Introducción
⌅La
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación (FAO) ha identificado la aplicación de técnicas de labranza
inadecuadas como una de las causas de degradación de las tierras
agrícolas FAO (2015)FAO
(Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y
Alimentación). (2015). Estado Mundial del Recurso Suelo. Roma, Italia.
92 p. ISBN. 978-92-5-308960-4. Disponible en: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/07a444e7-97a3-4e1f-b5d9-ddd84ad129c6/content
, ocasionando erosión y pérdida de aptitud productiva de los suelos (Singh et al., 2020Singh,
D., Lenka, S., Lenka, N. K., Trivedi, S. K., Bhattacharjya, S., Sahoo,
S., Saha, J. K., & Patra, A. K. (2020). Effect of reversal of
conservation tillage on soil nutrient availability and crop nutrient
uptake in soybean in the vertisols of central India. Sustainability, 12(16), 6608, https://doi.org/10.3390/su12166608
; Yang et al., 2020Yang,
C., Geng, Y., Fu, X. Z., Coulter, J. A., & Chai, Q. (2020). The
effects of wind erosion depending on cropping system and tillage method
in a semi-arid region. Agronomy, 10(5), 732, https://doi.org/10.3390/agronomy10050732
). En el caso de Cuba, la compactación afecta al 23% de los suelos según el Instituto de Suelos (2001)Instituto de Suelos. (2001). Programa Nacional de mejoramiento y conservación de suelos.
,
constituyendo uno de los principales causantes de los bajos
rendimientos agrícolas producidos por el uso intensivo de la maquinaria
agrícola en el pasado (Martínez-Cañizares et al., 2018Martínez-Cañizares,
J. A., Rodríguez-González, A., & Wong-Barreiro, M. (2018).
Influencia de dos sistemas de labranza sobre las propiedades físicas de
un suelo Ferralítico rojo. Ingeniería Agrícola, 8(1), 41-46.
).
En
este sentido, la agroecología plantea un modelo alternativo de
producción utilizando principios que favorecen interacciones biológicas y
optimizan sinergias. De este modo, la agrobiodiversidad es capaz de
subsidiar por sí misma procesos tales como la acumulación de materia
orgánica, fertilidad del suelo, regulación biótica de plagas y
productividad de los cultivos (Gliessman, 2002Gliessman, S. R. (2002). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sostenible. Catie.
).
Altieri & Nicholls (2007)Altieri,
M. A., & Nicholls, C. I. (2007). Conversión agroecológica de
sistemas convencionales de producción: Teoría, estrategias y evaluación. Ecosistemas, 16(1).
destacan el manejo
del suelo y el incremento de la diversidad como pilares fundamentales de
la conversión de sistemas de producción hacia modelos agroecológicos.
En particular, el impacto negativo de la labranza puede ser mitigado
mediante sistemas menos agresivos tales como la labranza reducida con
arado de cincel según Barut & Celik (2017)Barut,
Z., & Celik, I. (2017). Tillage effects on some soil physical
properties in a semi-arid Mediterranean region of Turkey. Chemical Engineering Transactions, 58, 217-222. http:/doi.org/10.3303/CET1758037
y multiarado, sin inversión de la capa arable. En el primer caso, se
trata de una labranza vertical, que facilita la infiltración sin dañar
la estructura del suelo; mientras que, en el segundo, se realiza un
corte horizontal (Sardiñas, 2014Sardiñas, L. M. H. (2014). Mejoramiento de un suelo degradado utilizando el multiarado. Ingeniería Agrícola, 4(1), 3-7.
).
Por
su parte, el uso de materiales orgánicos como fertilizantes está
relacionado con el mantenimiento de la productividad de los suelos
agrícolas según Salazar et al. (2003)Salazar, E., Fortis, M., Vázquez, A., & Vázquez, C. (2003). Abonos orgánicos y plasticultura. Palacio, México, Facultad de Agricultura y Zootecnia de la UJED, Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, COCyTED.
; mediante la mejoría de sus propiedades físicas, químicas y biológicas (Martínez & Gómez, 2015Martínez, F., & Gómez, L. (2015). La fertilización de los cultivos bajo una perspectiva agroecológica (Sembrando en Tierra Viva. Manual de Agroecología, Vol. 64).
Coordinación editorial: Iñaki Liceaga Edición, diseño y composición:
Eduardo Martínez Oliva Corrección científica: Fernando Funes Aguilar.
). Finalmente, (Sanabria et al., 2021Sanabria, S., Mendoza, K., Sangay, S., & Cosme, R. C. (2021). Uso de coberturas vegetales en el manejo sostenible del suelo asociado al cultivo de maíz amiláceo (Zea mays L.). https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2021.036
)
encontraron que el uso de coberturas vegetales incrementó los
contenidos de materia orgánica y nitrógeno, mejorando además los
rendimientos. De acuerdo a Zribi et al. (2011)Zribi,
W., Faci, J., & Aragüés, R. (2011). Efectos del acolchado sobre la
humedad, temperatura, estructura y salinidad de suelos agrícolas. Información técnica económica agraria, 107(2), 148-162.
el “mulching” reduce la evaporación del agua desde la superficie del
suelo, manteniendo una mayor humedad, favorece la estabilidad
estructural, disminuye la salinización y, amortigua las fluctuaciones de
temperatura en él mismo.
