Introduction

The soils belonging to the Red Ferralitic and Red Ferral Groupings occupy approximately 700 000 ha in the plains of Cuba, distributed in the provinces of Artemisa, Mayabeque, Matanzas and Ciego de Ávila (Hernández et al., 2020HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; CARNERO, G.; HERNÁNDEZ, Y.; TERÁN, Z.; GRANDÍO, D.; BOJÓRQUEZ, J.; BERNAL, A.; GARCÍA, J.; TERRY, E.: . Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la Llanura Roja de la Habana, Ed. Ediciones INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 159 p., 2020, ISBN: 978-959-7258-04-9.). This author proposes that they are of the best soils in Cuba, on which grains, meats and vegetables, besides fruits, are grown; being unfit for the cultivation of rice. They are distributed in the ecosystem of the karst plains with subhumid tropical climate, natural vegetation of semi-deciduous forests and emergent palms (Hernández, 2018HERNÁNDEZ, A.: Suelos y Ecosistemas de Mayabeque, Inst. INCA, Departamento de Agroecosistemas Sostenibles del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 2018.).

In recent years’ research has been carried out on the change in the properties of these soils due to continued cultivation (Amores, 2020AMORES, M.: Effect of soil management practices and their interactions on soil organic carbon dynamics, [en línea], Inst. Pan American Agricultural School. Zamorano, Honduras, 2020, Disponible en:https://bdigital.zamorano.edu ). Thus it has been possible to determine that they retain a relatively high organic carbon content when they are for many years, under groves, pastures and the cultivation of sugarcane (Saccharum officinarum L.), which decreases when subjected to intensive management (Martín et al. 2022MARTÍN GARCÍA, M.; LLANES, V.; FRÓMETA, E.: “Efectos del cultivo continuado en algunas propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 31(1), 2022, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.). Even the losses of organic carbon reserves by years have been determined when soils are exploited continuously. (Carnero et al., 2019CARNERO, G.; HERNÁNDEZ, A.; TERRY, E.; BOJÓRQUEZ, J.: “Changes in organic carbon stocks in lixiviated red ferralitic soils from Mayabeque, Cuba”, En: Bio Ciencias, 18 abril 2019, vol. 6, Mayabeque, Cuba, 2019, DOI: https://www.doi.org/10.15741/revbio.05.01.36.).

In addition, it has been possible to determine the change of other properties such as the value of volume density and scattering factor, in relation to the losses of organic matter, which occurs in these soils due to anthropogenesis (Martín et al., 2018MARTÍN, G.; RIVERA, R.; FUNDORA, L.; MARTÍN, N.; ALONSO, C.: “Evolución de algunas propiedades químicas de un suelo después de 20 años de explotación agrícola”, Cultivo Tropicales, 39(4): 7, 2018.).

These soils constitute one of the main ecosystems for food production in the province of Mayabeque, divided into two regions and occupy a territory of 17 734 ha (Hernández, 2018HERNÁNDEZ, A.: Suelos y Ecosistemas de Mayabeque, Inst. INCA, Departamento de Agroecosistemas Sostenibles del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 2018.).

Keeping the above in mind, a study was carried out, with the objective of knowing the evolutionary status of soil properties due to land use change. The soils were classified as Red Ferralitic, Red Ferralic and Gleysol Vertical, in the Nueva Paz region Paneque (1990)PANEQUE, V.: Resumen del Mapa Nacional de Suelos a Escala 1:25 000, Inst. Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes del Ministerio de la Agricultura, La Molina, Lima Perú, 23 p., 1990. and Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA ed., San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 91 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7., which are located in the southern part of this ecosystem, limiting to the south, with a cumulative plain possessing soils of the Vertisols, Gleysols and Fluvisols groupings. ( Hernández et al., 2023HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; PÉREZ, J.; CABRERA, J.C.: Manual para la descripción de perfiles de suelos de Cuba, Ed. Ediciones INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 82 p., 2023, ISBN: 978-959-7258-14-8.).

