Introducción
⌅El
desarrollo cultural y la evolución de la especie humana han contribuido
a la modificación de ecosistemas naturales en agroecosistemas;
generándose conflictos con la conservación de los recursos naturales que
provocan desequilibrios ecológicos, debido al establecimiento de
prácticas de manejo agrícola no sostenibles, como el uso excesivo de
productos agroquímicos (Buelvas, 2021Buelvas,
J. P. (2021). Análisis de la gestión ambiental empresarial sector
alimentos en Colombia, Universidad de Pamplona, Facultad de Ingeniería y
Arquitectura, Ingeniería Ambiental, 1- 69
; Quijano et al., 2021Quijano,
L. G., Robledo, L. E., García, L. F., & Sarria, F. E. (2021).
Arañas: tejiendo un eslabón crucial para el equilibrio de los
agroecosistemas. Revista Digital Universitaria, 22(3), 40-49. DOI: http://doi.org/10.22201/cuaieed.16076079e.2021.22.3.5 .
);
empleo de maquinaria agrícola, quema de residuos agrícolas,
monocultivo, sellado del suelo por urbanizaciones e infraestructura ,
así como, el uso continuado e intensivo del suelo con fines alimenticios
y comerciales.
Numerosos procesos físicos, químicos y biológicos
actúan simultáneamente para mejorar o empobrecer la condición del suelo y
las funciones que desempeña en beneficio de las plantas; por lo que se
debe considerar como un ente vivo y sensible a la intervención del
hombre, con la producción de alimentos como principal generador de las
modificaciones de sus propiedades (Buelvas, 2021Buelvas,
J. P. (2021). Análisis de la gestión ambiental empresarial sector
alimentos en Colombia, Universidad de Pamplona, Facultad de Ingeniería y
Arquitectura, Ingeniería Ambiental, 1- 69
).
Para
evaluar la calidad del suelo se debe tener en cuenta la capacidad de
este recurso para suministrar nutrientes a las plantas, el crecimiento y
desarrollo de las raíces, la actividad biológica, así como sus
potencialidades para proporcionar estabilidad estructural suficiente,
para resistir la erosión y retener el agua. Esta perspectiva es esencial
para seleccionar un conjunto mínimo de indicadores que tienen
características tales como facilidad de la evaluación, aplicabilidad en
diferentes escalas y capacidad de integración. (Cuevas & Antonio, 2019Cuevas,
G., & Antonio, M. (2019). Diagnóstico de la agrobiodiversidad,
eficiencia energética y capacidad productiva de los suelos en la finca
campesina “La Angelita”. Tesis en título de Ingeniero Agrónomo,
Universidad de Matanzas, Cuba, 75.
). El análisis
agroquímico, examina los niveles nutricionales en el suelo, es una
herramienta diagnóstica y guía que debe considerar junto con la
información disponible sobre caracterización del suelo, el potencial de
productividad, cultivo e historial de manejo (Hernandez & Castellanos, 2022Hernández,
B., & Castellanos, L. (2022). Caracterización agroquímica del suelo
de 15 fincas con proyección hacia la transformación agroecológica, en
el municipio Santa María, Boyacá. Revista de Investigación Agraria y
Ambiental, 13(1), 15-32. DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.3683 .
).
El Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB), cuenta con un área experimental dedicada al desarrollo de investigaciones agrícolas y la producción de semilla original de variedades de soya transgénica y las líneas de maíz para extensión en áreas de hibridación e introducción en la producción nacional.
El modelo de producción agrícola
empleado en la parcela se ha respaldado en la labranza convencional y el
uso de agroquímicos; atendiéndose a los requerimientos del cultivo sin
considerar estudios de suelo, (Carrillo-Martínez et al., 2022Carrillo,
M., J.; Puente, S.; Montes, R.; & Cruz, R. (2022) b. Las micorrizas
como una herramienta para la restauración ecológica. Acta Botánica Mexicana, 129: e1932.e-ISSN: 2448-7589. DOI: http://doi.org/10.21829/abm129.2022.1932
). Estas circunstancias llevaron a realizar el
análisis agroquímico del suelo, con el objetivo de estimar las
cantidades de nutrientes disponibles en el suelo de la parcela
experimental. Esto permitirá predecir, corregir y prevenir los factores
limitantes del rendimiento productivo y potenciar, la efectividad de las
estrategias tecnológicas, empleadas en la producción de semilla
original.
Materiales y Métodos
⌅El
estudio se realizó en la parcela experimental del CIGB. El área
estudiada cuenta con una superficie total de 0,8 ha, de ellas 0,4 ha
cultivables y divididas en dos secciones (P1 y P2) separadas por una
calle o guardarraya. Se identificaron diez puntos de muestreo por cada
parcela, en correspondencia con el área potencial de interés según la
tabla de número mínimo de puntos de muestreo, descrita en estándares de
calidad ambiental de la Guía para el muestreo de suelo (Maurya et al., 2020Maurya,
S., Abraham, J. S., Somasundaram, S., Toteja, R., Gupta, R., &
Makhija, S. (2020). Indicators for assessment of soil quality: A
mini-review. Environmental Monitoring and Assessment, 192(9), 12-22.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-020-08556-z .
; Gelvez, 2020Gelvez,
I.; Moreno, J M.; & Santos, A. (2020). Guía de muestreo de suelo
para análisis microbiológico, Colección Transformación del Agro, ed.
AGROSAVIA Corporación colombiana de investigación agropecuaria, 1- 63.
DOI: https://doi.org/10.21930/agrosavia.nbook.7404098
; Torrejón & Safra, 2014Torrejón,
J. A. V., & Safra, P. C. (2014). El impacto ambiental negativo y su
evaluación antes, durante y después del desarrollo de actividades
productivas. Derecho & Sociedad, 42, 223-232.
).