En el presente trabajo se evalúa el efecto del uso de estos tres factores de manejo: labranza, fertilización orgánica y uso de cobertura en la recuperación de la macrofauna en un suelo bajo conversión agroecológica con el objetivo de reconocer la combinación de factores más favorable para ello. En este sentido, se analizará en primer lugar el impacto de los factores mencionados sobre algunas propiedades físicas del suelo, consideradas como el componente abiótico del ecosistema y, posteriormente, la interacción de éste con el componente biótico, evaluado a través de la macrofauna.
Materiales y Métodos
⌅La finca “El Guayabal” está ubicada a los 22o 58´ N y los 82o 09´ W, cercana a la población de San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba; con suelos Ferralíticos rojos lixiviados de pH 6.8 y un contenido de materia orgánica (MO) de 2,5 %. Se utilizó un diseño experimental de parcelas divididas, con labranza mínima (rotura, mullido y surcado), asociada a tres tipos de labranza primaria: arado de vertedera con tracción animal (parcela 1), multiarado (parcela 2) y tiller (cincel) en la parcela 3, realizándose la labor secundaria y el surcado con tracción animal. Estas se combinaron, además, con fuentes de materia orgánica (humus de lombriz en dosis de 2 kg/m2y estiércol bovino en dosis de 7 kg/m2) y el uso de cobertura (“mulch”) como variables de manejo, obteniéndose los siguientes tratamientos (Tabla 1), distribuidos como se muestra (Figura 1):
| Arado de Vertedera | Multiarado | Tiller |
|---|---|---|
| V1 Vertedera + Humus de lombriz + sin cobertura | M1 Multiarado + Humus de lombriz + sin cobertura | T1 Tiller + Humus de lombriz + sin cobertura |
| V2 Vertedera + Humus de lombriz + con cobertura | M2 Multiarado + Humus de lombriz + con cobertura | T2 Tiller + Humus de lombriz + con cobertura |
| V3 Vertedera + Estiércol Vacuno + sin cobertura. | M3 Multiarado + Estiércol Vacuno + sin cobertura. | T3 Tiller + Estiércol Vacuno + sin cobertura. |
| V4 Vertedera + Estiércol Vacuno + con cobertura. | M4 Multiarado + Estiércol Vacuno + con cobertura. | T4 Tiller + Estiércol Vacuno + con cobertura. |
| V5 Vertedera + Testigo MO + sin cobertura. | M5 Multiarado + Testigo MO + sin cobertura | T5 Tiller + Testigo MO + sin cobertura |
| V6 Vertedera + Testigo MO + con cobertura. | M6 Multiarado + Testigo MO + con cobertura | T6 Tiller + Testigo MO + con cobertura |
Se empleó una asociación de habichuela (Vigna unguiculata L, variedad Lina) y maíz (Zea mays,
L) durante dos ciclos de siembra, con un sistema de riego por
aspersión. Las labores fitotécnicas (siembra, aporque, deshierbes y
cosechas) fueron realizadas de forma manual. Se determinó: porcentaje de
agregados estables al agua por las normas NC 1044 (2014)NC 1044. (2014). Calidad de suelo. Determinación de la porosidad. Oficina Nacional de Normalización La Habana, Cuba.
, porosidad total, porosidad capilar y poros de aireación por NC 1045 (2014)NC 1045. (2014). Calidad de suelo: Determinación de la estabilidad estructural. Oficina Nacional de Normalización La Habana, Cuba.
. La macrofauna edáfica fue evaluada empleando los métodos descritos por Cabrera (2017)Cabrera,
G.; Socarrás, A.A.; Gutiérrez, E.; Tcherva, T.; Martínez, C.A.; &
Lozada, A. (2017). Fauna del suelo, 254-283. En: Diversidad biológica de
Cuba: métodos de inventario, monitoreo y colecciones biológicas (CA
Mancina y DD Cruz, Eds.), Editorial AMA, La Habana, 502. ISBN
978-959-300-130-4.
. A partir de estos datos se calcularon los índices de diversidad de Shannon-Wiener, Shannon (1948)Shannon, C. E. (1948). A mathematical theory of communication. The Bell system technical journal, 27(3), 379-423,
, equidad de Pielou (1966)Pielou, E. C. (1966). Shannon’s formula as a measure of specific diversity: Its use and misuse. The American Naturalist, 100(914), 463-465.
y similitud de Jaccard (Real & Vargas, 1996Real, R., & Vargas, J. (1996). The Probabilistic Basis of Jaccard’s Index of Similarity. Systematic Biology, 45, 380-385, DOI: https://doi.org/10.1093/sysbio/45.3.380.
).