Materials and methods

Soil sampling was conducted on four farms, taking samples from the top of the profile (0-10, 10-20, 20-30 cm) homogenized to ensure a representative sampling as shown on the map where location and name are reflected of the farms, and the soil type according to the analysis performed.

For sampling, a zigzag round was done in the selected areas and the method utilized was a compound sample, that is, a soil sample obtained from various extractions or simple samples, united in a recipient coded for depth, if it is the case, and later well mixed where a kg of soil was taken out. This is the most used sampling to plan fertilization. Between 6 and 12 subsamples per sampling unit is recommended (Mendoza & Espinoza, 2017MENDOZA, R.; ESPINOZA, A.: Guía Técnica para muestreos de suelos, Inst. Universidad Nacional Agraria y Catholic Relief Services (CRS), Managua, Nicaragua, Complejo Gráfico TMC, Managua, Nicaragua, 2017.).

These farms were for more than 30 years cultivated with sugarcane (Saccharum officinarum L.), with manual cutting and leaving the straw in the field, during that period, mineral fertilizers with acidic characteristics were applied, as well as the application of sugarcane filter cake a las areas sown with sugarcane. Subsequently, after the resizing of the sugarcane crop, several crops, mainly grains and meats, were established. The analyzed samples were compared with reference profiles that have not been cultured.

The soil samples were analyzed in the INCA and ICA chemical analysis laboratory performing the following determinations.

Organic Matter by the method of Walkley and Black, pH by potentiometry at the soil / water ratio 1:2. Calcium and magnesium exchangeable by the ammonium acetate extraction method and valorization with EDTA. The Ca/Mg ratio was calculated and assimilable Phosphorus and Potassium were determined by Oniani’s method.

A producer survey was conducted, in which the history of the fields shown below was synthesized:

Results and discussion

The results of the studies carried out in the farms “San Antonio”, “2 de Mayo” and in the reference profile, are shown in Table 1. By the data shown, the Ferralic soils of the two farms have slightly acidic pH values, while the reference profile, is valued as neutral (MINAGRI,1984MINAGRI-CUBA: Manual de Interpretación de los Índices Físico-Químico y Morfológicos de los suelos cubanos, Ed. Editorial Científico-Técnica, La Habana, Cuba, 55 p., 1984.). It can be due to that, when sugarcane was sown as a monocrop, before 1959, mineral fertilizers were used, with acidic characteristics, which was reported by Humbert (1965)HUMBERT, R.: El cultivo de la caña de azúcar, Ed. Ediciones Universitarias, La Habana, Cuba, 1965., Subsequently, crop rotation was applied; it involved vegetables, grains and tubers, and organic fertilizers were applied, as evidenced by the history of field. The soils underwent a resilience in their characteristics. This soil grouping possesses a cation exchange capacity higher than 20 cmolc kg-1 in the clay fraction, due to the fact that smectite clay predominates from about 10 to about 42% (Hernández et al., 2015HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA ed., San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 91 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7.).

Similar results were obtained by Saidy (2012SAIDY, A.: “Effects of clay mineralogy and hidrous iron ocides on labile carbon stabilization”, Geoderma, 173.174(Supplement C): 104-110, 2012, DOI: http://doi.org/10.1016/geoderma.2011.12.030.34., 2013)SAIDY, A.: “The sorption of organic carbon onto differing clay minerals in the presence and absence of hydrous iron oxide”, Geoderma, 209-210(Supplement C): 15-21, 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/geoderma2013.05.028., where they report that the content of active iron (oxide and oxyhdroxides of iron) , control the estabilization of organic carbon in kaolin soils. As well as Elberling et al. (2013)ELBERLING, B.; MICHELSEN, A.; SCHÄDEL, C.; SCHUUR, E.A.; CHRISTIANSEN, H.H.; BERG, L.; TAMSTORF, M.P.; SIGSGAARD, C.: “Long-term CO2 production following permafrost thaw”, Nature Climate Change, 3(10): 890-894, 2013, ISSN: 1758-678X. manifiest that iron nodules have trapped and inmobilized at about 21% of organic carbon reserves of the soil in the 1m-deep layer.