Preparación del muestreo
⌅La preparación del plan de muestreo se basó en la distribución el área cultivable, apoyándose en el croquis actual de la parcela experimental. La superficie a muestrear fue dividida en dos secciones, la primera (P1), conformada por las subparcelas 1, 2 y 3 y una segunda sección (P2) conformada por las subparcelas 4 y 5.
Técnica de muestreo
⌅Se efectuó un muestreo aleatorio, con la aplicación del método detallado de zigzag (Leal et al., 2023Leal.
I., García, E., Vázquez, O. G., & Hernández-Acosta, E. (2023).
Análisis multivariado de suelos irrigados con aguas residuales de la
acuicultura. Agronomía Mesoamericana, 50028-50028.
y Rivera, 2023Rivera, J, E. (2023). Fuentes y niveles de materia orgánica en el rendimiento de Capsicum chinense Jacq (ají limo) en Tingo María, registro de tesis para obtención del título
de Ingeniero Agrónomo, Universidad Nacional Agraria de la Selva,
Facultad de Agronomía, 94.
).
Procedimiento para la colecta de la muestra de trabajo y preparación de muestra para análisis
⌅- Se eliminó la cobertura vegetal del punto de muestreo.
- Fue excavado el terreno de 25 a 30 cm de profundad. La excavación se realizó en forma de V a fin de extraer una lámina de suelo, eliminándose el material del borde de la pala para evitar posibles contaminantes.
- Se tomaron aproximadamente 50 g de cada punto de muestreo.
- Las muestras de cada punto fueron vertidas en una bandeja plástica donde se homogenizaron, se eliminaron los terrones y la materia inerte. La operación fue repetida en cada uno de los puntos de toma de muestra previstos.
Preparación e identificación de la muestra para análisis
⌅- Las muestras recolectadas de cada subparcela, fueron reunidas en la bandeja plástica y se mezcló bien el suelo.
- Se dividió en cuatro porciones similares (cuarteo), para lo que fueron trazadas dos líneas imaginarias (una horizontal y una vertical) para separar la mezcla de suelo de cuatro cuadrantes opuestos diametralmente, colectándose dos de los cuadrantes opuestos en cada cuarteo y fueron colocados dentro de una bolsa para muestra.
- El resultado obtenido fue de dos muestras compuestas para análisis, representativas del área cultivable de la parcela.
- Las bolsas plásticas con las muestras de suelo fueron cerradas herméticamente, se identificaron con el código P1 y P2 para cada sección.
- Las bolsas rotuladas con las muestras se colocaron dentro de una bolsa de plástica grande como envase secundario, cerrándose en el extremo superior y se depositaron en la bandeja para su transporte hasta el laboratorio de análisis.
Análisis de la muestra de suelo
⌅Las
muestras de suelos fueron analizadas en el laboratorio del Instituto de
Investigaciones del Tabaco de San Antonio de Los Baños, aplicándose las
normas ISO y normas cubanas correspondientes a cada determinación; así
como el manual (Soil, 1996Soil, K. (1996). Survey laboratory methods manual. Soil Survey Investigations Report.
).
Métodos analíticos aplicados
⌅- pH en agua, por potenciometría, relación suelo: agua 2:1
- Acidez del suelo, con solución no amortiguada de potasio (KCl).
- Materia orgánica según Walkley & Black (1934)Walkley, A.; & Black, I. A. (1934). ¨An
examination of the Degtjareff method for determining soil organic
matter, and a proposed modification of the chromic acid titration
method¨. Soil science, 37 (1): 29-38. https://journals.lww.com/soilsci/citation/1934/01000
. - Carbono, por división del porcentaje de materia orgánica entre 1,724
- Fósforo
asimilable por método de Oniani. Según el manual de técnicas analíticas
para análisis de suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes
químicos (Paneque et al., 2021Paneque,
V. M.; Calaña, J. M.; Calderón, M.; Borges, Y.; Hernández, T.; &
Caruncho, M. (2021). Manual de técnicas analíticas para análisis de
suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes químicos, Instituto
Nacional de Ciencias Agrícolas, Mayabeque: Ediciones INCA, 153p. ISBN:
978-959-7023-51-7.
). - Cationes cambiables por acetato de amonio y acetato de sodio.
- Potasio asimilable, por cálculo del potasio intercambiable.
- Humedad por método gravimétrico, en estufa a 105°C, hasta peso constante.
- Las reservas de carbono (en mg/ha-1), se realizó por cálculo según la fórmula: RC: %C x Dv (kg/dm3) x Profundidad capa, cm (Sánchez, 1995Sánchez,
P. (1995). "Science in agroforestry. Agroforestry: Science, policy and
practice". Selected papers from the agroforestry sessions of the IUFRO
20th World Congress, Tampere, Finland, Springer Netherlands, 6(12),
5-55.
).
Todos los reactivos empleados contaron con la calidad para el análisis y los equipos utilizados estuvieron integrados al sistema de control de la calidad y avalados por metrología actos para el uso.
Resultados y Discusión
⌅Los resultados del análisis agroquímico del suelo, de la parcela experimental, se presentan a continuación.
| Resultados del análisis | Valores de referencia | |
|---|---|---|
| pH en agua | P1 = 8.42 P2 = 8,50 |
6,5 - 7,5 |
| pH en KCl | P1= 7,73 P2 = 7,83 |
pH en agua entre ≤ 0,5 - 1,5 |
| Conductividad eléctrica (CE) | P1 = 0,16 dS/m P2= 0,13 dS/m |
0,0 - 4,0 dS/m |
| Materia Orgánica (MO) | 1.82 % | 1,5 - 2,5 % |
| Potasio | 33.78 mg/100g | 15,0 - 30,0 mg/100g |
| Fósforo | 82.38 mg/100g | 3,5 - 7,0 mg/100g |
| Sodio (Na) | 0.16 Cmol/100g | 0,40 - 1,3 Cmol/kg |
| Calcio (Ca) | P1=11.26 Cmol/kg P2= 12,54 Cmol/kg |
9,0 - 10,5 Cmol/kg |
| Magnesio (Mn) | 0.83 Cmol/kg | 1,5 - 2,5 Cmol/kg |
| Zinc(Zn) | 6.41 mg/kg | 4,4 - 7,0 mg/kg |
| Cobre (Cu) | 0.82 mg/kg | 4,8 - 6,2 mg/kg |
| Hierro (Fe) | 0.62 mg/kg | 248 - 289 mg/kg |
| Mn | 0.86 mg/kg | 6,7- 8,3 mg/kg |
| Nitrógeno total | 0.097 | 0- 0,010 % |
| Nitrógeno asimilable | 0.025 | 0,022-0,048 % |
Fuente: valores referenciales http://hdl.handle.net/123456789/142 Serie técnica 10. Universidad de Agruco (1988).
