For the evaluation of physical parameters, particle size analysis was performed using the Bouyoucos hydrometer method according to Sandoval et al. (2010) and, in special cases to determine the percentage of silt clay and sand, the pipette method according to Burt (2014), was used, which is considered an accurate method for particle size determination that quantifies the mineral particles in the soil in gravimetric form. Dry and wet colors were determined using the Munsel Table (Munsell Colour Company, 2000).

In the evaluation of chemical parameters, the potentiometric method with soil-water ratio (1:2.5) according to Peech (1965), was used for pH, and the conductivity method with soil-water ratio (1:5) according to Richards (1954). was used for electrical conductivity. For the determination of organic matter, the method by wet digestion with dichromate in acid medium was used. For the determination of N, P and K, the colorimetric test methods, based on Mehlich extraction nitrate and phosphorus and the turbidity method for potassium according to Ståhlberg (1979) were used.

To evaluate biological parameters, the method of counting populations of annelids, mollusks and arthropods according to Berovides et al. (2005) was used. These organisms were counted with entomological tweezers, and once obtained they were taxonomically classified with the help of the stereoscopic and specialized literature. The method used to record the macrofauna was by direct observation using a classification and counting table (Lang et al., 2011).

Macrofauna living under the ground were sampled at two depths (0-15 cm and 0-30 cm). They were classified into groups of invertebrates according to their taxonomic characteristics.

To obtain the results, it was used the statistical package ANOVA with a 95% confidence level to determine if there were a difference between the 8 points of analysis. If a difference were found in the analysis, TUKEY analysis was applied to identify which points make the difference (Di Rienzo et al., 2008).

According to Minagri (2015) there are various world classifications of soils, in the case of Peru, FAO Classification on Geo-edaphic Regions is widely used, the area of Lake Titicaca belonging to the Kastan-Solian Region, where soils originating from lakes (planosols) and soils with poor drainage (gleysols) predominate.

This region is a traditional agricultural area, with intensive use for thousands of years, growing mainly cereals, tubers, legumes and some vegetables. The upper parts of the grasslands are used for livestock purposes and the lower parts for permanent crops such as fruit trees. The surrounding soils are of the alluvial type with slow edaphization and in some parts with a high content of organic matter, belonging to the Limnos Association and the Titicaca Association.

The physical results of the agricultural soils were notoriously different. Points 1 and 2 were clayey, points 3, 4, 5 showed mixed characteristics between clayey and sandy, while points 6, 7, and 8 were strictly sandy with brown coloring.

According to the granulometric analysis, it was determined that the agricultural soils of the Uros-Chulluni and Chimu population centers have texture classes sandy loam and loamy loam, according to the United States Department of Agriculture's triangular texture scheme USDA-NRCS (2005). Sandy soils lack metal fixing capacity and the water table may be contaminated. In addition, they present soft characteristics with 1% of organic content and hydromorphic soils with calcium horizons, molic gleysols in the flat lands, solonets and solonshack in the depressions.

As observed in the month of August after harvest, points 2 and 3 presented the highest percentage of nitrates; points 3, 1 and 4 presented the highest amount of potassium; points 3, 8 and 1 the highest amount of phosphorus; points 5, 2 and 4 the highest percentage of organic matter; points 1 and 2 with the highest pH and finally points 7, 8 and 2 presented the highest electrical conductivity (EC). In Table 2, the results related to the physical characteristics of each sampling point are shown. These results are related to the presence in the area of waste drains and agricultural soils rich in fertilizers, which contain high levels of nitrogen (N) and phosphorus (P), so it can be considered that the fertility of the arable layer is moderate, as it presents high levels of organic matter and phosphorus, and medium levels of potassium, with a suitability for pasture.

The pH of the soils sampled are moderately alkaline (Table 2 and Table 4), mostly found within the range of Canadian soil quality standards (pH: 6-8), except for points 1 with pH = 8.71 and 2 with pH = 8.61, possibly in the presence of calcium carbonate, which indicates that precipitation occurs as hydroxides. However, in very alkaline environments these hydroxides can pass back into solution as hydroxycomplexes. Clayey soil usually contains 40 to 50 percent clay, little organic matter and a high proportion of calcium carbonate.

It is important to remember that according to Villar & Villar, (2016), the distribution of nutrients in the soil occurs mainly through concentration gradients, where elements such as phosphorus and potassium move from the concentration gradients, i.e. at high speed, which have to be redistributed in the soil to be absorbed by the plants' root system, so this may be the reason why a higher percentage is found in the ploughable area of the sampling points.