The content of Ca²⁺ (15,5-18,5) and Mg²⁺(3,5-9,0) is valued as high, according to Paneque (1990)PANEQUE, V.: Resumen del Mapa Nacional de Suelos a Escala 1:25 000, Inst. Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes del Ministerio de la Agricultura, La Molina, Lima Perú, 23 p., 1990. and the relation Ca/Mg (2-6) is considered adequate (Mesa, 1992MESA, A.: Características Edafológicas de Cuba, Ed. Científico Técnica, Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes. ed., La Habana, Cuba, 189 p., 1992.). The content of these two elements, existing in soils, can be due to the material from which they were formed, to the origin of the material they were formed and to the filling of the mineral fertilizers that have been applied to crops through the time. Values are consulted in the interpretation table to confirm what previously cited authors referred (Molina & Meléndez, 2002MOLINA, E.; MELÉNDEZ, G.: Tabla de interpretación de análisis de suelos. Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica, Inst. Mimeo, 2002.).

If this ratio is not ideal, formation of chlorophyll molecule may affected and crop yields may decrease (Mesías, 2018MESÍAS, F.: “Contenido en las reservas de Carbono Orgánico en las llanuras del Sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador”, Cultivos Tropicales, 39(4): 32, 2018.).

The organic carbon reserve at each depth is valued as very ow (Mesias, 2018MESÍAS, F.: “Contenido en las reservas de Carbono Orgánico en las llanuras del Sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador”, Cultivos Tropicales, 39(4): 32, 2018.), which can be due to the mineralization of organic matter because of agricultural labors and soil aeration.

In this table, data of a reference profile of a soil that has not been cultivated in more than 100 years are offered. It is preserved that the content of calcium on the soil surface es lightly higher (21,94 cmol_c kg^-1). It is due to that, during many years, plants have extracted the calcium contributed by dolomite rock which originated this kind of soil. That coincides with the criteria of the WordReference Base WRB (2007)WORD REFERENCE BASE WRB: Composición mineralógica de los principales tipos de suelos de Cuba., Ed. FAO, Primera actualización, Recursos Mundiales de Suelos No. 103 ed., New York, USA, 2007.. The magnesium is high, making the relationship Ca/Mg is adequate, according to (Mesa, 1992MESA, A.: Características Edafológicas de Cuba, Ed. Científico Técnica, Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes. ed., La Habana, Cuba, 189 p., 1992.).

When assessing the organic carbon reserves at the depth of 0 to 20 cm, they were cataloged as low Mesías (2018)MESÍAS, F.: “Contenido en las reservas de Carbono Orgánico en las llanuras del Sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador”, Cultivos Tropicales, 39(4): 32, 2018.. This could be due to the plowing done for the establishment of the crops, which propels the oxidation of the organic matter. In addition, the formation process that gives rise to these soils, the ferralitization, generates a good structure and, therefore, there is good aeration, which oxidizes organic matter.

The chemical characteristics presented by the Gleysol Vertic soils in “Pedroso” and “26 de Julio” Farms are exposed in Table 2 and they are compared with the results of a reference profile that were not cultivated for more than 50 years. In this profile, it was detected that gleyzation process that gave rise to this type of soil, was from the 40 cm depth, which limited the internal soil drainage, and a change in organic matter content, a decrease of calcium, potassium and the ability to exchange bases occurred. The organic carbon reserves on the two farms were valued as low (0-30 cm) and in the reference profile as middle (0-20 cm depth) (Mesa, 1992MESA, A.: Características Edafológicas de Cuba, Ed. Científico Técnica, Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes. ed., La Habana, Cuba, 189 p., 1992.).

To know the quality of soils, it is very important to identify its content in organic matter (Table 3), which, in general for the 0-20 cm layer is between 3 and 4%, what is classified as medium. Even at “Pedroso” Farm, at the depth of 0-10 cm, it was higher than 4.1%, but for the average 0-20 cm, it was 3.78%, so it could not be classified as humified, according to Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA ed., San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 91 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7..

