de 0-100 cm, los suelos pueden acumular entre 80 y 149 Mg ha⁻¹ de RCO, valores consistentes con los hallazgos en este estudio.

Sin embargo, en la profundidad del suelo entre 50-100 cm, la acumulación es considerablemente menor, con valores que oscilan entre 17 y 36 Mg ha⁻¹. Esto se debe al desarrollo radical de los pastizales, cuyas raíces finas no alcanzan grandes profundidades, a diferencia de cultivos como la caña de azúcar o el maíz, que presentan sistemas radiculares más profundos y extensos.

Dinámica temporal de las reservas de carbono orgánico

 

En seis de los perfiles de suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados analizados, se ha determinado la ganancia anual de RCO, cuyos resultados se presentan en la Tabla 5, en un período de 7 a 13 años. Para la capa de 0-30 cm, la captura total de RCO varía entre 12 y 34 Mg ha⁻¹ año⁻¹ en el periodo evaluado, lo que demuestra el potencial de estos suelos para el almacenamiento de carbono a mediano y largo plazo.

Tabla 5.  Ganancia en RCO en suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados en el Municipio de San José de las Lajas con pastizales (2004-2017)
Momentos de muestreo Fecha Reserva de CO (Mg ha-1)
0-10 cm 0-20 cm 0-30 cm
Perfil 1: Pastizal de jiribilla entre arboleda de mango
Muestreo inicial 22-04-2010 54 86 107
Muestreo final 07-03-2017 65 102 140
Diferencia (7 años) +11 +16 +33
Perfil 36: Pastizal de jiribilla entre arboleda de mango
Muestreo inicial 22-07-2010 22 43 62
Muestreo final 06-03-2017 28 49 74
Diferencia (7 años) +6 +6 +12
Perfil 8: Pastizal de jiribilla entre arboleda de guayaba
Muestreo inicial 2004 20 41 56
Muestreo final 2017 37 62 71
Diferencia (13 años) +17 +21 +15
Perfil 6: Pastizal de jiribilla entre arboleda de cítricos
Muestreo inicial 2004 21 41 55
Muestreo final 2017 29 55 89
Diferencia (13 años) +8 +14 +34
Perfil 38: Pastizal de jiribilla en potrero a la entrada de Jamaica
Muestreo inicial 2010 28 56 80
Muestreo final 2017 38 61 92
Diferencia (7 años) +10 +5 +12

Un hallazgo relevante de este estudio es la diferencia en las RCO entre sistemas de uso. Los perfiles asociados a árboles frutales (mango, cítricos, guayaba) mostraron mayores reservas de COS en comparación con pastizales en monocultivo (Tablas 4 y 5). Esta diferencia puede atribuirse a varios factores:

  1. Aporte adicional de biomasa: Los sistemas silvopastoriles reciben aportes de hojarasca y raíces de los árboles, que se suman a los del pasto, incrementando la entrada de carbono al suelo.

  2. Microclima favorable: La sombra parcial proporcionada por los árboles reduce la temperatura del suelo y la tasa de descomposición de la materia orgánica.

  3. Sistema radical más diverso: La combinación de raíces de pastos (superficiales) y árboles (más profundas) explora un mayor volumen de suelo, incorporando carbono en diferentes profundidades.

Estos resultados coinciden con estudios previos en sistemas silvopastoriles tropicales (3535. Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH, Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH. Sistemas silvopastoriles, una alternativa para atenuar el impacto del cambio climático en la ganadería. Idesia Arica. Universidad de Tarapacá. Facultad de Ciencias Agronómicas; 2024;42(2):51-8. Available from: https://doi.org/10.4067/s0718-34292024000200051 ,3636. Robles-Rodríguez R, Aguirre-Terrazas L, Abreu MHS de, Villanueva-Najarro C, Flores-Mariazza E. Degradación de pasturas y sistemas silvopastoriles predominantes en la Amazonía peruana. Agroindustrial Sci. 2024;14(3):185-93. Available from: https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2024.03.01 ), que reportan mayores stocks de carbono en sistemas diversificados comparado con monocultivos.

La Tabla 6 presenta la ganancia anual de reservas de carbono orgánico en el suelo (RCO), que puede alcanzar hasta 2,62 Mg ha⁻¹ año⁻¹ para el pasto jiribilla (Dichanthium caricosum) en la capa de 0-30 cm, durante un período de 13 años. Estos resultados coinciden con estudios previos, como los realizados por (3737. Jensen JL, Eriksen J, Christensen BT. Pre-conversion soil organic carbon level did not affect accumulation rate following conversion from arable land to semi-natural grassland. Geoderma. 2024;447:116930. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116930 ), quienes reportaron resultados similares en suelos bajo pastizales, lo que refuerza la relevancia de estas especies vegetales en la acumulación y secuestro de carbono.