In the month of August after the harvest, it was observed that 87.5% of the agricultural soils presented a condition of nitrate above the optimum, 100% presented a condition of very low potassium, 50% of phosphorus presented a medium condition and 50% in optimum condition. Regarding electrical conductivity, 62.5% presented a condition above the optimum followed by 25% that presented an optimum condition and 12.5% that presented a medium condition (Table 3). These conditions have been compared with those established by Villar & Villar, (2016), adapted from FAO for the analysis of soil fertility.

These results demonstrate the excessive use of nitrogen fertilizers in the study area, which can cause losses of nitrogen to the subsoil in the form of nitrates (NNO3), with risks of contaminating the aquifers and consequently the pumping water used to irrigate the crops and making the plants toxic. Therefore, it can be said that there is an over-fertilization with nitrogen in the area, which affects the levels of potassium and phosphorus and adversely affects the productivity and quality of cultivated food.

For the month of October before sowing, point 1 showed a higher percentage of nitrate, points 2 and 3 a higher quantity of potassium, points 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 8 a higher quantity of phosphorus, points 8 and 4 a higher percentage of organic matter; points 8, 4 and 5 showed the highest pH and finally points 7, 2 and 6 showed the highest electrical conductivity (Table 4).

The excess of nitrates detected indicates that the doses of nitrogen applied to the soil are high or that the current fertilization recommendations for the area's crops are not the most appropriate for the region. In the case of pH, the plants grown generally show their best development in values close to neutral, since in these conditions the nutrients are more readily available and in a more appropriate balance, which, in this case, causes an increase in the presence of potassium and phosphorus, although generally the soils in agricultural areas normally have pH values between 4,5 and 9,5.

The 37.5% of the agricultural soils presented a condition of nitrate above the optimum, it was observed that 25% presented a medium condition, with the same percentage was observed a very low condition and 12.5% with a low condition. In addition, 100% presented a very low potassium condition, 87.5% presented an optimum phosphorus condition and 12.5% a medium condition, 37.5% presented an electrical conductivity condition above the optimum and the same percentage, an optimum condition followed by 12.5% that presented a medium condition and the same percentage a low condition (12.5%) (Table 5).

According to Gian (2015) the population center of Uros-Chulluni, presents a moderate capacity of use of the soils, observing that at least a third of the lands of the Titicaca-Desaguadero-Poopó-Salar de Coipasa (TDPS) system are being overexploited above their capacity of use, above all in the marginal lands and not suitable for annual, permanent crops, with a loss of agricultural soils determined basically by erosion and salinization.

In previous studies, it has been shown that, agricultural, urban, forest and grassland land use types, have a positive relationship with nutrients, sediments and pesticide compounds used in a watershed (Sun et al., 2013).

During the evaluation of the biological parameter it was observed that the number of organisms belonging to the macrofauna increased as the planting months approached, with more organisms being found at sampling point 7 followed by 8, where a sandy substrate with high concentrations of nitrate, organic matter and higher electrical conductivity was observed (Figure 2). That indicates that agricultural soils improve their quality and fertility thanks to the presence of these organisms in the soil. These results are similar to those obtained by Lang et al. (2011), who worked evaluating the behavior of soil macrofauna in mango and sugarcane plantations in the state of Veracruz Mexico, which concluded that worms in mango constitute the main reference of soil quality, explained mainly by its organic matter content (3.98%).

The benthic macrofauna of Lake Titicaca has also reacted to the strong local eutrophication of the interior Bay of Puno and to the mining effluents of the main lake. In the first case, several evidences show that the eutrophication of the interior Bay of Puno is already quite advanced and reaches a strong level of environmental stress which reflects that the soils of the study areas present high concentrations of nutrients that benefit the presence of this type of fauna.

According to FAO (2009), because the soil would run out of enough water to feed all the mesofauna and plants that depend on the soil to survive.

Due to the growing state of environmental degradation on a global scale, Velasquez & Lavelle (2019), refer that the use of tools such as quality indicators is required to evaluate each situation, forecast trends and implement activities that lead to prevention, correction, mitigation or recovery. The use of macroinvertebrates, due to their low cost, facilitates their use by technicians and farmers with the help of basic manuals and minimal training in the field. In the same way, macroinvertebrate communities present in the soil can be evaluated and a general appreciation of the quality of the soil can be achieved.