pH del suelo en agua
⌅El
valor del pH del suelo en agua resultó de 8,42 y 8,50 en las muestras
P1 y P2 respectivamente, valores de pH que se ubicaron en el rango
descrito para suelos alcalinos o calcáreos entre pH 7.3 - 8.4; comunes
en regiones áridas y semiáridas, según la clasificación en
correspondencia a la reacción (Guerrero et al., 2021Guerrero,
E. M., Criollo, H., Chávez, G., & Vélez, J. A. (2021). Evaluation
of physical and chemical variables of organic substrates in a hydroponic
system for strawberry (Fragaria ananassa Duch). Revista de Ciencias
Agrícolas, 38(2), 50-62. DOI: https://doi.org/10.22267/rcia.213802.158 .
; Serafín et al., 2023Serafín,
E. L., Reyes, M. H., Morales, A. B., Villarreal, J. Á., &
Benavides, A. (2023). Asociación entre la composición elemental del
suelo y la planta y la morfología de Dasylirion cedrosanum Trel.
Botanical Sciences, 101(3), 837-853. ISSN: 2007-4476. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.3224 .
). Un pH óptimo para los procesos de nutrición de las plantas suele estar entre 6,5 y 7,0.
En este punto el cultivo estará en mejores condiciones para dar una mayor rendimiento y productividad según afirman Rivera et al. (2018)Rivera, E; Sánchez, M.; & Domínguez, H. (2018). ¨pH como factor de crecimiento en plantas¨, Centro Regional de Colón, Revista de iniciación científica, Portal de Revistas Académicas, Universidad Tecnológica de Panamá, 4 (e especial):101-105. DOI: https://doi.org/10.33412/rev-ric.v4.0.1829 .
,
donde los procesos de nutrición de las plantas, alcanzan un metabolismo
activo que favorece la producción de exudados radiculares como fuente
de carbono para la sobrevivencia y multiplicación de los microorganismos
asociados a la rizosfera, así como a la resolución de muchos procesos
químicos que en él se producen.
El pH, ya sea por acidez o alcalinidad, afecta las características químicas y biológicas del suelo, la disponibilidad de nutrientes y la toxicidad de metales, que a su vez afectan las comunidades microbianas.
Recientes estudios demuestran que la regulación de Eh-pH (mantenimiento de estados redox extracelulares e intracelulares) es importante tanto para las interacciones planta-patógeno (bacterias, hongos, oomicetos y virus) como para las interacciones planta-invertebrado plaga, (especialmente insectos), pues mantiene el desarrollo de barreras físicas (cerina, suberina, cutina) y la regulación de los estomas, la producción de especies reactivas al oxígeno y el control de la Resistencia Sistémica Adquirida (SAR) y la Resistencia Sistémica Inducida (ISR) en una interacción compleja con hormonas vegetales.
La afectación directa de la disponibilidad de nutrientes del suelo para las plantas en condiciones de pH alcalino (pH >8,0), en suelos calizos, como el caso de la parcela experimental, el complejo de cambio se encuentra saturado y el exceso de calcio en el medio impide que otros elementos puedan ser absorbidos por las plantas, lo que se traduce en una disminución del desarrollo de las plantas por deficiencias.
El estrés por
alcalinidad puede causar inhibición de la respiración y crecimiento
radicular debido a la presencia de altas concentraciones de bicarbonato
de sodio en la solución de suelo; inhibición que resultará en el
incremento de ácidos orgánicos en las células radiculares que detienen
la elongación o el incremento de la producción de hormonas como el ácido
abscísico (ABA), fitohormona que regula diversos procesos vasculares en
plantas, como: la maduración del embrión, dormancia en semillas,
crecimiento vegetativo y senescencia, además de involucrarse en las
respuestas de las plantas al estrés abiótico (Signorelli et al., 2021Signorelli,
S., Tarkowski, Ł. P., O’leary, B., Tabares-da Rosa, S., Borsani, O.,
& Monza, J. (2021). Gaba and proline metabolism in response to
stress. Hormones and Plant Response, under exclusive license to Springer
Nature Switzerland AG. D. K. Gupta, F. J. Corpas (eds.), Hormones and Plant Response, Plant in Challenging Environments, 2, 291-314. DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-77477-6_12
; Vargas et al 2022Vargas,
M., Medina, M., Galeano, L. F., & Cerón, M. F. (2022). Algoritmos
de aprendizaje de máquina para la predicción de propiedades
fisicoquímicas del suelo mediante información espectral: una revisión
sistemática. Revista de Investigación, Desarrollo e Innovación, 12(1),
107-120. DOI:https://doi.org/10.19053/20278306.v12.n1.2022.14212
).
Por otra parte, el estrés por
alcalinidad, influye en la actividad de organismos benéficos, dígase,
bacterias, hongos y lombrices, organismos que juegan un papel importante
en el ciclo de los nutrientes, la descomposición de materia orgánica y
afecta la actividad de los microbios responsables de la fijación de
nitrógeno en plantas oleaginosas (Sunil et al.,2021Sunilll,
M.O; Kienaa, J.; Morgado, L. N.; Krabbered, A.; Ransedokken, Y.; &
Kauserud, H. (2021). ¨Soil depth matters: shift in composition and
inter-kingdom co-occurrence patterns of microorganisms in forest soils¨. FEMS Microbiology Ecology, 97(3). DOI: https://doi.org/10.1093/femsec/fiab022 .