Tabla 6.  Ganancia anual de RCO en suelos FRL en el occidente de Cuba
Período del muestreo en años Tasa de Ganancia de RCO (Mg ha-1 año-1)
0-10 cm 0-20 cm 0-30 cm
Perfil 1: Pastizal de jiribilla entre arboleda de mango
7 +1,07 +0,86 +1,07
Perfil 36: Pastizal de jiribilla entre arboleda de mango
7 +0,86 +0,86 +1,71
Perfil 8: Pastizal de jiribilla entre arboleda de guayaba
12 +1,42 +1,75 +1,25
Perfil 6: Pastizal de jiribilla entre arboleda de cítricos
13 +0,61 +1,08 +2,62
Perfil 38: Pastizal de jiribilla en potrero a la entrada de Jamaica
9 +1,11 +0,96 +1,33

Estos resultados son altamente relevantes para la gestión sostenible del suelo y deben considerarse en la planificación de rotaciones con pastizales a largo plazo, especialmente en suelos que tienden a degradarse debido al cultivo continuo, como lo señala (55. Hernández A, Morales M, Carnero G, Hernández Y, Terán Z, Grandio D, et al. Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana” [Internet]. Ediciones INCA. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas del Ministerio de Educación Superior de Cuba; 2020. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ). La implementación de prácticas de manejo conservacionista puede contribuir significativamente a la restauración de la fertilidad del suelo y a la optimización de la acumulación de carbono orgánico.

Además, proporcionan una base científica para el desarrollo futuro de una política de captura y secuestro de carbono en los suelos con pastizales de la provincia. La adopción de estrategias orientadas a mejorar la retención de carbono no solo beneficiaría la productividad agrícola, sino que también representaría un avance importante en los esfuerzos de mitigación del cambio climático, fortaleciendo la resiliencia de los ecosistemas locales frente a las condiciones ambientales cambiantes.

Conclusiones

 

El estudio realizado en suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados (Nitisoles ródicos) bajo pastizales en la región occidental de Cuba, demuestra el potencial de estos sistemas para la acumulación de carbono orgánico (COS) y su contribución a la sostenibilidad agrícola y mitigación del cambio climático. A partir de los resultados obtenidos, se destacan las siguientes conclusiones:

  • Estos resultados resaltan la capacidad de los pastizales, especialmente el pasto jiribilla (Dichanthium caricosum), para almacenar carbono en horizontes superficiales a mediano plazo.

  • Los perfiles asociados a árboles frutales (mango, cítricos, guayaba) mostraron mayores reservas de COS en comparación con pastizales en monocultivo, sugiriendo que los sistemas diversificados favorecen la estabilidad del carbono.

Recomendaciones

 

Con base en los resultados de este estudio, se formulan las siguientes recomendaciones para el manejo sostenible de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados en Cuba y regiones tropicales similares:

  1. Promover sistemas agroforestales y silvopastoriles: Se recomienda la integración de árboles frutales (especialmente mango y cítricos) en los pastizales, ya que estos sistemas demostraron una mayor capacidad de almacenamiento de carbono orgánico en el suelo.

  2. Implementar rotaciones de largo plazo: En áreas de cultivo anual, se sugiere introducir rotaciones que incluyan períodos prolongados (mínimo 5-7 años) con pastizales de jiribilla (Dichanthium caricosum) para permitir la recuperación de las reservas de carbono del suelo.

  3. Establecer un programa de monitoreo: Se recomienda crear una red de parcelas de observación permanente para dar seguimiento a la dinámica del carbono en diferentes sistemas de uso del suelo, lo que permitiría ajustar las prácticas de manejo y validar estrategias de mitigación.

  4. Considerar el secuestro de carbono en políticas agrícolas: Los resultados proporcionan una base cuantitativa para incluir el manejo de pastizales y sistemas silvopastoriles en estrategias locales y nacionales de pagos por servicios ecosistémicos relacionados con la mitigación del cambio climático.

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Cultivos Tropicales Vol. 47, No. 3, julio-septiembre 2026, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Organic carbon stocks and dynamics in Ferrallitic Red leached soils with grasslands in western Cuba

 

iDAlberto Hernández Jiménez1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.*✉:ahj@inca.edu.cu

iDGreter Carnero Lazo1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.

iDPedro José González Cañizares1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.

iDMarisol Morales Díaz2Instituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical “Alejandro de Humboldt”, (INIFAT) MINAG. Calle 188 #38754 e/ 397 y Linderos, Santiago de las Vegas, Boyeros. La Habana, Cuba.


1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, carretera a Tapaste, km 31/2, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Código Postal 32700, Gaveta Postal No 1.

2Instituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical “Alejandro de Humboldt”, (INIFAT) MINAG. Calle 188 #38754 e/ 397 y Linderos, Santiago de las Vegas, Boyeros. La Habana, Cuba.