According to Siebert et al. (2019), earthworms are among the organisms of particular importance, which can modulate the effects of climate change on soil organisms by modifying the biotic and abiotic conditions of the soil. However, their abundance decreases with intensification of management, justifying their use as a key biotic indicator to demonstrate the poverty of the soil due to the intensification of agriculture.

In the region of Puno, there is an urgent need that has required continuous studies of the quality of agricultural soil for years due to the presence of organic and bacteriological pollutants of anthropogenic origin, particularly from organic and mining waste. According to UNEP (1996), the most contaminated area affected by sewage discharges is the interior Bay of Puno, which suffers a moderate eutrophic process resulting of discharges from the city of Juliaca and Lake Uru Uru, due to discharges from the city of Oruro.

Para la evaluación de los parámetros físicos, se realizó el análisis de tamaño de partículas utilizando el método del hidrómetro de Bouyoucos según Sandoval et al. (2010) y en casos especiales para determinar el porcentaje de arcilla limo y arena, se usó el método de la pipeta según Burt (2014), el cual es considerado un método exacto para la determinación granulométrica que cuantifica las partículas minerales del suelo en forma gravimétrica. Se determinó el color en seco y en húmedo utilizando la tabla Munsel (Munsell Colour Company, 2000).

En la evaluación de los parámetros químicos se utilizaron para el pH el método potenciométrico con la relación suelo-agua (1:2,5) según Peech (1965), para la conductibilidad eléctrica se utilizó el método conductimétrico en relación suelo-agua (1:5), según Richards (1954). Para la determinación de materia orgánica se trabajó con el método por digestión húmeda con dicromato en medio ácido. Para la determinación de N, P y K se utilizaron los métodos de ensayo colorimétrico, basados en la extracción Mehlich, para el caso de nitratos y fósforo y el método de la turbidez para el caso del potasio según Ståhlberg (1979).

Para evaluar los parámetros biológicos se utilizó el método de conteo de poblaciones de anélidos, moluscos y artrópodos según Berovides et al. (2005); estos organismos fueron contados con pinzas entomológicas, una vez obtenidos fueron clasificados taxonómicamente con ayuda del estereoscópico y literatura especializada. El método utilizado para el registro de la macrofauna fue por observación directa utilizando una tabla de clasificación y conteo (Lang et al., 2011).

La macrofauna que viven bajo el suelo se muestreó a dos profundidades (de 0 - 15 cm y de 0 a 30 cm), Esta se clasificó en grupos de invertebrados según sus características taxonómicas.

Para la obtención de los resultados se trabajó con el paquete estadístico ANOVA con un nivel de confianza al 95% para determinar si existe diferencia entre los 8 puntos de análisis; si se encuentra diferencia en el análisis, aplicamos en análisis de TUKEY con el que encontraremos que puntos hacen la diferencia (Di Rienzo et al., 2008).

Según Minagri (2015), existen diversas clasificaciones mundiales de suelos, en el caso del Perú es muy usada la clasificación sobre Regiones Geoedáficas, de la FAO, perteneciendo la zona del lago Titicaca a la Región kastanosólica, donde predominan los suelos originados de lagos (planosoles) y suelos con mal drenaje (gleisoles).

Esta región es un área agrícola tradicional, con un uso intensivo hace miles de años, cultivándose principalmente cereales, tubérculos, leguminosas y algunas hortalizas. Las partes altas de pastizales son usadas con fines pecuarios y las partes bajas a cultivos permanentes como frutales. Los suelos aledaños son del tipo aluvial con una edafización lenta y en algunas partes con gran contenido de materia orgánica, perteneciendo a la Asociación Limnos y Asociación Titicaca.

Los resultados físicos de los suelos agrícolas fueron notoriamente diferentes, los puntos 1 y 2 fueron arcillosos, los puntos 3, 4,5 mostraron características mixtas entre arcillosos y arenosos, mientras que en los puntos 6, 7, y 8 fueron estrictamente arenosos con coloración marrón.

Según el análisis granulométrico, se determinó que los suelos agrícolas del centro poblado Uros-Chulluni y de Chimu son de la clase de textura, franco arenoso, franco y franco limoso, según el esquema triangular de las texturas del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA-NRCS (2005); los suelos arenosos carecen de capacidad de fijación de metales y puede contaminarse el nivel freático, además, presentan características blandas con 1% de contenido orgánico y suelos hidromórficos de horizontes cálcicos, gleysoles mólicos en los terrenos llanos, solonets y solonshack en las depresiones.