). un menor desarrollo y actividad metabólica de las plantas afecta directamente la actividad de los microorganismos del suelo (Mundra et al., 2021Mundra,
S., Kjønaas, O. J., Morgado, L. N., Krabberød, A. K., Ransedokken, Y.,
& Kauserud, H. (2021). Soil depth matters: Shift in composition and
inter-kingdom co-occurrence patterns of microorganisms in forest soils.
FEMS Microbiology Ecology, 97(3), fiab022. DOI: https://doi.org/10.1093/femsec/fiab022 .
).
pH del suelo en KCl
⌅El
valor promedio de pH medido del suelo en el extracto acuoso fue de
8,46; lo que lo ubicó como fuertemente alcalino. El pH en KCl analizado
para cada muestra resultó P1= 7,73 y P2= 7,83, en ambos casos
clasificado como neutro, (con valores dentro del rango de 6,6 - 7,0) (Mamani et al., 2019Mamani,
R; Guzman, L; Chungara, J.; & Ramos, O. (2019). Evaluación quimio
métrica del material de referencia interno (MRI) de suelos agrícolas en
dos municipios provinciales de la paz, Revista Boliviana de Química, Universidad Mayor de San Andrés, 36(4). DOI: https://doi.org/10.34098/2078-3949.36.4.4 .
).
Comportándose dentro de los parámetros, ya que el pH medido en KCl generalmente oscila de 0,5 a 1,5 unidades más bajas que el pH medido en agua, debido a la mayor concentración de iones de hidrógeno en la solución extraída (Buurman et al., 1996).
En suelos calcáreos el pH en KCl aporta información sobre el complejo de cambio. Siempre que presente un pH en agua igual o superior a 7, el complejo de cambio está saturado, es decir, prácticamente no contienen iones de hidrógeno (H+) ni aluminio soluble (Al3+); el ion claramente predominante es el calcio (Ca2+), ya que los suelos de origen calizo se componen mayoritariamente de carbonato de calcio (CaCO3) (Buurman et al., 1996).
Las
diferencias detectadas en la valoración del pH de las muestras del suelo
de la parcela en KCl resultaron para P1 = 0,69 y P2 = 0,67
clasificándose en suelo saturado sin peligro eminente de acidificación
según el manual práctico para la interpretación de análisis de suelos en
laboratorio (Villaroel, (1988)Villarroel,
J. (1988). Manual práctico para la interpretación de análisis de suelos
en laboratorio. Serie Técnica, Cochabamba, Bolivia, 10. 34p.
. En correspondencia al criterio de 0,6 a 0,8 unidades o menos con respecto al pH en agua.
Conductividad Eléctrica (CE)
⌅Los
valores resultantes de la CE en las dos muestras analizadas de la
parcela experimental fueron de 0,13 y 0,16, considerados suelos bajos en
sales, sin restricciones para ningún cultivo, según clasificación
descrita por Cortés (2018)Cortés,
O. (2018). Estudio de la calidad del agua utilizada para el riego en
las plantaciones de frutales en la EAI “Victoria de Girón”. Tesis
presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias
Agrícolas, Universidad de Matanzas, Facultad de Ciencias Agropecuarias,
Matanzas, Cuba, 40.
y Colli et al. (2020)Colli,
P. M.; Sandoval, M.; Rodríguez, N., & Guerra, D. (2020). La
conductividad eléctrica de la solución nutritiva modifica rendimiento y
calidad de frutos de Physalis peruviana, Revista mexicana de ciencias agrícolas, 11(4): 953-960. DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v11i4.2108
.
La relación entre la conductividad
eléctrica y el contenido de sales en el suelo es de gran relevancia en
la agricultura, considerándose esencial para el desarrollo de las
plantas, a diferencia de los resultados obtenidos, los suelos con altas
concentraciones de sales los iones dentro del tejido de la planta pueden
provocar toxicidad, reducir el potencial osmótico de la solución del
suelo, al mismo tiempo, reduce la disponibilidad de agua para las
plantas, mediante el efecto desecante en el suelo, afectándose tanto al
crecimiento de las plantas como a la actividad de los microrganismos de
este (Colli et al., 2020Colli,
P. M.; Sandoval, M.; Rodríguez, N., & Guerra, D. (2020). La
conductividad eléctrica de la solución nutritiva modifica rendimiento y
calidad de frutos de Physalis peruviana, Revista mexicana de ciencias agrícolas, 11(4): 953-960. DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v11i4.2108
).
Otros efectos negativos importantes
muestran retraso en la germinación y emergencia de las plantas, sobre la
actividad fotosintética, desarrollo radical, aumento de la respiración
lo que aumenta el consumo de energía, originándose reducción en su
desarrollo y brotación de frutos, lo que provoca que el potencial
productivo disminuya (Bárbaro et al., 2018Bárbaro,
L. A., Karlanian, M., & Mata, D. A. (2018). Importancia del pH y la
Conductividad Eléctrica (CE) en los sustratos para plantas, Ediciones
INTA, Instituto de Floricultura, INTA, 10, DOI: https://doi.org/10.31047/1668.298x.v40.n2.40487
)
Por el contrario, si la CE se encuentra en su valor óptimo, la planta tendrá a su disposición los nutrientes y podrá expresar su máximo rendimiento.
Otros factores influyen
sobre la concentración de sales en el suelo como el material de origen o
los factores formadores de suelo, la topografía también condiciona este
parámetro, el manejo inadecuado del riego puede ocasionar acumulaciones
no deseadas de sales y generar salinización, por diferentes procesos,
según el sistema que se utilice, la calidad de agua con la que se
cuente. El excesivo uso de fertilizantes o algunos abonos con elevada
conductividad eléctrica, también pueden incrementar la salinidad en el
suelo (Cremona & Enríquez, 2020 Cremona, M. V., & Enríquez, A. S. (2020). Algunas propiedades del
suelo que condicionan su comportamiento: El pH y la conductividad
eléctrica. Chromeextension, ac. uk/download/pdf/33, Vol. 5290789.