Para el análisis estadístico se utilizó el análisis de varianza (ANOVA) con número de muestra variable (se señala en cada caso) y α = 0.05, empleándose el programa SPSS v.20, con la prueba de Duncan como análisis post hoc. En el caso de los porcentajes de porosidad total, capilar y no capilar y de agregados estables al agua, así como los índices de Shannon-Wiener, Pielou y Jaccard se comprobó la normalidad de los datos y se realizó una transformación logarítmica de los mismos.
Resultados y Discusión
⌅I Los factores abióticos
⌅1.- Porcentaje de agregación
⌅El agregado es la unidad estructural del suelo y se encuentra definido por la unión de las partículas de arena, limo y arcilla (Hillel, 2003Hillel, D. (2003). Introduction to environmental soil physics. Elsevier.
).
Es conocido que los cambios en las propiedades estructurales reflejan
rápidamente los efectos de la degradación física de los suelos (García et al., 2018García,
D. Y., Cárdenas, J. F., & Parra, A. S. (2018). Evaluación de
sistemas de labranza sobre propiedades físico-químicas y microbiológicas
en un Inceptisol. Revista de Ciencias Agrícolas, 35(1), 16-25, http://dx.doi.org/10.22267/
).
| Tratamiento | % agregación | Tratamiento | % agregación | Tratamiento | % agregación |
|---|---|---|---|---|---|
| V1 | 50,21(b, c) | M1 | 54,32c, d | T1 | 53,87c,d |
| V2 | 54,35(c, d) | M2 | 60, 06d | T2 | 63,44e |
| V3 | 47,33(b) | M3 | 50,19b | T3 | 52,81c |
| V4 | 49,08(b) | M4 | 52,22c | T4 | 54,87d |
| V5 | 41, 78(a) | M5 | 47,54b | T5 | 52,23c |
| V6 | 46, 51(b) | M6 | 49,45b, c | T6 | 55,32 |
Letras
diferentes indican diferencia estadísticamente significativa. (n = 3, α
= 0.05) para prueba de Duncan. Se destacan en negrita el mayor y el
menor valor obtenido.
Tratamientos: V1: vertedera-humus-sin cob; V2: vertedera-humus-con cob; V3: vertedera estiércol-sin cob; V4: vertedera-estiércol-con cob; V5: vertedera-sin enmienda-sin cob; V6: vertedera-sin enmienda-con cob; M1: multiarado-humus-sin cob; M2: multiarado-humus-con cob; M3: multiarado estiércol-sin cob; M4: multiarado-estiércol-con cob; M5: multiarado-sin enmienda-sin cob; M6: multiarado-sin enmienda-con cob; T1: tiller-humus-sin cob; T2: tiller-humus-con cob; T3: tiller-estiércol-sin cob; T4: tiller-estiércol-con cob; T5: tiller-sin enmienda-sin cob; T6: tiller-sin enmienda-con cob (Tabla 2).
Los resultados de la Tabla 2 muestran un incremento significativo de la agregación en todos los
tratamientos con cobertura; con mayores valores debido a la aplicación
de materia orgánica, especialmente humus de lombriz. Estos resultados
coinciden con Ochoa et al. (2019)Ochoa,
M. F., Calderón, A. D. A., Moreno, S. F., Herrera, E. F., & Ochoa,
A. (2019). Fertilización orgánica y su impacto en la calidad del suelo. Biotecnia, 21(1), 87-92, https://doi.org/10.18633/biotecnia.v21i1.817
,
quien atribuye dicho efecto a los polisacáridos que las lombrices
añaden al excremento al metabolizar las arcillas y la materia orgánica.
En general, Pulleman et al. (2005)Pulleman,
M., Six, J., Uyl, A., Marinissen, J., & Jongmans, A. (2005).
Earthworms and management affect organic matter incorporation and
microaggregate formation in agricultural soils. Applied Soil Ecology, 29(1), 1-15, https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2004.10.003
señalan que la dinámica de la agregación es influenciada por el manejo
del suelo, ya que los agregados resultan afectados por el uso del mismo,
el tipo de labranza y la aplicación de materiales orgánicos (Bronick & Lal, 2005Bronick, C. J., & Lal, R. (2005). Soil structure and management: A review. Geoderma, 124(1-2), 3-22, https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2004.03.005
).
Específicamente,
el menor valor obtenido corresponde a V6 (arado de vertedera + testigo
MO + sin cobertura) y el mayor a T2 (tiller + humus de lombriz +
cobertura). También se observó que los tratamientos correspondientes al
uso del tiller y el multiarado mostraron valores mayores de agregación
en relación al arado de vertedera, pero analizados en conjunto, no
presentan diferencia significativa entre ellos. Esto corresponde a los
resultados obtenidos por Sarmiento-Sarmiento et al. (2022)Sarmiento-Sarmiento,
G., Peña-Dávila, J., & Medina-Dávila, H. (2022). Impacto de tres
sistemas de labranza en la fertilidad de un suelo entisol en zonas
aridas. Chilean journal of agricultural & animal sciences, 38(1), 104-113, https://doi.org/10.29393/chjaas38-10itgh30010.
en un período similar al evaluado en este trabajo (dos ciclos de siembra).