Según lo observado en el mes de agosto después de la cosecha, los puntos 2 y 3 presentaron mayor porcentaje de nitratos, los puntos 3, 1 y 4 presentaron mayor cantidad de potasio, los puntos 3, 8 y 1 una mayor cantidad de fósforo, los puntos 5, 2 y 4 mayor porcentaje de materia orgánica, los puntos 1 y 2 con el pH más alto y finalmente los puntos 7, 8 y 2 presentaron la mayor conductividad eléctrica (CE) (Tabla 2), resultados relacionados con las características físicas de cada punto de muestreo. Estos resultados están relacionados con la presencia en la zona de drenajes de residuos y suelos agrícolas ricos en fertilizantes, que contienen elevados niveles de nitrógeno (N) y fósforo (P), por lo que se puede considerar que la fertilidad de la capa arable es moderada, por presentar niveles altos en materia orgánica y fosforo, y medio en potasio, con una aptitud para pastos.

El pH los suelos muestreados son moderadamente alcalinos (Tabla 2 y Tabla 4) mayormente encontrados dentro del rango de los estándares de calidad de suelos canadiense (pH: 6-8), a excepción de los puntos 1 con pH= 8.71 y 2 con pH= 8.61, posiblemente a la presencia de carbonato de Calcio, lo que nos indica que se produce la precipitación como hidróxidos, Sin embargo, en medios muy alcalinos estos hidróxidos pueden pasar de nuevo a la solución como hidroxicomplejos, el suelo arcilloso suele contener del 40 al 50 por ciento de arcilla, poca materia orgánica y una elevada proporción de carbonato cálcico.

Es importante recordar que según Villar y Villar, (2016), la distribución de nutrientes en el suelo se produce principalmente por gradientes de concentración, donde elementos como el fósforo y el potasio se mueven a partir de los gradientes de concentración, es decir, a gran velocidad, los cuales tiene que redistribuirse en el suelo para ser absorbidos por medio del sistema radical de las plantas, por lo que es posible que esta sea la razón de que se encuentre mayor porcentaje en la zona aradable de los puntos de muestreo.

En el mes de agosto después de la cosecha se observó que el 87.5% de los suelos agrícolas presentan una condición de nitrato por arriba del optimo, el 100% presenta una condición de potasio muy bajo, el 50% de fósforo presenta una condición medio y un 50% en condición optima, con respecto a la conductividad eléctrica el 62.5% presentó una condición por arriba del optimo seguido del 25% que presentó una condición optima y el 12.5% que presentó una condición media (Tabla 3). Estas condiciones han sido comparadas con las establecidas por Villar & Villar, (2016), adaptadas de la FAO para el análisis de la fertilidad de suelos.

Estos resultados demuestran el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados en la zona de estudio, lo que puede ocasionar pérdidas de nitrógeno hacia el subsuelo en forma de nitratos (NNO3), con riesgos de contaminar los mantos acuíferos y por consiguiente el agua de bombeo que se utiliza para regar los cultivos y volver tóxicos en las plantas. Por lo que se puede decir que existe en la zona una sobrefertilización con nitrógeno, que afecta los niveles de potasio y fósforo y de manera adversa la productividad y calidad de alimentos cultivados.

Para el mes de octubre antes de la siembra se observó en el punto 1 un mayor porcentaje de nitrato, en los puntos 2 y 3 una mayor cantidad de potasio, en los puntos 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 8 una mayor cantidad de fósforo, los puntos 8 y 4 mayor porcentaje de materia orgánica; los puntos 8, 4 y 5 presentaron el pH más alto y finalmente los puntos 7, 2 y 6 presentaron la mayor conductividad eléctrica (Tabla 4).

El exceso de nitratos detectados, indican que las dosis de nitrógeno aplicadas al suelo son altas o que la recomendación de fertilización actual para los cultivos de la zona no son las más adecuadas para la región; en el caso del pH, las plantas cultivadas en general presentan su mejor desarrollo en valores cercanos a la neutralidad, ya que en estas condiciones los elementos nutritivos están más fácilmente disponibles y en un equilibrio más adecuado, lo que en este caso ocasiona un aumento en la presencia de potasio y fósforo, aunque generalmente los suelos en zonas agrícolas tienen normalmente valores de pH entre 4,5 y 9,5.