).
Materia Orgánica (MO)
⌅Los
resultados del análisis agroquímico mostraron bajo contenido de materia
orgánica en los suelos de la parcela P1 = 2,02 % y P2 = 2,05 %; según
criterio de López et al. (1981)López,
G.; Fuentes, E.; & Vázquez, H. (1981). Resumen sobre los elementos
fundamentales que deben ser redactados en cada epígrafe del informe de
suelos por municipio a escala 1/25000, Departamento de Suelo y
Agroquímica, Ministerio de la Agricultura, Dirección general de suelos y
fertilizantes, Villa Clara, Cuba.
; quienes afirman que los suelos con valores de MO medianamente ricos se sitúan por encima de 3,10 - 5,00 %. Sin embargo, para Gross & Domínguez (1992)Gross,
A., & Domínguez, A. (1992). Abonos guía práctica de la
fertilización. 8va. Edición. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid. 450p.
el nivel deseable de materia orgánica en los suelos arcillosos medios es del 2%.
Entre
la causas identificadas sobre el bajo contenido de MO se encuentran las
prácticas agrícolas como la aplicación de fertilizantes inorgánicos y
la labranza convencional desarrollados en la parcela experimental, en
concordancia con los criterios de Rivera (2023)Rivera, J, E. (2023). Fuentes y niveles de materia orgánica en el rendimiento de Capsicum chinense Jacq (ají limo) en Tingo María, registro de tesis para obtención del título
de Ingeniero Agrónomo, Universidad Nacional Agraria de la Selva,
Facultad de Agronomía, 94.
; Nerhot et al., (2018)Nerhot,
P. R.; Monzón, D. R.; Álvarez, J. R.; & Rojas, A. E. (2018).
Niveles de materia orgánica en distintos tipos de manejos¨, Brazilian Journal of Development. 4 (7): 3789-3800. ISSN: 2525-8761.
,
quien consideran que el sistema convencional de manejo de suelos no es
recomendable, ya que la mecanización continua puede provocar formación
de costras y de piso de arado, que conlleva a la compactación,
infiltración hídrica y quiebre de la estructura del suelo, cambios que
pueden activar procesos de erosión intensos que conducen a la
degradación del suelo y finalmente, a largo plazo, la disminución de la
producción (Milicia et al., 2023Milicia,
V. J., López, C. J., Pezzi, J. Í., Montiel, K. A., Rodríguez, M. F.,
& Lovisolo, M. R. (2023). Producción de lechuga y alelí de corte en
monocultivo y consociados bajo condiciones de fertilización orgánica.
Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, 18(1), 1-8.
ISSN: 1981-8203. DOI: https://doi.org/10.18378/rvads. v18i1.9418 .
; Sarandón, 2020Sarandón,
S. J. (2020). Biodiversidad, agroecología y agricultura sustentable.
Libros de Cátedra, Facultad de ciencia agrarias y forestales, Editorial
Universidad Nacional de La Plata, 429p. https://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/109141
).
Dígase que la labranza convencional mal
manejada, puede servir de eje transformador del funcionamiento del
agroecosistema, al influir en la formación y estabilidad de los
agregados del suelo y sobre la dinámica y mantenimiento del contenido de
materia orgánica (FAO, 2015FAO
(2015). Los suelos sanos son la base para la producción de alimentos
saludables. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación (FAO), Roma, 4. http://www.fao.org/soils-portal/soil-survey/clasificacion-de-suelos/sistemas-numericos/propiedades-quimicas/es .
).
Cuando
disminuye el nivel de materia orgánica se produce un déficit del
carbono que se puede secuestrar por las plantas. El carbono secuestrado
se descompone y es liberado a la atmósfera en forma de CO2. La práctica
del laboreo es un aspecto crítico porque supone una entrada de aire del
exterior, provocándose un mayor consumo de materia orgánica por parte de
los microrganismos del suelo, lo que puede ocasionar que el CO2 se
pierda en la atmósfera (Tomalá, 2023Tomalá,
F. (2023). Importancia de la materia orgánica MO en plantaciones
comerciales de banano en Ecuador (en línea). Trabajo de Titulación para
la obtención del Título de Ingeniero Agropecuario, Universidad Técnica
de Babahoyo, Ecuador. 40p.
).
La materia orgánica
se asocia con la liberación de nitrógeno, fósforo y azufre, así como
con la disponibilidad de micronutrientes (Fe, Mn, Cu y Zn) por su acción
quelatante. También aporta ácidos húmicos y fúlvicos que participan en
la físico-química del suelo y en la fisiología de la planta (González et al., 2021González,
D.; Cola, A.; Rodríguez, O.; Álvarez, D. L.; Gattorno, S.; &
Chacón, A. (2021). “Variabilidad espacial de la materia orgánica de
suelos cultivados con Ipomoea batatas (L.) Lam”, Centro Agrícola, 48(2): 5-13. ISSN: 0253-5785.
).
Nitrógeno
⌅En
las muestras de suelo de la parcela el contenido de nitrógeno total
detectado fue de (0,097) y el nitrógeno asimilable (0,025), ambos
considerados como bajos en correspondencia a los valores de referencia
para el diagnóstico de análisis de suelo (Villarroel, 1988Villarroel,
J. (1988). Manual práctico para la interpretación de análisis de suelos
en laboratorio. Serie Técnica, Cochabamba, Bolivia, 10. 34p.
; FAO, 2012FAO
(2012). Erradicación del hambre y transición a sistemas agrícolas y
alimentarios sostenibles: Hacia el futuro que queremos, Organización de
las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Roma, FAO.
32. http://www.fao.org/3/a-i4405s.pdf .