Hillel (2003)Hillel, D. (2003). Introduction to environmental soil physics. Elsevier.
afirma que el incremento de la agregación permite el desarrollo del
sistema poroso y una mayor estructuración, condición que contribuye al
equilibrio de la relación agua - aire en el suelo, mejorando las
condiciones abióticas del suelo como hábitat y favoreciendo el aumento
de la riqueza y la diversificación de la diversidad en el mismo (Erktan et al., 2020Erktan,
A., Or, D., & Scheu, S. (2020). The physical structure of soil:
Determinant and consequence of trophic interactions. Soil Biology and Biochemistry, 148, 107876, https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107876
).
2.- Análisis de Porosidad
⌅La porosidad es el espacio existente entre los agregados del suelo según Hillel (2003)Hillel, D. (2003). Introduction to environmental soil physics. Elsevier.
y de su cantidad y calidad depende la provisión a las plantas de agua
(poros capilares) y aire (poros no capilares) en las proporciones
adecuadas. La Figura 4 muestra la distribución de los espacios porosos en los diferentes tratamientos.
En la parcela correspondiente al arado de vertedera, puede observarse aumento significativo en todos los valores de porosidad (total, capilares y de aireación) con el uso del mulch. Los poros capilares mantienen valores muy similares con o sin cobertura, mientras que los poros de aireación mostraron un leve aumento. Se evidencia también un discreto efecto de la aplicación de materia orgánica, más acentuado en el humus de lombriz que en el estiércol.
Por su parte, en el multiarado, se repite el incremento
de los valores de porosidad total en el área con cobertura. No
obstante, se muestran diferencias en la distribución de los porcentajes
de macro y microporos, con mayor incidencia sobre los valores de los
porcentajes de los segundos con el uso de cobertura. La aplicación de
materia orgánica no provocó efectos evidentes. Este comportamiento
coincide con lo encontrado por Sardiñas (2014)Sardiñas, L. M. H. (2014). Mejoramiento de un suelo degradado utilizando el multiarado. Ingeniería Agrícola, 4(1), 3-7.
, mientras que Brizuela et al., (2006)Brizuela, M., Ríos, A., Villarino, L., Cañizares, J., & Ramos, R. (2006). Tecnologías para las producciones agrícolas en Cuba (AGRINFOR). Ministerio de la Agricultura, Ed. AGRINFOR, La Habana, Cuba.
, destacan la reducción de la compactación por efecto del uso de multiarado.
A diferencia de los casos anteriores, con el uso del tiller se observa un leve aumento de los porcentajes de porosidad total en las áreas con cobertura, y valores ligeramente mayores en las parcelas tratadas con enmiendas orgánicas, repitiéndose el comportamiento de la parcela 2 en la distribución de los tipos de poros.
En resumen, podemos decir
que no se observa diferencia significativa entre los valores de
porosidad por efecto de los implementos, pero sí que existe un mayor
desarrollo del sistema poroso en los tratamientos con cobertura. En
particular, los resultados muestran también que la labranza con
multiarado presentó el mayor desequilibrio poros capilares/ poros no
capilares, mientras que los tratamientos con combinación de
fertilización orgánica y cobertura mostraron valores que favorecieron el
equilibrio agua/aire. Según Jaurixje et al. (2013)Jaurixje,
M., Torres, D., Mendoza, B., Henríquez, M., & Contreras, J. (2013).
Propiedades físicas y químicas del suelo y su relación con la actividad
biológica bajo diferentes manejos en la zona de Quíbor, Estado Lara. Bioagro, 25(1), 47-56, ISSN: 1316-3361, Publisher: Universidad Centroccidental" Lisandro Alvarado"(UCLA).
los diferentes tamaños de poros corresponden a funciones específicas,
los macroporos que facilitan la aeración y la infiltración, y los
microporos que retienen el agua en contra de la acción de la gravedad. Erktan et al. (2020)Erktan,
A., Or, D., & Scheu, S. (2020). The physical structure of soil:
Determinant and consequence of trophic interactions. Soil Biology and Biochemistry, 148, 107876, https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107876
señalan como el equilibrio entre las proporciones de tamaños de poros favorece a la biota del suelo.
II Los factores bióticos
⌅2.1.- Abundancia de la macrofauna
⌅De acuerdo a (Cabrera, 2012Cabrera,
G. (2012). La macrofauna edáfica como indicador biológico del estado de
conservación/perturbación del suelo. Resultados obtenidos en Cuba. Pastos y forrajes, 35(4), 346-363,
, 2017Cabrera,
G.; Socarrás, A.A.; Gutiérrez, E.; Tcherva, T.; Martínez, C.A.; &
Lozada, A. (2017). Fauna del suelo, 254-283. En: Diversidad biológica de
Cuba: métodos de inventario, monitoreo y colecciones biológicas (CA
Mancina y DD Cruz, Eds.), Editorial AMA, La Habana, 502. ISBN
978-959-300-130-4.