 

*Author for correspondence: ahj@inca.edu.cu

Abstract

Agriculture faces the challenge of being both productive and sustainable, requiring practices that improve soil quality and contribute to climate change mitigation. The accumulation of organic carbon in soil is a key factor in this process, as it enhances ecosystem stability and reduces greenhouse gas emissions. This study determined the organic carbon (SOC) stocks and their temporal dynamics (2004-2017) in Ferrallitic Red Leached soils under different land-use systems (monoculture grasslands and silvopastoral systems with fruit trees) in three provinces of western Cuba (Mayabeque, Artemisa, and Pinar del Río). Nine soil profiles were analyzed in areas covered by Dichanthium caricosum grass, revealing stocks of up to 58 Mg ha⁻¹ in the 0-20 cm layer and up to 80 Mg ha⁻¹ in the 0-50 cm layer, while values in the 50-100 cm layer were lower (17-36 Mg ha⁻¹). Temporal evaluation in five profiles showed significant accumulation, with rates of up to 2.62 Mg ha⁻¹ year⁻¹ at a depth of 0-30 cm. Silvopastoral systems (associated with mango, citrus, and guava) showed higher SOC stocks than monoculture grasslands. These findings provide valuable insights for developing agricultural strategies aimed at carbon capture and sequestration, promoting soil conservation and environmental sustainability in tropical soils.

Key words: 
Climate change, Cuba, soil science, organic carbon, sustainability

Introduction

 

In recent decades, the issue of soil carbon has gained global relevance due to its impact on food security and climate change. The loss of soil organic carbon (SOC) in agricultural ecosystems, together with climate change, represents a critical threat to agricultural production. Studies indicate that agricultural soils worldwide have lost between 30 and 75 % of their original SOC stocks, equivalent to 30-40 Mg C·ha⁻¹ (11. Lal R, Follett RF, Stewart BA, Kimble JM. Soil carbon sequestration to mitigate climate change and advance food security. Soil Science. 2007;172(12):943. Available from: https://doi.org/10.1097/ss.0b013e31815cc498). This decline has significantly contributed to the increase in greenhouse gases (GHG), exacerbating global warming and its consequences, such as extreme weather events (droughts, floods) and declines in agricultural productivity (22. Muñoz-Rojas M, Abd-Elmabod SK, Zavala LM, De la Rosa D, Jordán A. Climate change impacts on soil organic carbon stocks of Mediterranean agricultural areas: a case study in Northern Egypt. Agric Ecosyst Environ. Elsevier; 2017;238:142-52. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880916304406 ).

Organic carbon is a key indicator of soil health, as it directly influences physical and chemical soil properties such as bulk density, structure, porosity, and water retention capacity (33. Garcia-Franco N, Wiesmeier M, Buness V, Berauer BJ, Schuchardt MA, Jentsch A, et al. Rapid loss of organic carbon and soil structure in mountainous grassland topsoils induced by simulated climate change. Geoderma. 2024;442:116807. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116807 ,44. Hernández-Fundora Y, Hernández-Jiménez A, Cabrera-Dávila G, Socarrás AA. Impactos del cultivo continuado e la fauna del suelo FRL en huertos intensivos de la agricultura urbana del municipio Boyeros. En Nuevos Result Sobre El Cambio Las Propiedades Los Suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados “Llanura Roja Habana” Mayabeque Cuba Ediciones INCA. 2020;33-68. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ). Conversely, its degradation leads to the deterioration of these properties, compromising the sustainability of agroecosystems (33. Garcia-Franco N, Wiesmeier M, Buness V, Berauer BJ, Schuchardt MA, Jentsch A, et al. Rapid loss of organic carbon and soil structure in mountainous grassland topsoils induced by simulated climate change. Geoderma. 2024;442:116807. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116807 ,55. Hernández A, Morales M, Carnero G, Hernández Y, Terán Z, Grandio D, et al. Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana” [Internet]. Ediciones INCA. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas del Ministerio de Educación Superior de Cuba; 2020. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ). Research conducted in various regions, including Mexico (66. Martínez RG, Bañuelos LAL, Jiménez JCM, Calixto MT. Almacén de carbono en las plantaciones forestales como estrategía para la mitigación del cambio climático. Cienc Lat Rev Científica Multidiscip. 2025;9(1):6762-78. Available from: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i1.16368 ,77. Aparicio CM, Arteaga GÁ, Tapia MM, Zuazo MAR. Uso de suelo, propiedades edáficas y almacenes de carbono en el Parque Estatal El Ocotal, México. Rev Mex Cienc For [Internet]. 2025 [citado 19 de mayo de 2025];16(88). Available from: https://cienciasforestales.inifap.gob.mx/index.php/forestales/article/view/174-197 ), the Peruvian, Brazilian, and Colombian Amazon (88. Llanos Sánchez GX. Dinámica del stock del carbono orgánico del suelo en los ecosistemas del área de conservación privada Tilacancha, Amazonas, Perú. Universidad Nacional Agraria La Molina; 2024 [citado 19 de mayo de 2025]. Available from: http://45.231.83.156/handle/20.500.12996/6469 -1111. Rosas-Patiño G, Muñoz-Ramos J, Sánchez-Castillo V. Incidencia de Hevea brasiliensis sobre las propiedades químicas del suelo en la Amazonia colombiana. Rev Cuba Cienc For [Internet]. Universidad de Pinar del Río Hermanos Saíz Montes de Oca; 2024 [citado 19 de mayo de 2025];12(2). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S2310-34692024000200004&script=sci_arttext ), Ecuador (1212. Minchalo Castillo JM, Iñiguez Reyes MS. Determinación del stock de carbono orgánico y distribución espacial en los suelos de los valles de la microcuenca" Cuevas" páramo altoandino de Cancán, Azuay, Ecuador. Universidad de Cuenca; 2025 [citado 19 de mayo de 2025]. Available from: https://dspace.ucuenca.edu.ec/items/13b81398-ac85-4322-b1c5-747580df2fbb -1515. Naranjo Ulloa CR, Calle Cabrera AM. Identificación de los controladores hidrometeorológicos en la concentración de carbono orgánico disuelto (COD) en humedales del páramo del norte de Ecuador. Universidad de Cuenca; 2022 [citado 19 de mayo de 2025]. Available from: https://dspace.ucuenca.edu.ec/items/fb95e034-cbc9-41a9-af2e-eb6da47f5336 ), and Russia (1616. Chernova OV, Golozubov OM, Alyabina IO, Schepaschenko DG. Integrated Approach to Spatial Assessment of Soil Organic Carbon in the Russian Federation. Eurasian Soil Sci. 2021;54(3):325-36. Available from: https://doi.org/10.1134/S1064229321030042 -1818. Alekseev I, Abakumov E. Soil organic carbon stocks and stability of organic matter in permafrost-affected soils of Yamal region, Russian Arctic. Geoderma Reg. 2022;28:e00454. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00454 ), demonstrates the universality of this challenge and the need to address it.