). Artículos publicados por Reyes et al. (2023)Reyes,
Y., Borges, Y., Hernández, N., García, S., & Villazón, J. A.
(2023). Caracterización química de suelos de uso agrícola en una unidad
de producción agroalimentaria de Moa. Minería y Geología, 39(1), 44-54.
argumentan que los bajos niveles de nitrógeno asimilable, comprendidos
de 0,022-0,048 %; van en detrimento del desarrollo de las plantas ya que
este elemento se considera un factor de crecimiento por su importancia
en la formación de los aminoácidos, proteínas y enzimas.
Por su parte, el nitrógeno total requerido en el suelo para cada cultivo varía según el cultivo, pero en general los niveles no deben ser inferiores de 0,010 %.
Como causas probables sobre el déficit de nitrógeno se identificaron los niveles altos de potasio detectados en el suelo, en formas no intercambiables, las cuales están fuertemente fijadas a los componentes del suelo y no disponible para la planta.
El pH
alcalino, donde la disponibilidad de nitrógeno en el suelo depende de la
mineralización de la materia orgánica por parte de los microorganismos
es favorecida en pH más cercanos a 7 y la población de bacterias
encargadas de la nitrificación y fijación de nitrógeno es alta (Wade et al., 2020Wade,
J.; Culman, S. W.; Logan, J. A.; Poffenbarger, H.; Demyan, M. S.;
Grove, J. H.; & West, J. R. (2020). “Improved soil biological health
increases corn grain yield in N fertilized systems across the corn
Belt”. Scientific reports, 10(1):17-39. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-60987-31
).
El bajo contenido en materia orgánica, demuestra la relación directa que existe entre los compuestos orgánicos del suelo y la forma total de nitrógeno. Se estima como reserva importante de nutrientes en el suelo para las plantas donde existe un 5 % de nitrógeno total, como fuente natural disponible.
Las
actividades del hombre como el uso de fertilizantes nitrogenados
artificiales sin realizar estudios previos a la fertilización y el
surcado a favor de la pendiente que propicia la lixiviación del terreno
cultivable (Arenas et al., 2021Arenas,
J., Estrada, E., Solorio, O., Volke, V., González, R., & Capio, A.
(2021). Producción de girasol en función del tipo de suelo, nitrógeno y
densidad de población. Acta Agrícola y Pecuaria, 7(1), 1-11. DOI: https://doi.org/10.30973/aap/2021.7.0071008
).
Otros factores relacionados como el
clima, la vegetación, las condiciones locales de la topografía, la época
del año y el material parental del suelo pueden influir sobre las
concentraciones de nitrógeno, así como el estado fenológico del cultivo
en el momento de la toma de muestras (Larios et al., 2021Larios.
C., García, L., Ríos, M. J., Avalos, C. del S., & Castro, J. R.
(2023). Pérdidas de nitrógeno por volatilización a partir de dos fuentes
nitrogenadas y dos métodos de aplicación. Siembra, 8(2), e2475, ISSN:
2477-8850. DOI: https://doi.org/10.29166/siembra.v8i2.2475 .
).
Fósforo (P) y potasio (K) asimilables
⌅Los
tenores medio asimilables de fósforo y potasio resultantes se
consideraron muy altos en las parcelas muestreadas P (P1 92,23 y P2
58,49), K (P1 30,33 y P2 37,47). El exceso o límite superior en ambos
casos no implican toxicidad, pero, pueden ocasionar bloqueos de otros
elementos como el magnesio o el calcio (Daga et al., 2022Daga,
D., Sequeira, N. D., & Vázquez, P. (2022). Análisis de la
distribución espaciotemporal de la conservación de nutrientes en suelos
agrícolas de un sector de la Región Pampeana Argentina. Cuadernos
geográficos de la Universidad de Granada, 61(2), 160-182. DOI: https://doi.org/10.30827/cuadgeo.v61i2.24329
). Tres actores se responsabilizan de
la alta incidencia de los tenores de fósforo y potasio. En primer lugar,
la concentración y la frecuencia de aplicación de fertilizantes, debido
a que las plantas no utilizan todo el P que se aplica, sino, entre un
40-60 % (De León et al., 1999Ponce
de León, D.; Pablos, P.; Balmaceda, C.; & Henríquez, M. (1999).
¨Variabilidad espacial del pH, fósforo y potasio en muestreos de suelos
con fines de fertilidad en plantaciones de caña de azúcar en Cuba¨.
Bioagro, 11(1): 3-11.
); además, en el suelo
ferralítico rojo permanece una fracción de P residual que puede
acumularse por las aplicaciones continuas de fertilizante según Alvarado (2012)Alvarado,
C. de los Á. C. (2012). Cambios en las fracciones de fósforo residual
del suelo debido a la adición de fertilizantes fosforados de distinta
solubilidad. Tesis para optar al grado de Licenciado en Agronomía. 58p.
Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias Agrarias, Chile.
y con el aumento del pH del suelo se incrementa el peligro de la fijación de fósforo (Louman et al., 2001Louman,
B., Valerio, J., & Jiménez, W. (2001). Bases ecológicas.
Silvicultura de bosques latifoliados húmedos con énfasis en América
Central. Serie Técnica. Manual Técnico, CATIE, Costa Rica, 135, 19-78.
ISBN: 9977-57-359X.
).
Se ha demostrado que la
adecuada nutrición con fósforo mejora la fisiología de las plantas en
relación con los procesos de fotosíntesis, fijación de nitrógeno,
floración y fructificación; el crecimiento de raíces laterales y puede
acelerar la floración del maíz Durón, (2022)Durón,
C.; Dulis, J.; Amador, U.; & Víctor, E. (2022). Efecto del fósforo
acumulado en suelos en la producción de maíz tuxpeño y frijol Amadeus-77
en Zamorano, Proyecto Especial de Graduación, Escuela Agrícola
Panamericana, Zamorano, Departamento de Ciencia y Producción
Agropecuaria, Ingeniería Agronómica, Honduras, 2-40.