) la macrofauna está compuesta por
invertebrados que poseen una longitud mayor de 10 mm y un ancho de
cuerpo mayor de 2 mm, y se divide en grupos como las lombrices de
tierra, moluscos, cochinillas, milpiés, ciempiés, arácnidos y diversos
insectos, denominados morfotipos. Estos ejercen funciones vitales con
respecto a la estructura del suelo y al ciclo de nutrientes Lavelle et al. (2006)Lavelle,
P., Decaëns, T., Aubert, M., Barot, S., Blouin, M., Bureau, F.,
Margerie, P., Mora, P., & Rossi, J.-P. (2006). Soil invertebrates
and ecosystem services. European journal of soil biology, 42, S3-S15, https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2006.10.002
, procesos que son afectados por la disminución de su abundancia y las variaciones de la estructura comunitaria (Figura 5).
En la Figura 5 se observa la abundancia de los morfotipos en los diferentes tratamientos. En los correspondientes al arado de vertedera (V1 - V6) se observa poca diversificación, observándose sólo Formicidae y Coleóptera, en un área tratada con humus de lombriz y cobertura (V2), lo que evidencia los efectos negativos de la inversión de la capa arable realizada por este implemento.
La presencia de sólo el morfotipo Formicidae se repitió en los tratamientos de multiarado sin cobertura (M1, M3 y M5), mientras que, en las áreas con cobertura (M2, M4 y M6), se encontró una pequeña diversificación de la macrofauna, con presencia de Diplópodos, Isópodos, Coleópteros y Thysanura, lo que puede deberse al corte horizontal que realiza el multiarado, por lo que no existe translocación de los horizontes edáficos ni exposición de los organismos a la luz solar, factores que afectan su desarrollo.
Finalmente, en la parcela 3 (tiller), se observaron Coleópteros y Formicidae en los tratamientos sin cobertura; y Thysanuras e Isópodos en las áreas con cobertura y adición de materia orgánica. El tiller, al igual que el multiarado, no realiza inversión de la capa arable, pero a diferencia de éste, hace un corte vertical, labor que parece afectar a la macrofauna en menor medida.
Estos resultados coinciden con Decaëns et al. (1994)Decaëns, T., Lavelle, P., Jimenez Jaen, J., Escobar, G., & Rippstein, G. (1994). Impact of land management on soil macrofauna in the oriental Llanos of Colombia.
,
quienes señalan que la incorporación de fertilización orgánica estimula
la diversidad y actividad de la macrofauna, como consecuencia del
incremento de la agregación y de fuentes de carbono y nitrógeno. Noguera-Talavera et al. (2017)Noguera-Talavera,
Á., Reyes-Sánchez, N., Mendieta-Araica, B., & Salgado-Duarte, M. M.
(2017). Macrofauna edáfica como indicador de conversión agroecológica
de un sistema productivo de Moringa oleifera Lam. En Nicaragua. Pastos y Forrajes, 40(4), 184-187.
destacó la influencia de las prácticas agrícolas sobre la composición de la macrofauna, y Bottinelli et al. (2015)Bottinelli,
N., Jouquet, P., Capowiez, Y., Podwojewski, P., Grimaldi, M., &
Peng, X. (2015). Why is the influence of soil macrofauna on soil
structure only considered by soil ecologists? Soil and Tillage Research, 146, 118-124, https://doi.org/10.1016/j.still.2014.01.007
afirmó que las prácticas de labranza conservacionistas promueven su
incremento, mediante procesos como el control de la infiltración del
agua y la protección de la materia orgánica.
No obstante, en todos
los casos, los valores reportados son bajos, tanto en diversidad de
morfotipos como en riqueza; lo que revela, poca biodiversidad tanto
taxonómica como funcional, y, por tanto, afectación de las cadenas
tróficas edáficas, base del ciclo de nutrientes en el suelo. En resumen,
se observa predominancia de Formicidae, quienes actúan como
primeras consumidoras de los desechos orgánicos, cortándolos y
transportándolos; permitiendo así la acción de los transformadores de la
hojarasca (Cabrera, 2012Cabrera,
G. (2012). La macrofauna edáfica como indicador biológico del estado de
conservación/perturbación del suelo. Resultados obtenidos en Cuba. Pastos y forrajes, 35(4), 346-363,
). De acuerdo a Cabrera-Mireles et al. (2019)Cabrera-Mireles,
H., Murillo-Cuevas, F. D., Villanueva-Jiménez, J., & Adame-García,
J. (2019). Oribátidos, colémbolos y hormigas como indicadores de
perturbación del suelo en sistemas de producción agrícola. Ecosistemas y recursos agropecuarios, 6(17), 231-241,
una gran densidad poblacional de este grupo, revela desequilibrio del
ecosistema y escasa materia orgánica en el mismo, lo que es reiterado
por Cabrera-Mireles et al. (2019)Cabrera-Mireles,
H., Murillo-Cuevas, F. D., Villanueva-Jiménez, J., & Adame-García,
J. (2019). Oribátidos, colémbolos y hormigas como indicadores de
perturbación del suelo en sistemas de producción agrícola. Ecosistemas y recursos agropecuarios, 6(17), 231-241,
; Hernández-Fundora et al. (2020)Hernández-Fundora,
Y., Hernández-Jiménez, A., Cabrera-Dávila, G., & Socarrás, A. A.