In this context, in tropical soils, although studies exist on Nitisols in Brazil (1919. Oliveira CV, Vicente LC, Gama-Rodrigues EF, Gama-Rodrigues AC, Marques JRB, Barreto-Garcia PAB. Carbon and nitrogen stock of Acrisols and Nitisols in South Bahia, Brazil. Geoderma Reg. 2019;16:e00218. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2019.e00218 -2121. Medeiros A de S, Cesário FV, Santos TC dos, Ferreira Maia SM. Differences in the storage of soil organic carbon in Brazil’s agricultural land: A meta-analysis. CATENA. 2025;249:108680. Available from: https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108680 ) and on silvopastoral systems in Latin America (2222. Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH, Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH. Sistemas silvopastoriles, una alternativa para atenuar el impacto del cambio climático en la ganadería. Idesia Arica. Universidad de Tarapacá. Facultad de Ciencias Agronómicas; 2024;42(2):51-8. Available from: https://doi.org/10.4067/s0718-34292024000200051 ,2323. Robles-Rodríguez R, Aguirre-Terrazas L, Abreu MHS de, Villanueva-Najarro C, Flores-Mariazza E. Degradación de pasturas y sistemas silvopastoriles predominantes en la Amazonía peruana. Agroindustrial Sci. 2024;14(3):185-93. Available from: https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2024.03.01 ), Cuban Ferrallitic soils classified as Rhodic Nitisols (2424. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps [Internet]. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria; 2022. Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18_errata_correction_2024-09-24.pdf ) have been little investigated, especially under silvopastoral management. This knowledge gap limits the design of local sustainable management and carbon sequestration strategies. Therefore, the aim of the present study was to determine the content and temporal dynamics (2004-2017) of organic carbon in Leached Red Ferrallitic soils (2525. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba [Internet]. Mayabeque: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2015 [citado 23 de julio de 2020]. Available from: https://public.ebookcentral.proquest.com/choice/publicfullrecord.aspx?p=5349549 ) under different land-use systems (monoculture grasslands and silvopastoral systems with fruit trees) in western Cuba, in order to provide baseline data on the evolution of carbon stocks under different management systems over time, for the design of sustainable management strategies and climate change mitigation in the region.

Materials and Methods

 

Study area and profile characterization

 

The study was conducted on Leached Red Ferrallitic soils (2525. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba [Internet]. Mayabeque: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2015 [citado 23 de julio de 2020]. Available from: https://public.ebookcentral.proquest.com/choice/publicfullrecord.aspx?p=5349549 ), predominant in the western region of Cuba, under a subhumid tropical climate. Nine soil profiles were evaluated under grassland systems (associated or not with fruit trees), distributed across three provinces and over two initial sampling periods (2004 and 2010) and a final sampling in 2017 for temporal assessment. The profiles were located in the following localities (UTM coordinates):

Mayabeque province

 
  • Profiles 1, 8, and 36: National Institute of Agricultural Sciences (INCA), San José de las Lajas.
    • Profile 1: N 353250, E 383225

    • Profile 8: N 353125, E 383100

    • Profile 36: N 353300, E 383300

  • Profile 6: "Las Papas" Farm, San José de las Lajas (N 351800, E 383250).

  • Profile 38: Jamaica locality, San José de las Lajas (N 350600, E 380100).

Artemisa province

 
  • Profiles 11, 12, and 13: San Antonio de los Baños Municipality.
    • Profile 11: Héctor's Farm (N 341000, E 344700)

    • Profile 12: Bernardo's Farm (N 341900, E 345800)

    • Profile 13: State livestock farm (N 339650, E 342550)

Pinar del Río province

 
  • Profile 28: "Niña Bonita" Enterprise, Pinar del Río (N 358600, E 346000).

The land-use systems remained constant throughout the study period (2004-2017):

  • Profiles 1 and 36: Jiribilla grass (Dichanthium caricosum) under mango tree grove (Mangifera indica) for over 40 years.