; Cuadros et al. (2011)Cuadros,
G., Gómez, R., & Rodríguez, N. (2011). Hongos micorrízicos
arbusculares y el sistema radicular de plántulas de cacao (Theobroma
cacao L.): Efecto de la formononetina y la disponibilidad de fósforo en
el suelo. Corpoica Ciencia Tecnología Agropecuaria, Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, Cundinamarca, Colombia,12(1): 77-85, ISSN: 0122-8706.
,
considerándose uno de los macronutrientes más importantes en la
producción agrícola, sin embargo, el exceso de fósforo interviene, con
la absorción de otros elementos, tales como el hierro, el manganeso y el
zinc. Entorpece la asociación simbiótica entre los hongos micorrízicos
arbusculares y el sistema radicular de plantas dificultándose la
solubilización y, por tanto, se reducen sus concentraciones asimilables (Carrillo et al., 2022Carrillo,
C. J., Álvarez, G., & Aguilar, G. (2022) a. Análisis de la calidad
del suelo bajo producción intensiva de chile (Capsicum annuum L.) en la
región irrigada por el acuífero, Calera, Zacatecas, México. Terra
Latinoamericana, 40. DOI: https://doi.org/10.28940/terra.v40i0.942
; Ceballos, 2024Ceballos,
J. G. (2024). Efecto de la aplicación combinada de fertilizante
químico, vermicomposta y micorrizas en cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.). Tesis para obtener el grado de maestro en agricultura protegida, Culiacán, Sinaloa, México, 1-60.
).
Por su parte, los valores de potasio asimilables en suelo resultaron superiores a los reportados, que oscilan entre 1,5 y 2,5 mg/ 100 g.
El
potasio tiene un rol fundamental en la apertura y cierre estomático,
regula la absorción de CO2 y por ende actúa a nivel de fotosíntesis,
está involucrado en el transporte de azucares y almidones, mantiene la
presión de turgencia de las células (lo que significa que evita que la
planta se marchite prematuramente), ayuda a la absorción de nitrógeno y
la síntesis de proteínas (Wade et al., 2020Wade,
J.; Culman, S. W.; Logan, J. A.; Poffenbarger, H.; Demyan, M. S.;
Grove, J. H.; & West, J. R. (2020). “Improved soil biological health
increases corn grain yield in N fertilized systems across the corn
Belt”. Scientific reports, 10(1):17-39. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-60987-31
).
No obstante, los valores resultantes de K se consideran, valores razonables, para cultivos en hileras como maíz y soja principales cultivos de la parcela, pero pueden no ser adecuados para cultivos que tienen una alta demanda de potasio.
Equilibrio entre el calcio y el magnesio
⌅Según
los resultados del análisis agroquímico, la concentración de calcio
(Ca) en el suelo de la parcela se clasificó como alto P1 11,933 y P2
12,542 Cmol/kg en correspondencia con los valores de referencia fijados
por Villaroel (2000)Villarroel,
R. B. (2000). Diagnóstico de la Fertilidad del Suelo, Instituto de
Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Remehue
Serie Acta: Osorno, Chile, 71p.
de 9,0-15,0 Cmol/kg.
El
Ca es un parámetro no-lixiviable que mejora la penetración del agua y
reduce la salinidad del suelo, es usado por las plantas para desarrollar
la pared celular y las membranas, según las relaciones catiónicas y su
interpretación será su valoración (Giraldo et al., 2021Giraldo,
D; Rubén, D; Montoya, S; & Jiménez, V. (2021). Caracterización del
suelo para determinar el uso potencial agrario, caso de estudio en la
escuela de desarrollo rural sostenible San German, Universidad católica
de Oriente, Colombia, https://repositorio.uco.edu.co/jspui/handle/20.500.13064/1805 .
).
Los
suelos con concentraciones altas de calcio suelen ser pobres en
contenido de materia orgánica y nitrógeno, indispensable para el
crecimiento y nutrición de las plantas según Resendez (2007)Resendez,
M. (2007). Elementos Nutritivos, Asimilación, Funciones, Toxicidad E
Indisponibilidad, en Los Suelos, Ecología y Medioambiente, LibrosEnRed,
ed. (1): 27p.
y Díaz (2021)Díaz, D. (2021). Efecto del Calcio en el cultivo de Sandía (Citrullus lanatus) y su impacto en el rendimiento, Examen complenxivo-Ingeniería Agronómica, Universidad técnica de Babahoyo, Ecuador, 27. http://dspace.utb.edu.ec/handle/49000/10305 .
, características encontradas en los valores obtenido en el suelo de la parcela experimental.
Los
contenidos de Mg2+ (P1 0,280; P2 0,235), netamente inferiores, denotan
el comportamiento relacionado con el lavado que sufrió la parcela con el
surcado a favor de la pendiente, por su movilidad, además del uso
continuo de los suelos unido a la aplicación de enmiendas químicas y
orgánica y al propio dinamismo de estos elementos para los suelos
ferralíticos caracterizados desde su formación por un lavado intenso de
las bases en correspondencia con lo planteado por Ojeda et al. (2020)Ojeda,
L. J., Hernández, C., López, A., & Frómeta, C. (2020). Evaluación
de diferentes sustratos enriquecidos con microorganismos para la
producción de compost en áreas naturales. Temas Agrarios, 25(2),
129-140. DOI: https://doi.org/10.21897/rta.v25i2.2455
y Carnero et al., 2022Carnero,
G., Hernández A., Bernal A., & Terry, E. (2022). Características de
los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta
de Pinar del Río. Cultivos Tropicales, 43(3), 1-9.
).
Cuando
la relación calcio-magnesio es mayor de 10 provoca deficiencia de
magnesio. En el suelo estudiado la relación Ca/Mg fue de 40,21:1 y
53,3:1 identificándose como causa probable la adición de fertilizantes
químicos basados en NPK responsable del desbalance en los iones
intercambiables como Ca2+ y Mg2 (Wictechem et al., 2020Wictechem,
F.; Islam, M.R.; Hemkemeyer, M.; Watson, C; & Joergensen, R.G.