(2020). Impactos del cultivo continuado en la fauna del suelo FRL en
huertos intensivos de la agricultura urbana del municipio Boyeros. Nuevos
resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos
Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana”.
al evaluar sistemas productivos en suelos rojos cubanos.
Por otra parte, se observó un escaso número de transformadores de la hojarasca (Diplópodos),
los cuales son detritívoros, lucífugos e higrófilos, aspectos que
pueden explicar que sólo hayan sido observados en una parcela con mulch. Junto a los Isópoda y los Thysanura,
microherbívoros, constituyen componentes importantes en el ciclo de la
materia orgánica y requieren de la existencia de microhábitats
favorables (Cabrera, 2012Cabrera,
G. (2012). La macrofauna edáfica como indicador biológico del estado de
conservación/perturbación del suelo. Resultados obtenidos en Cuba. Pastos y forrajes, 35(4), 346-363,
).
Estas razones pueden explicar su aparición, aún en números
insuficientes, en áreas con cobertura y el humus como enmienda orgánica
preferente, resultados similares a los obtenidos por Bedano et al. (2016)Bedano,
J. C., Domínguez, A., Arolfo, R., & Wall, L. G. (2016). Effect of
Good Agricultural Practices under no-till on litter and soil
invertebrates in areas with different soil types. Soil and Tillage Research, 158, 100-109, https://doi.org/10.1016/j.still.2015.12.005
al evaluar sistemas de manejo de suelo contrastantes.
Destaca
la no observación de lombrices de tierra, quienes constituyen un grupo
taxonómico de gran importancia en el suelo, debido a su influencia en la
descomposición de la materia orgánica y el desarrollo de la estructura (Marín & Feijoo, 2007Marín,
E. P., & Feijoo, A. (2007). Efecto de la labranza sobre
macroinvertebrados del suelo en vertisoles de un área de Colombia. Terra Latinoamericana, 25(3), 297-310.
). Según Altieri & Nicholls (2007)Altieri,
M. A., & Nicholls, C. I. (2007). Conversión agroecológica de
sistemas convencionales de producción: Teoría, estrategias y evaluación. Ecosistemas, 16(1).
éstas disminuyen
debido a procesos de compactación y al uso de pesticidas, condiciones
desfavorables de temperatura y humedad, o escasa materia orgánica, y
tampoco fueron observadas por (Hernández-Fundora et al., 2020Hernández-Fundora,
Y., Hernández-Jiménez, A., Cabrera-Dávila, G., & Socarrás, A. A.
(2020). Impactos del cultivo continuado en la fauna del suelo FRL en
huertos intensivos de la agricultura urbana del municipio Boyeros. Nuevos
resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos
Ferralíticos Rojos Lixiviados de la “Llanura Roja de la Habana”.
) en otros huertos intensivos cubanos.
Por
otra parte, la fauna edáfica también se puede separar en grupos
funcionales: detritívoros, fungívoros, herbívoros, depredadores y
omnívoros; de acuerdo a su hábito alimentario y su contribución al
funcionamiento de las redes tróficas en el ecosistema (Frøslev et al., 2022Frøslev,
T. G., Nielsen, I. B., Santos, S. S., Barnes, C. J., Bruun, H. H.,
& Ejrnæs, R. (2022). The biodiversity effect of reduced tillage on
soil microbiota. Ambio, 51(4), 1022-1033, https://doi.org/10.1007/s13280-021-01611-0
; Zerbino et al., 2008Zerbino,
S., Altier, N., Morón, A., & Rodríguez, C. (2008). Evaluación de la
macrofauna del suelo en sistemas de producción en siembra directa y con
pastoreo. Agrociencia Uruguay, 12(1), 44-55, https://doi.org/10.31285/AGRO.12.744
). En la Figura 6 se muestra la distribución de grupos funcionales de la macrofauna del
suelo en el tratamiento con mayor cantidad de morfotipos en la figura
anterior (T2: tiller + humus de lombriz + cobertura).
Puede
observarse que, aún en la comunidad más diversificada de los 18
tratamientos evaluados, existe predominio de los depredadores. Según Cabrera (2014)Cabrera,
G. (2014). Manual práctico sobre la macrofauna edáfica como indicador
biológico de la calidad del suelo, según resultados en Cuba. Fundación Rufford (RSGF, para la Conservación de la Naturaleza).
una menor proporción de organismos detritívoros corresponde a procesos
de descomposición de la materia orgánica y reciclaje de nutrientes más
lentos. De acuerdo a Lavelle et al. (2006)Lavelle,
P., Decaëns, T., Aubert, M., Barot, S., Blouin, M., Bureau, F.,
Margerie, P., Mora, P., & Rossi, J.-P. (2006). Soil invertebrates
and ecosystem services. European journal of soil biology, 42, S3-S15, https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2006.10.002
; Ruiz et al. (2008)Ruiz, N., Lavelle, P., & Jiménez, J. (2008). Soil macrofauna field manual.
y Tapia et al. (2016)Tapia,
S., Teixeira, A., Velásquez, E., & Waldez, F. (2016).