  • Profile 6: Jiribilla grass under citrus grove (Citrus spp.) for 30 years.

  • Profile 8: Jiribilla grass under guava grove (Psidium guajava) for 20 years.

  • Profile 28: Jiribilla grass in monoculture for 30 years.

  • Profiles 11, 12, 13, and 38: Jiribilla grass in monoculture for 15-20 years.

Soil Sampling

 

Spatial distribution: The profiles were located in representative plots of the Red Ferrallitic soil ecosystem formed from hard limestone under a subhumid tropical climate.

Sampling depth

 

Sampling method

 
  • Extraction using an auger and volumetric cylinder (100 cm³) for bulk density.

  • Sampling was carried out under natural soil moisture conditions during the study period.

  • Samples were dried at 105 °C to constant weight to determine gravimetric moisture content.

Laboratory analysis

 

Soil samples were analyzed at the Chemical Analysis Laboratory of the National Institute of Agricultural Sciences, using standardized methods according to the manual of analytical methods for tropical soils (2727. Paneque VM, Calaña JM, Calderón M, Borges Y, Hernández T, Caruncho M. Manual de técnicas analíticas para análisis de suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes químicos. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Mayabeque: Ediciones INCA. 153 pp. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/folletos/folleto_suelos.pdf ), as detailed in Table 1.

Table 1.  Analytical methods used for soil characterization
Parameter Method Number of replicates
pH Potentiometric (soil:water ratio 2:1) 3
Ca²⁺, Mg²⁺ Extraction with ammonium acetate (NH₄CH₃CO₂ 1 mol L⁻¹, pH 7), complexometry 3
K⁺ Extraction with ammonium acetate (NH₄CH₃CO₂ 1 mol L⁻¹, pH 7), flame photometry 3
Available P Extraction with H₂SO₄ 0.1 mol L⁻¹ (soil:solution ratio 1:25) 3
Organic matter Walkley-Black 3
Texture Pipette method 2

Calculation of soil organic carbon (SOC) stocks

 

SOC stocks were calculated per horizon using the standard formula (2828. Batjes NH. Total carbon and nitrogen in the soils of the world. Eur J Soil Sci. 1996;47(2):151-63. Available from: https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.1996.tb01386.x ):

C O S   ( M g · h a - 1 )   =     ( M g · m - 3 )   × O C   ( % )   ×   T h i c k n e s s   ( c m )   ×   ( 1 - I )
 

Where:

ρ: Bulk density (determined in situ with a 100 cm³ cylinder, dried at 105 °C to constant weight).

OC: Organic carbon, calculated as OM/1.724 (conversion factor for tropical soils).

I: Fraction of inclusions (ferruginous nodules, gravels). In this study, I = 0 for surface horizons.

Temporal assessment of SOC

 

In 2017, the dynamics of SOC stocks were assessed by comparing historical data (2004-2010) versus recent samples (0-30 cm), with emphasis on changes due to management (silvopastoral vs. pure grassland). To this end, resampling was carried out at the same original coordinates, controlling spatial variability through triplicates. The annual gain rate was calculated as:

R a t e   ( M g   h a - 1   y e a r - 1 )   =   [ S O C _ f i n a l   -   S o c _ i n i c i a l ]   /   [ Y e a r s   e l a p s e d ]
 

Statistical analysis

 

Data were processed using STATGRAPHICS Centurion software. Means and standard deviations were calculated for each parameter. Differences between land-use systems were assessed using analysis of variance (ANOVA) and Tukey's test (p < 0.05).

Results and Discussion

 

Physical and chemical characterization of the soils

 

The descriptions of the analyzed profiles confirm that the studied soils possess a Ferrallitic composition, characterized by their red color, depth, and clayey texture. These soils present an A-Bt-BC-C profile, with granular and nutty-granular structure in the A horizon, while polyhedral structures with cutans predominate in the Bt horizon.

Table 2 presents the mean values (± standard deviation) of mechanical particles according to depth for the nine soil profiles, along with the textural classification. The soils are observed to be predominantly clayey, with a progressive decrease in clay and silt with depth, while clay enrichment is evident in the middle part of the profile due to the presence of the argillic horizon, resulting from the leaching process.

Table 2.  Average mechanical composition and texture (± SD) of the 9 studied profiles
Depth (cm) % of particles Texture
Sand Silt Clay
0-20 19.2 ± 2.1 16.4 ± 1.8 65.3 ± 3.2 Clayey
20-50 16.1 ± 1.9 9.3 ± 1.2 74.9 ± 2.8 Clayey
50-90 12.4 ± 1.5 9.1 ± 1.1 78.8 ± 2.5 Clayey

Based on these characteristics, the analyzed soils are classified as Leached Red Ferrallitic soils (2525. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba [Internet]. Mayabeque: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2015 [citado 23 de julio de 2020]. Available from: https://public.ebookcentral.proquest.com/choice/publicfullrecord.aspx?p=5349549 ). However, according to the World Reference Base classification, they are considered Ferrallic Lixic Rhodic Nitisols (2424. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps [Internet]. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria; 2022. Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18_errata_correction_2024-09-24.pdf ).