It is notable that, in spite of these soils were under continuous cultivation with irrigation and fertilizers, they had that relatively high content of organic matter, which could be due to the fact that they were under the cultivation of sugarcane (Saccharum officinarum L.), during many years, with manual cutting and organic fertilizer fundamentally, sugarcane fiber cake. It should be emphasized that Ferralitic Red and Ferralic Red soils have a great capacity for resilience, especially to soil organic carbon capture. This is due to the relatively high iron content that controls carbon stabilization in kaolinitic soils Vershinin (1959)VERSHININ, P.: Fase sólida del suelo como fundamento del régimen físico del suelo, Ed. Fizmatlit, Fundamentos de Agrofísica ed., Moscú, Rusia, 209-404 p., 1959.. This particularity is outstanding for Red Ferralitic and Red Ferralic soils of the karst plains of Cuba Hernández et al. (2014)HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; CABRERA, A.; ASCANIO, O.; VARGAS, D.: Degradación de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la llanura roja de La Habana y algunos resultados sobre su mejoramiento, Ed. INCA, San José de las Lajas, Mayabeque: INCA, 158 p., 2014, ISBN: 978-959-7023-67-8. and Morales (2015)MORALES, M.: “Potencial de captura de carbono de los suelos Ferralíticos Lixiviados de las llanuras cársicas de Cuba”, En: Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo. La Habana: Sociedad Cubana de la Ciencia del Suelo. Comisión de Génesis y Geografía de Suelos, 2015, La Habana, Cuba, 2015..

It should be noted also that in these soils, despite of having been subjected for a long time to continued cultivation, it is very difficult to find low values in the content of organic matter (Table 3), since that, when little carbon content remains in them, clay with iron manage to chelate it and protect it from oxidation Saidy (2013)SAIDY, A.: “The sorption of organic carbon onto differing clay minerals in the presence and absence of hydrous iron oxide”, Geoderma, 209-210(Supplement C): 15-21, 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/geoderma2013.05.028., cited by Hernández et al. (2020)HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; CARNERO, G.; HERNÁNDEZ, Y.; TERÁN, Z.; GRANDÍO, D.; BOJÓRQUEZ, J.; BERNAL, A.; GARCÍA, J.; TERRY, E.: . Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la Llanura Roja de la Habana, Ed. Ediciones INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 159 p., 2020, ISBN: 978-959-7258-04-9..

In this soils, there is the possibility of carbon sequestration. COS plays an important role in climate change mitigation, due to the soil capacity for carbon sequestration during centuries. That is a reference on how antropic action, by using lands, can intervene into COS, either to increase or to reduce its quantity in agrarian ecosystems, according to the soil management by mens of the different agricultural practices.

In addition, carbón content of soils is important since it notably influences in soil properties (Post y Kwon, 2000POST, W.M.; KWON, K.C.: “Soil carbon sequestration and land‐use change: processes and potential”, Global change biology, 6(3): 317-327, 2000, ISSN: 1354-1013.).Podmanicky et al. (2011)PODMANICKY, L.; BALÁZS, K.; BELÉNYESI, M.; CENTERI, C.; KRISTÓF, D.; KOHLHEB, N.: “Modelling soil quality changes in Europe. An impact assessment of land use change on soil quality in Europe”, Ecological indicators, 11(1): 4-15, 2011, ISSN: 1470-160X. express that “knowledge of the stocks of organic carbon state in the soils, is fundamental to approach any strategy to increase its content and mitigate climate change through atmospheric carbon sequestration. To be conscious of the factors that influrnce its concentration, as well as knowing the evolution of the quantity storaged though the years, is relevant to undestand the dynamcs of COS”.

In Table 4, the existing fertility on the different farms sampled in Nueva Paz Municipality, are presented. It is appreciated that there is a medium nitrogen content for most of the several crops, due to the tenors of organic matter present in the soils, which contribute this element. In addition, elevated phosphorus and potassium content was detected, this may be due to fertilizer applications that farmers performed through time. Smectite clay is present in these Ferralic soils, which have retained these nutrients, in addition to influencing a capacity of cation exchange above 20 cmolc kg-1.