Macroinvertebrados del suelo y sus aportes a los servicios
ecosistémicos, una visión de su importancia y comportamiento. Revista Colombiana de Ciencia Animal-RECIA, 8, 260-267, https://doi.org/10.24188/recia.v8.n0.2016.380
las variaciones en las comunidades de la macrofauna del suelo dependen
principalmente del cambio y la intensidad del uso de la tierra,
condicionados a su vez, por factores edáficos como temperatura, humedad,
estatus nutricional y contenido de materia orgánica.
2.2.- Estructura Comunitaria
⌅La estructura de una comunidad ecológica es uno de los atributos de la diversidad Noss (1990)Noss, R. F. (1990). Indicators for monitoring biodiversity: A hierarchical approach. Conservation biology, 4(4), 355-364,. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.1990.tb00309.xREV
, corresponde al ensamblaje del conjunto de las poblaciones que la constituyen Ladau & Eloe-Fadrosh (2019)Ladau, J., & Eloe-Fadrosh, E. A. (2019). Spatial, temporal, and phylogenetic scales of microbial ecology. Trends in Microbiology, 27(8), 662-669, https://doi.org/10.1016/j.tim.2019.03.003
y se fundamenta en la riqueza (número de especies), las abundancias
relativas de los organismos y el grado de uniformidad de su distribución
(Höfer et al., 2001Höfer,
H., Hanagarth, W., Garcia, M., Martius, C., Franklin, E., Römbke, J.,
& Beck, L. (2001). Structure and function of soil fauna communities
in Amazonian anthropogenic and natural ecosystems. European Journal of Soil Biology, 37(4), 229-235.
y Horn, & Smucker, 2005Horn,
R.; & Smucker, A. (2005). Structure formation and its consequences
for gas and water transport in unsaturated arable and forest soils. Soil and Tillage Research, 82, 5-14, DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2005.01.002
).
Existen diversos métodos para cuantificar la estructura comunitaria. Los más conocidos son los índices ecológicos, los cuales consideran la relación entre la riqueza y la distribución de sus abundancias, encontrándose el índice de diversidad de Shannon (H = ∑pi lnpi), con pi= número de individuos del morfotipo i / número total; y el de equidad de Pielou (J = H´/log2S), con H´ como la máxima diversidad esperada y S = riqueza de especies, entre los más utilizados. Los resultados obtenidos en su cálculo se muestran en la Figura 7 y la Tabla 3.
Los mayores valores de
diversidad (Shannon) encontrados están asociados a tratamientos con
cobertura y labranza sin inversión. La prueba de Duncan (post hoc)
los dividió en 9 grupos, con los menores valores asociados a
tratamientos con arados de vertedera y la no utilización de cobertura, y
los mayores, relacionados con los correspondientes al uso de tiller y
multiarado, uso de cobertura y humus de lombriz como enmienda orgánica,
resultados que coinciden con lo encontrado por Murillo-Cuevas et al. (2022)Murillo-Cuevas,
F. D., Cabrera-Mireles, H., Adame-García, J., Uribe-Gómez, S., &
Villegas-Narváez, J. (2022). Effect of soil conservation tillage on the
structure of edaphic fauna communities. Agrociencia. https://doi.org/10.47163/agrociencia.v56i3.2795
.
| Equidad | Equidad | Equidad | |||
|---|---|---|---|---|---|
| V1 | 0,923b | M1 | 0,693a | T1 | 0,693a |
| V2 | 0,883a | M2 | 1,386d | T2 | 1,792e |
| V3 | 0,981b | M3 | 0,693a | T3 | 0,693a |
| V4 | 0,967b | M4 | 1,386d | T4 | 1,099c |
| V5 | 0,808a | M5 | 0.693a | T5 | 0.693a |
| V6 | 0,995b,c | M6 | 1,099c | T6 | 0,693a |
Letras
diferentes indican diferencia estadísticamente significativa. (α =
0.05), empleando prueba de Duncan. Se destacan en negrita el mayor y el
menor valor obtenido.