The increase in sand and silt content in the upper horizon of these soils is due to the relative enrichment caused by the translocation of clay toward the lower Bt horizon, as a result of the leaching process. Furthermore, these soils present a pH in the cumulative humic horizon ranging between 6.7 and 7.2, with a mean of 6.96 ± 0.15. This condition influences the distribution of exchangeable bases, especially calcium and magnesium, whose mean values for the nine analyzed profiles are presented in Table 3.

Table 3.  Selected average chemical characteristics (± SD) of the 9 studied profiles
Depth (cm) pH (H2O) Cation Exchange Capacity (CEC) cmol kg-1) Available P (mg kg-1)
Ca Mg Na K Suma
0-20 6.96 ± 0.15 17.0 ± 2.3 5.0 ± 0.8 0.1 ± 0.02 0.42 ± 0.07 22.52 ± 3.1 25.0 ± 3.5
20-50 6.92 ± 0.18 12.0 ± 1.9 4.0 ± 0.6 0.1 ± 0.02 0.12 ± 0.03 16.22 ± 2.4 18.0 ± 2.8
50-90 6.71 ± 0.21 9.0 ± 1.5 4.0 ± 0.7 0.1 ± 0.02 0.17 ± 0.04 13.27 ± 2.1 16.0 ± 2.4

The results show that surface pH is higher than expected, with some profiles exceeding 7.0, which is unusual for Ferrallitic soils. However, comparisons with studies conducted on similar soils 30-40 years ago reveal an increase in pH in the surface layer. Several hypotheses have been proposed to explain this phenomenon, including the impact of climate change in Cuba, which has generated temperature increases (2929. Planos EO, Guevara AV, Rivero R. Impacto del Cambio Climático y Medidas de Adaptación en Cuba. Habana Cuba Inst Meteorol Agencia Medio Ambiente Minist Cienc Tecnol Medio Ambiente [Internet]. 2015. Available from: https://www.researchgate.net/publication/367204816_Impactos_del_Cambio_Climatico_y_Medidas_de_Adaptacion_en_Cuba ), as well as the effect of irrigation with hard water from the underlying Miocene limestone aquifer, which supplies calcium and magnesium (55. Hernández A, Morales M, Carnero G, Hernández Y, Terán Z, Grandio D, et al. Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana” [Internet]. Ediciones INCA. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas del Ministerio de Educación Superior de Cuba; 2020. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ,3030. Hernández A, Morales M, Borges Y, Vargas D, Cabrera JA, Ascanio MO, et al. Degradación de las propiedades de los suelos ferralíticos rojos lixiviados de la «Llanura roja de La Habana», por el cultivo continuado. Algunos resultados sobre su mejoramiento [Internet]. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas; 2014. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/librodegradacion.pdf ).

The increase in surface pH is accompanied by a higher concentration of exchangeable bases, mainly calcium and magnesium. Furthermore, the contribution of grassland roots, particularly from grasses, to the increase in soil calcium cannot be ruled out. In contrast, sodium content is negligible, since during the Ferrallitization process it is practically eliminated by leaching, while potassium remains at medium to low levels due to the same process.

Soil organic carbon stocks in the studied profiles

 

Regarding the content and stocks of organic carbon in Leached Red Ferrallitic soils under grasslands or fruit trees with grasslands, a significant accumulation is observed in the 0-20 cm layer, reaching up to 56 Mg ha⁻¹. In the 0-50 cm layer, values can exceed 80 Mg ha⁻¹ in some cases, as shown in Table 4.

Table 4.  Soil Organic Carbon stocks in Mg·ha⁻¹ for the 9 studied profiles of Leached Red Ferrallitic soils (FRL)
Profile No. Horizon Depth (cm) OM (%) OC (%) Moisture (%) ρ (Mg m⁻³) SOC (Mg ha-1) SOC by layers (cm) 0-20 0-50 0-100 50-100
1 A11 0-8 3.55 2.06 35.7 0.98 6.99 38 62 90 28
A12 8-22 3.12 1.81 34.2 1.00 6.05
B11t 22-41 1.38 0.80 32.7 1.09 5.12
B12t 41-64 0.70 0.40 33.6 1.04 5.26
B2 64-100 0.50 0.60 33.8 1.03 5.34
8 A1 0-12 3.58 2.08 34.1 1.08 6.50 41 63 80 17
B1t 12-28 2.70 1.57 33.4 1.13 6.40
B2t 28-50 0.55 0.32 34.8 1.10 6.50
B3 50-70 0.45 0.26 35.1 1.08 6.60
BC 70-100 0.60 0.34 34.2 1.10 -
11 Agr 0-24 4.20 2.44 36.1 1.05 61.5 51 89 115 26
B11 24-50 1.64 0.95 35.1 1.10 27.2
B12p 50-67 1.29 0.75 34.2 1.12 14.3
B2 67-85 0.55 0.32 34.7 1.15 12.1
12 A 0-18 3.82 2.22 37.4 1.07 42.8 46 81 116 35
B1t 18-38 2.31 1.34 39.5 1.10 29.5
B2t 38-100 1.08 0.63 33.2 1.13 44.1
6 A11 0-3 4.07 2.36 Nd Nd 6.7 41 84 110 26
A12 3-16 4.00 2.32 35.9 0.95 28.7
B1t 16-52 2.23 1.29 34.6 1.10 51.1
B21t 52-78 0.95 0.55 34.2 1.11 15.9
B22t 78-105 0.55 0.32 33.9 1.12 9.7
13 A 0-18 4.23 2.45 34.9 1.04 45.9 49 78 113 35
AB 18-30 2.23 1.29 34.1 1.09 16.9
B1t 30-52 1.21 0.70 33.7 1.12 17.2
B2t 52-100 1.06 0.61 33.8 1.14 33.4
28 A 0- 20 4.59 2.66 34.9 1.09 58.0 58 87 115 28
AB 20-32 2.12 1.23 32.5 1.12 16.5
B1t 32-47 1.03 0.60 32.8 1.13 10.2
B2t 47-84 0.89 0.52 30.2 1.20 23.1
B3 84-130 0.60 0.35 28.8 1.22 19.6
36 A 0-19 3.59 2.08 33.8 1.04 41.1 43 81 112 31
AB 19-29 3.23 1.87 32.6 1.07 20.0
B1t 29-59 1.34 0.78 31.5 1.17 29.0
B2t 59-92 0.86 0.50 30.2 1.19 19.6
B3 92-120 0.45 0.26 29.8 1.20 8.7
38 A 0-15 4.74 2.75 35.1 1.09 44.96 56 109 149 40
AB 15-40 3.39 1.97 33.6 1.14 56.14
B1t 40-100 1.14 0.66 28.5 1.22 48.31
B2t 100-200 0.70 0.41 29.4 1.19 48.79