(2020). Organic amendments alleviate salinity effects on soil
microorganisms and mineralisation processes in aerobic and anaerobic
paddy rice soils, Frontiers in Sustainable 4. DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.00030
).
El calcio intercambiable alto interfiere sobre la absorción del magnesio y del potasio, a su vez pueden producirse deficiencias de magnesio a causa del efecto antagónico de potasio cuando la relación sobrepasa 0,5 como en el estudio realizado.
Los micronutrientes esenciales para el crecimiento vegetal cobre, hierro, manganeso y zinc
⌅Los valores de zinc 6.41 mg/kg se comportaron dentro de un rango favorable en correspondencia de los reportados 4,4 - 7,0 mg/kg.
La presencia de cobre (Cu) en la parcela experimental resultó ser de 0,82 mg/kg de suelo, por debajo de los requerimientos reportados en 4,4 mg/kg.
Por su parte, los niveles de hierro (Fe) en el suelo se mostraron muy bajos con un valor de 0,62 mg/kg respecto a los valores de referencia de 248-289 mg/kg de suelo.
El manganeso (Mn) fue otro micronutriente detectado deficiente 0.86 mg/kg mientras los valores reportados ascienden a 6,7- 8,3 mg/kg.
La baja disponibilidad de
los micronutrientes en el suelo de la parcela experimental es
preocupante, se conoce, que los suelos agrícolas suelen ser deficitarios
en uno o más micronutrientes, de forma que su concentración en el
tejido vegetal cae por debajo de los niveles que permiten un crecimiento
y desarrollo óptimo (Repuello, 2021Repuello, W. (2021). Concentración de minerales a dos profundidades del suelo en cultivos de alfalfa (medicago sativa)
en las localidades de Acraquía, Daniel Hernández y Colcabamba de la
provincia de Tayacaja-Huancavelica, Tesis de zootecnia, Universidad
Nacional de Huancavelica.
).
Los micronutrientes
en el suelo están presentes como cationes, son poco móviles y por lo
general su concentración es bajo, debido a las reacciones químicas que
ocurren dentro de este, controlada por el equilibrio entre la solución
del suelo, la materia orgánica, los sitios de intercambio catiónico y
los compuestos insolubles de micronutrientes (De la Cruz & Valencia, 2019De la Cruz, J. C.; Valencia, J. (2019). Determinación del ritmo de absorción de macro y micro nutrientes en el cultivo de tara (caesalpinia spinosa)
en la zona alta del valle de ICA, Tesis presentada en opción al grado
científico de Doctor en Ciencias Agrícolas, Universidad Nacional San
Luis de Gonzaga, Perú. https://hdl.handle.net/20.500.13028/3143
).
Los procesos de absorción,
asimilación y transporte en sus formas iónicas por las plantas compiten
por los transportadores. La competencia entre los nutrientes está
influenciada por las propiedades del transportador y la concentración de
los iones del nutriente en la solución del suelo; por tanto, las
interacciones entre los iones de los nutrientes pueden ser sinérgicas o
antagónicas, a su vez, esta situación está influenciada por los valores
de pH superiores a 7.5 donde se ha reportado comienzan a disminuir la
disponibilidad de los micronutrientes (Álvarezet al., 2003Álvarez J., Novillo, J., & Rico-Selas, M. (2020). Los micronutrientes: Un factor importante en muchos cultivos, Revista Agricultura, Universidad Politécnica de Madrid, 612-618
).
Al unísono los microorganismos de la rizosfera participan en el reciclaje geoquímico de los nutrientes y determinan su disponibilidad para las plantas y la comunidad microbial del suelo, afectada por las reacciones redox, llevadas a cabo por bacterias de la rizosfera; igualmente, agentes quelatantes pueden controlar la disponibilidad de micronutrientes y participar en mecanismos de biocontrol de patógenos de plantas, como la alta disponibilidad de fósforo detectada en el suelo, que inhibe de la actividad de las micorrizas, atenta contra los contenidos de Cu, Fe y la absorción de zinc en el suelo de la parcela experimental.
Conclusiones
⌅- El pH elevado, la baja concentración de materia orgánica y altas concentraciones de fósforo y potasio no disponibles para las plantas, se identificaron como los parámetros agroquímicos con mayor impacto negativo en la calidad del suelo de la parcela experimental.
- Las deficiencias de nitrógeno, desbalance en el equilibrio calcio-magnesio y baja disponibilidad de micronutrientes esenciales dificultan la adecuada nutrición de los cultivos, desarrollo y crecimiento de las de las plantas.
Recomendaciones
⌅- En consideración a los resultados del análisis agroquímico del suelo de la parcela experimental se recomienda realicen acciones de corrección del suelo en aras de mitigar el desbalance.
- Aplicar la gallinaza como mejorador de suelo, incrementar el porciento de materia orgánica y bajar el pH.
- Usar portadores simples que complementen relación entre los nutrientes del suelo, en lugar, de fertilizar con formula completa para evitar bioacumulación de macronutrientes.
- Se sugiere el empleo de fosfato monoamónico (MAP) fuente de fósforo y nitrógeno, ya que el MAP se fabrica con ácido fosfórico ideal en zonas donde predominen los suelos alcalinos, de origen calcáreo como el suelo de la parcela experimental. Debe aplicarse como un único producto en pre-siembra y fertilización.
- Hacer ensayos con aplicación de biofertilizantes micorrízicos, ya que la red de hifas de estos hongos, tienen la propiedad de solubilizar el fósforo del suelo.
- Se sugiere la aplicación adicional de Mg foliar.
- Utilizar cultivos de cobertura intercosecha, recomendándose leguminosas antes de la siembra de maíz y una gramínea antes de la siembra de soja.
- Realizar el estudio de suelos con frecuencia de dos años y al menos dos meses antes de la siembra.