Tratamientos: V1: vertedera-humus-sin cob; V2:
vertedera-humus-con cob; V3: vertedera estiércol-sin cob; V4:
vertedera-estiércol-con cob; V5: vertedera-sin enmienda-sin cob; V6:
vertedera-sin enmienda-con cob; M1: multiarado-humus-sin cob; M2:
multiarado-humus-con cob; M3: multiarado estiércol-sin cob; M4:
multiarado-estiércol-con cob; M5: multiarado-sin enmienda-sin cob; M6:
multiarado-sin enmienda-con cob; T1: tiller-humus-sin cob; T2:
tiller-humus-con cob; T3: tiller-estiércol-sin cob; T4:
tiller-estiércol-con cob; T5: tiller-sin enmienda-sin cob; T6:
tiller-sin enmienda-con cob
Por su parte, los valores
del índice de equidad de Pielou muestran que la comunidad más equitativa
corresponde al tratamiento T2 con un valor de 1.792, seguida por los
tratamientos M2 y M4 con un valor de 1.386, todos ellos con uso de
cobertura. Los menores valores, relacionados con comunidades con mayores
relaciones de dominancia se encontraron en los tratamientos, M1, M3,
M5, T1, T3 y T5 con 0.693. Podemos inferir que la labranza no tuvo
incidencia en este atributo comunitario, pero si la mayor disponibilidad
de recursos en forma de la incorporación de fuentes orgánicas y uso de
cobertura, lo cual correspondió a lo encontrado por Murillo-Cuevas et al. (2022)Murillo-Cuevas,
F. D., Cabrera-Mireles, H., Adame-García, J., Uribe-Gómez, S., &
Villegas-Narváez, J. (2022). Effect of soil conservation tillage on the
structure of edaphic fauna communities. Agrociencia. https://doi.org/10.47163/agrociencia.v56i3.2795
en este mismo cultivo.
2.3.- Diferenciación entre Comunidades
⌅En la Tabla 4 se muestra la matriz construida con los valores obtenidos en el índice
de similitud de Jaccard, el cual evalúa las distancias existentes entre
dos comunidades en términos de su similitud/disimilitud, con valores
entre 1 y 0, respectivamente (Real & Vargas, 1996Real, R., & Vargas, J. (1996). The Probabilistic Basis of Jaccard’s Index of Similarity. Systematic Biology, 45, 380-385, DOI: https://doi.org/10.1093/sysbio/45.3.380.
).
| V1 | V2 | V3 | V4 | V5 | V6 | M1 | M2 | M3 | M4 | M5 | M6 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V1 | * | 0,67 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 |
| V2 | * | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | |
| V3 | * | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | ||
| V4 | * | 1 | 1 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | |||
| V5 | * | 1 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | ||||
| V6 | * | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | |||||
| M1 | * | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | ||||||
| M2 | * | 0,5 | 0,33 | 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,37 | 0,5 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | |||||||
| M3 | * | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 0,5 | 1 | 0,67 | 1 | 1 | ||||||||
| M4 | * | 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 0,25 | 0,5 | |||||||||
| M5 | * | 0,67 | 1 | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | ||||||||||
| M6 | * | 0,67 | 0,5 | 0,67 | 0,5 | 0,33 | 0,67 | |||||||||||
| T1 | * | 0,33 | 1 | 0,67 | 0,5 | 1 | ||||||||||||
| T2 | * | 0,33 | 0,29 | 0,17 | 0,33 | |||||||||||||
| T3 | * | 0,67 | 0,5 | 1 | ||||||||||||||
| T4 | * | 0,33 | 0,67 | |||||||||||||||
| T5 | * | 0,5 | ||||||||||||||||
| T6 | * |
Los resultados muestran que T2 (tiller + humus + cobertura) y T5 (tiller + testigo + sin cobertura) fueron las comunidades menos similares con un valor de 0.17. Destacan también los pares T2 (tiller + humus + cobertura) y M4 (multiarado + estiércol vacuno + cobertura) y T5 (tiller + testigo + sin cobertura) con relación a M2 (multirado + humus de lombriz + cobertura) y M4 (multiarado + estiércol vacuno + cobertura) con valores de 0.25.
Tales resultados muestran que: i) el uso de cobertura fue el principal factor diferenciador, ii) el tipo de enmienda orgánica fue el segundo factor diferenciador, iii) no obstante, en los tratamientos bajo arado de vertedera la acción de ambos factores no fue suficiente para lograr diferenciar la composición de las comunidades de macrofauna, por lo que el cambio del tipo de labranza resulta el componente fundamental que impulsa la sucesión ecológica, con el correspondiente incremento de riqueza y diversificación de morfotipos.
Conclusiones
⌅Al comparar 18 tratamientos que combinan tipos de implementos utilizados para la labranza primaria (arado de vertedera, multiarado y tiller), dos fuentes de fertilización orgánica (estiércol bovino y humus de lombriz) y el uso de cobertura se encontró que i) la labranza sin inversión de la capa arable tiene un efecto favorable en las condiciones físicas del suelo, favoreciendo su condición como hábitat de la biodiversidad edáfica, ii) no se han encontrado diferencias significativas entre el uso de tiller y multiarado en el período de tiempo evaluado y, iii) el uso de cobertura actuó como un factor diferenciador en el desarrollo y diversificación de la comunidad de macrofauna edáfica asociada. Estos resultados hacen necesario realizar experimentos de este tipo a mediano y largo plazo, a fin de evaluar la dinámica ecológica en un período mayor de tiempo, y evidenciar patrones diferenciadores.