Slash and burn is an agroforest system widespread in tropical and subtropical regions that consists of cutting, burning, and cultivating a piece of land in rotation. Due to recent socioeconomic changes, the forest fallow length, considered as the factor able to restore the soil fertility, has suffered a contraction, and the scientific community has raised the question of system sustainability. Because of this, the study was carried out in three rural locations of central Mozambique, where slash and burn was practiced with different forest fallow length; ≈25, 35, and ≈50 years. In each location, pedological surveys were conducted with the aim to evaluate soil morphology and physicochemical properties under different land uses (charcoal kiln, crop field, and forest) among and within the three locations. Results highlight several statistically significant variations among locations and a few within the same location; all were ascribed to pedogenic origin rather than to the fallow length. Bacteria and fungi communities were also investigated to examine the influence of the forest fallow length, land use, and the nature of genetic horizons. Variations of bacteria abundances occurred mainly among land uses and along the soil profile, with eutrophic bacteria located in the A horizons and oligotrophic bacteria in the Bo. Most of the identified fungi were endophytes or arbuscular mycorrhizal fungi, with several differences in their distribution among locations, a few among land uses, and great changes between horizons. The fact that the main abiotic and biotic variations were observed along the profile suggested the inability of a forest fallow shorter than 50 years to improve soil fertility. The overall results indicate that the observed slash and burn is far to be environmentally and productively sustainable, and that agronomic practices more than the forest fallow length exert a positive effect on soil fertility.

Lo Slash and burn è un sistema agroforestale di regioni tropicali e subtropicali che prevede il taglio, la combustione e la coltivazione di porzioni di territorio a rotazione. Causa i recenti cambiamenti socioeconomici, il periodo di rotazione a cui è attribuito il recupero della fertilità del suolo ha subito una contrazione, ponendo il problema della sostenibilità del sistema. A tal proposito, questo studio è stato condotto in tre aree della provincia di Manica, Mozambico centrale, dove lo slash and burn è applicato con diversi periodi di rotazione: ≈25, 35 e ≈50 anni. Per valutare l’effetto dello slash and burn sui fattori abiotici e biotici del suolo, in ogni località è stato condotto un rilievo pedologico sotto carbonaia, campo coltivato e foresta. La valutazione delle proprietà morfologiche e fisicochimiche dei suoli ha evidenziato svariate differenze statistiche tra le località e poche variazioni nelle singole località. Tali risultati sono spiegati con la diversa pedogenesi piuttosto che con la durata della rotazione. L’influenza della durata di rotazione, dell’uso del suolo e della natura degli orizzonti genetici sulla comunità microbica ha evidenziato variazioni della comunità batterica soprattutto tra gli usi del suolo e tra gli orizzonti, con una distribuzione di batteri eutrofici negli orizzonti A e di quelli oligotrofici nei Bo. La maggioranza dei funghi osservati sono endofiti o micorrize arbuscolari, con differenze nella comunità fungina numerose tra località, poche tra gli usi del suolo, molte tra gli orizzonti. Il fatto che le principali variazioni delle proprietà fisico-chimiche e delle comunità microbiche si trovino lungo il profilo suggerisce l’incapacità di un periodo di rotazione di 50 anni di migliorare la fertilità dei suoli. Nel complesso, tale sistema non è ambientalmente né produttivamente sostenibile e la gestione del suolo, più che il periodo di rotazione, può esercitare un effetto positivo sulla fertilità dei suoli.

Effect of slash and burn in mozambique soils

SERRANI, DOMINIQUE
2021

Abstract

Lo Slash and burn è un sistema agroforestale di regioni tropicali e subtropicali che prevede il taglio, la combustione e la coltivazione di porzioni di territorio a rotazione. Causa i recenti cambiamenti socioeconomici, il periodo di rotazione a cui è attribuito il recupero della fertilità del suolo ha subito una contrazione, ponendo il problema della sostenibilità del sistema. A tal proposito, questo studio è stato condotto in tre aree della provincia di Manica, Mozambico centrale, dove lo slash and burn è applicato con diversi periodi di rotazione: ≈25, 35 e ≈50 anni. Per valutare l’effetto dello slash and burn sui fattori abiotici e biotici del suolo, in ogni località è stato condotto un rilievo pedologico sotto carbonaia, campo coltivato e foresta. La valutazione delle proprietà morfologiche e fisicochimiche dei suoli ha evidenziato svariate differenze statistiche tra le località e poche variazioni nelle singole località. Tali risultati sono spiegati con la diversa pedogenesi piuttosto che con la durata della rotazione. L’influenza della durata di rotazione, dell’uso del suolo e della natura degli orizzonti genetici sulla comunità microbica ha evidenziato variazioni della comunità batterica soprattutto tra gli usi del suolo e tra gli orizzonti, con una distribuzione di batteri eutrofici negli orizzonti A e di quelli oligotrofici nei Bo. La maggioranza dei funghi osservati sono endofiti o micorrize arbuscolari, con differenze nella comunità fungina numerose tra località, poche tra gli usi del suolo, molte tra gli orizzonti. Il fatto che le principali variazioni delle proprietà fisico-chimiche e delle comunità microbiche si trovino lungo il profilo suggerisce l’incapacità di un periodo di rotazione di 50 anni di migliorare la fertilità dei suoli. Nel complesso, tale sistema non è ambientalmente né produttivamente sostenibile e la gestione del suolo, più che il periodo di rotazione, può esercitare un effetto positivo sulla fertilità dei suoli.
Slash and burn is an agroforest system widespread in tropical and subtropical regions that consists of cutting, burning, and cultivating a piece of land in rotation. Due to recent socioeconomic changes, the forest fallow length, considered as the factor able to restore the soil fertility, has suffered a contraction, and the scientific community has raised the question of system sustainability. Because of this, the study was carried out in three rural locations of central Mozambique, where slash and burn was practiced with different forest fallow length; ≈25, 35, and ≈50 years. In each location, pedological surveys were conducted with the aim to evaluate soil morphology and physicochemical properties under different land uses (charcoal kiln, crop field, and forest) among and within the three locations. Results highlight several statistically significant variations among locations and a few within the same location; all were ascribed to pedogenic origin rather than to the fallow length. Bacteria and fungi communities were also investigated to examine the influence of the forest fallow length, land use, and the nature of genetic horizons. Variations of bacteria abundances occurred mainly among land uses and along the soil profile, with eutrophic bacteria located in the A horizons and oligotrophic bacteria in the Bo. Most of the identified fungi were endophytes or arbuscular mycorrhizal fungi, with several differences in their distribution among locations, a few among land uses, and great changes between horizons. The fact that the main abiotic and biotic variations were observed along the profile suggested the inability of a forest fallow shorter than 50 years to improve soil fertility. The overall results indicate that the observed slash and burn is far to be environmentally and productively sustainable, and that agronomic practices more than the forest fallow length exert a positive effect on soil fertility.
Slash and burn; agroforestry; soil fertility; soil microbiota
Slash and burn; sistemi agroforestali; fertilità dei suoli; microbiota dei suoli
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Descrizione: Tesi_Serrani
Tipologia: Tesi di dottorato
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11566/290913
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