El 37.5% de los suelos agrícolas presentaron una condición de nitrato por arriba del optimo, se observó que un 25% presentó una condición media, con el mismo porcentaje se observó una condición muy baja y un 12.5 % con una condición baja. En el caso del potasio el 100% presentó una condición de potasio muy bajo, con respecto al fósforo el 87.5% presentó una condición de fósforo optima y el 12.5% una condición media, el 37.5% presenta una condición de conductividad eléctrica por arriba del optimo e igual porcentaje una condición optima seguido del 12.5% que presenta una condición media y el mismo porcentaje una condición baja 12.5% (tabla 5).

Según Gian (2015), el centro poblado de Uros-Chulluni, presenta una moderada capacidad de uso de los suelos, observándose que por lo menos una tercera parte de las tierras del sistema Titicaca-Desaguadero-Poopó-Salar de Coipasa (TDPS) está siendo sobre explotada por encima de su capacidad de uso, sobre todo en la tierra marginales y no aptas para cultivos anuales, permanentes, con una pérdida de suelos agrícolas determinada básicamente por la erosión y salinización.

En estudios anteriores, los tipos de usos de suelo agrícola, urbano, bosques y pastizales, han mostrado tener una relación positiva con los nutrientes, sedimentos, compuestos de pesticidas usados en una cuenca (Sun et al., 2013).

Durante la evaluación del parámetro biológico se observó que el número de organismos pertenecientes a la macrofauna aumentó a medida que los meses de siembra se acercaban, encontrándose más organismos en los puntos de muestreo 7 seguido del 8, donde se observó un sustrato arenoso con altas concentraciones de nitrato, materia orgánica y mayor conductividad eléctrica (Figura 2), lo cual refleja que los suelos agrícolas mejoran su calidad y fertilidad gracias a la presencia de estos organismos en el suelo; estos resultados son similares a los obtenidos por Lang et al. (2011), quienes trabajaron evaluando el comportamiento de la macrofauna edáfica en plantaciones de mango y caña de azúcar en el estado de Veracruz México, los cuales concluyen que las lombrices en mango constituyen la principal referencia de calidad del suelo, explicado principalmente por su contenido de materia orgánica (3.98%).

La macrofauna bentónica del lago Titicaca ha reaccionado igualmente a la fuerte eutrofización local de la bahía interior de Puno y a los efluentes mineros del lago principal. En el primer caso, varias evidencias demuestran que la eutrofización de la bahía interior de Puno se encuentra ya bastante avanzada y llega ya a un fuerte nivel de stress ambiental, lo que refleja que los suelos de las zonas de estudio presentan altas concentraciones de nutrientes que benefician la presencia de este tipo de fauna.

Según FAO (2009), es necesario que el suelo mantenga un equilibrio en su permeabilidad, evitando permearse el 100% del agua porque el suelo se quedaría sin agua suficiente para poder alimentar a toda la mesofauna y plantas que dependen del suelo para poder sobrevivir.

Debido al creciente estado de degradación ambiental a escala mundial Velasquez y Lavelle (2019), refieren que se requiere el uso de herramientas tales como indicadores de calidad para evaluar cada situación, pronosticar tendencias e implementar actividades que conduzcan a la prevención, corrección, mitigación o recuperación. El uso de macro invertebrados por su bajo costo facilita su uso por parte de técnicos y agricultores con la ayuda de manuales básicos y una capacitación mínima en el campo, de igual manera se pueden evaluar las comunidades de macroinvertebrados presentes en el suelo y así conseguir una apreciación general de la calidad del suelo.

Según (Siebert et al., 2019), las lombrices de tierra están entre los organismos de particular importancia, que pueden modular los efectos del cambio climático en los organismos del suelo modificando las condiciones bióticas y abióticas del suelo, sin embargo, su abundancia disminuye con la intensificación de la gestión, lo que justifica su uso como indicador biótico clave para demostrar la pobreza del suelo por la intensificación de la agricultura.

En la región de Puno existe una necesidad urgente que desde hace años requiere estudios continuos de la calidad de suelo agrícola debido a la presencia de contaminantes de origen orgánico y bacteriológico de origen antropogénico en particular por residuos orgánicos y mineros; según UNEP (1996), la zona más contaminada afectada por los vertidos del alcantarillado son la bahía interior de Puno que sufre un proceso eutrófico moderado debido a los vertidos de la ciudad de Juliaca y el lago Uru Uru, debido a los vertidos de la ciudad de Oruro.