OM (%): Organic Matter, OC (%): Organic Carbon, ρ (Mg·m⁻³): Bulk density (international symbol rho), SOC_horiz (Mg·ha⁻¹): Soil Organic Carbon stock per individual horizon, SOC_layer (Mg·ha⁻¹): Soil Organic Carbon stock accumulated by depth layer (0-20, 0-50, 0-100, 50-100 cm), Nd: Not determined, -: Not calculated or not applicable

The results on the accumulation of soil organic carbon (SOC) stocks in grassland soils coincide with those reported by (3131. Carnero-Lazo G, Hernández-Jiménez A, Terry-Alfonso E, Bojórquez-Serrano JI. Changes in organic carbon stocks in leached red ferralitic soils from Mayabeque, Cuba. Rev Bio Cienc [Internet]. Universidad Autónoma de Nayarit; 2019 [citado 19 de mayo de 2025];6. Available from: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-33802019000100136&script=sci_arttext&tlng=en -3434. Vela Alvarado JW, Clavo Z-M, Ramirez-Flores N, Villegas Panduro PP, Saito Villanueva C. Contribución de los fragmentos de vegetación al almacenamiento de carbono en paisajes agrícolas de la Amazonía peruana. Rev Peru Biol [Internet]. Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2024 [citado 19 de mayo de 2025];31(2). Available from: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S1727-99332024000200005&script=sci_arttext&tlng=en ). According to these studies, in the 0-100 cm layer, soils can accumulate between 80 and 149 Mg·ha⁻¹ of SOC, values consistent with the findings of the present study.

However, at the soil depth of 50-100 cm, accumulation is considerably lower, with values ranging between 17 and 36 Mg·ha⁻¹. This is due to the root development of grasslands, whose fine roots do not reach great depths, unlike crops such as sugarcane or maize, which present deeper and more extensive root systems.

Temporal dynamics of soil organic carbon stocks

 

In six of the analyzed Leached Red Ferrallitic soil profiles, the annual SOC gain has been determined, with results presented in Table 5, over a period of 7 to 13 years. For the 0-30 cm layer, total SOC capture ranges between 12 and 34 Mg·ha⁻¹·yr⁻¹ over the evaluated period, demonstrating the potential of these soils for carbon storage in the medium and long term.

Table 5.  SOC stock gain in Leached Red Ferrallitic soils under grasslands in San José de las Lajas Municipality (2004-2017)
Sampling moments Date SOC stock (Mg ha-1)
0-10 cm 0-20 cm 0-30 cm
Profile 1: Jiribilla grassland under mango tree grove
Initial sampling 22-04-2010 54 86 107
Final sampling 07-03-2017 65 102 140
Difference (7 years) +11 +16 +33
Profile 36: Jiribilla grassland under mango tree grove
Initial sampling 22-07-2010 22 43 62
Final sampling 06-03-2017 28 49 74
Difference (7 years) +6 +6 +12
Profile 8: Jiribilla grassland under guava tree grove
Initial sampling 2004 20 41 56
Final sampling 2017 37 62 71
Difference (13 years) +17 +21 +15
Profile 6: Jiribilla grassland under citrus tree grove
Initial sampling 2004 21 41 55
Final sampling 2017 29 55 89
Difference (13 years) +8 +14 +34
Profile 38: Jiribilla grassland in pasture at the entrance of Jamaica
Initial sampling 2010 28 56 80
Final sampling 2017 38 61 92
Difference (7 years) +10 +5 +12

A relevant finding of this study is the difference in SOC stocks between land-use systems. Profiles associated with fruit trees (mango, citrus, guava) showed higher SOC stocks compared to monoculture grasslands (Tables 4 and 5). This difference can be attributed to several factors:

  1. Additional biomass input: Silvopastoral systems receive contributions of leaf litter and roots from trees, which add to those from the grass, increasing carbon input into the soil.

  2. Favorable microclimate: Partial shade provided by trees reduces soil temperature and the rate of organic matter decomposition.

  3. More diverse root system: The combination of grass roots (shallow) and tree roots (deeper) explores a greater soil volume, incorporating carbon at different depths.

These results coincide with previous studies in tropical silvopastoral systems (3535. Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH, Cisneros-Saguilán P, Hernández-Salinas G, Hernández MH. Sistemas silvopastoriles, una alternativa para atenuar el impacto del cambio climático en la ganadería. Idesia Arica. Universidad de Tarapacá. Facultad de Ciencias Agronómicas; 2024;42(2):51-8. Available from: https://doi.org/10.4067/s0718-34292024000200051 ,3636. Robles-Rodríguez R, Aguirre-Terrazas L, Abreu MHS de, Villanueva-Najarro C, Flores-Mariazza E. Degradación de pasturas y sistemas silvopastoriles predominantes en la Amazonía peruana. Agroindustrial Sci. 2024;14(3):185-93. Available from: https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2024.03.01 ), which report higher carbon stocks in diversified systems compared to monocultures.

Table 6 presents the annual gain of soil organic carbon stocks (SOC), which can reach up to 2.62 Mg·ha⁻¹·yr⁻¹ for jiribilla grass (Dichanthium caricosum) in the 0-30 cm layer, over a 13-year period. These results coincide with previous studies, such as those conducted by (3737. Jensen JL, Eriksen J, Christensen BT. Pre-conversion soil organic carbon level did not affect accumulation rate following conversion from arable land to semi-natural grassland. Geoderma. 2024;447:116930. Available from: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116930 ), who reported similar results in soils under grasslands, reinforcing the relevance of these plant species in carbon accumulation and sequestration.

Table 6.  Annual SOC stock gaining in FRL soils in western Cuba
Sampling period (years) SOC Stock Gain Rate (Mg·ha⁻¹·yr⁻¹)
0-10 cm 0-20 cm 0-30 cm
Profile 1: Jiribilla grassland under mango tree grove
7 +1.07 +0.86 +1.07
Profile 36: Jiribilla grassland under mango tree grove
7 +0.86 +0.86 +1.71
Profile 8: Jiribilla grassland under guava tree grove
12 +1.42 +1.75 +1.25
Profile 6: Jiribilla grassland under citrus tree grove
13 +0.61 +1.08 +2.62
Profile 38: Jiribilla grassland in pasture at the entrance of Jamaica
9 +1.11 +0.96 +1.33

These results are highly relevant for sustainable soil management and should be considered in the planning of long-term grassland rotations, especially in soils that tend to degrade due to continuous cultivation (55. Hernández A, Morales M, Carnero G, Hernández Y, Terán Z, Grandio D, et al. Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana” [Internet]. Ediciones INCA. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas del Ministerio de Educación Superior de Cuba; 2020. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu ). The implementation of conservation management practices can significantly contribute to restoring soil fertility and optimizing organic carbon accumulation.

Furthermore, these results provide a scientific basis for the future development of a carbon capture and sequestration policy in the province's grassland soils. Adopting strategies aimed at improving carbon retention would not only benefit agricultural productivity but also represent a significant advance in climate change mitigation efforts, thereby strengthening the resilience of local ecosystems in the face of changing environmental conditions.

Conclusions

 

The study conducted on Leached Red Ferrallitic soils (Rhodic Nitisols) under grasslands in western Cuba demonstrates the potential of these systems for organic carbon (SOC) accumulation and their contribution to agricultural sustainability and climate change mitigation. Based on the results obtained, the following conclusions are highlighted:

  • These results underscore the capacity of grasslands, especially Jiribilla grass (Dichanthium caricosum), to store carbon in surface horizons over the medium term.

  • Profiles associated with fruit trees (mango, citrus, and guava) showed higher SOC stocks compared to monoculture grasslands, suggesting that diversified systems favor carbon stability.

Recommendations

 

Based on the results of this study, the following recommendations are formulated for the sustainable management of Leached Red Ferrallitic soils in Cuba and similar tropical regions:

  1. Promote agroforestry and silvopastoral systems: The integration of fruit trees (especially mango and citrus) into grasslands is recommended, as these systems demonstrated a greater capacity for soil organic carbon storage.

  2. Implement long-term rotations: In annual cropping areas, the introduction of rotations that include prolonged periods (minimum 5-7 years) with jiribilla grass (Dichanthium caricosum) is suggested to allow the recovery of soil carbon stocks.

  3. Establish a monitoring program: The creation of a network of permanent observation plots is recommended to track carbon dynamics under different land-use systems, which would allow for the adjustment of management practices and the validation of mitigation strategies.

  4. Consider carbon sequestration in agricultural policies: The results provide a quantitative basis for including grassland and silvopastoral system management in local and national strategies for payments for ecosystem services related to climate change mitigation.