Conclusions

Introducción

Los suelos pertenecientes a los Agrupamientos Ferralíticos Rojos y Ferrálicos Rojos ocupan aproximadamente 700 000 ha en las llanuras de Cuba, distribuidos en las provincias de Artemisa, Mayabeque, Matanzas y Ciego de Ávila (Hernández et al., 2020HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; CARNERO, G.; HERNÁNDEZ, Y.; TERÁN, Z.; GRANDÍO, D.; BOJÓRQUEZ, J.; BERNAL, A.; GARCÍA, J.; TERRY, E.: . Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la Llanura Roja de la Habana, Ed. Ediciones INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 159 p., 2020, ISBN: 978-959-7258-04-9.). Este autor plantea que son de los mejores suelos de Cuba, en los cuales se cultiva granos, viandas y vegetales, además de frutales; siendo poco aptos para el cultivo del arroz. Ellos se distribuyen en el ecosistema de las llanuras cársicas con clima tropical subhúmedo, vegetación natural de bosques semideciduos y palmas emergentes (Hernández, 2018HERNÁNDEZ, A.: Suelos y Ecosistemas de Mayabeque, Inst. INCA, Departamento de Agroecosistemas Sostenibles del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 2018.).

En los últimos años se han realizado investigaciones sobre el cambio de las propiedades de estos suelos por el cultivo continuado (Amores, 2020AMORES, M.: Effect of soil management practices and their interactions on soil organic carbon dynamics, [en línea], Inst. Pan American Agricultural School. Zamorano, Honduras, 2020, Disponible en:https://bdigital.zamorano.edu ). Así se ha podido determinar que ellos conservan un contenido relativamente alto en carbono orgánico cuando están durante muchos años, bajo arboledas, pastizales y el cultivo de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), que disminuye cuando se encuentran sometidos a un manejo intensivo (Martín et al. 2022MARTÍN GARCÍA, M.; LLANES, V.; FRÓMETA, E.: “Efectos del cultivo continuado en algunas propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 31(1), 2022, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.). Incluso se ha determinado las pérdidas de reservas de carbono orgánico por años, cuando los suelos son explotados continuamente (Carnero et al., 2019CARNERO, G.; HERNÁNDEZ, A.; TERRY, E.; BOJÓRQUEZ, J.: “Changes in organic carbon stocks in lixiviated red ferralitic soils from Mayabeque, Cuba”, En: Bio Ciencias, 18 abril 2019, vol. 6, Mayabeque, Cuba, 2019, DOI: https://www.doi.org/10.15741/revbio.05.01.36.).

Además, se ha podido determinar el cambio de otras propiedades como son el valor de la densidad de volumen y del factor de dispersión, en relación con las pérdidas de materia orgánica, que ocurre en estos suelos por la antropogénesis (Martín et al., 2018MARTÍN, G.; RIVERA, R.; FUNDORA, L.; MARTÍN, N.; ALONSO, C.: “Evolución de algunas propiedades químicas de un suelo después de 20 años de explotación agrícola”, Cultivo Tropicales, 39(4): 7, 2018.).

Estos suelos constituyen uno de los ecosistemas principales para la producción de alimentos de la provincia de Mayabeque, dividido en dos regiones y ocupan un territorio de 17 734 ha (Hernández, 2018HERNÁNDEZ, A.: Suelos y Ecosistemas de Mayabeque, Inst. INCA, Departamento de Agroecosistemas Sostenibles del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 2018.).

Teniendo en cuenta lo anterior, se realizó un estudio, con el objetivo de conocer el estado evolutivo de las propiedades del suelo por el cambio de uso de la tierra. Los suelos fueron clasificados como Ferralítico Rojo, Ferrálico Rojo y Gleysol Vértico, en la región de Nueva Paz Paneque (1990)PANEQUE, V.: Resumen del Mapa Nacional de Suelos a Escala 1:25 000, Inst. Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes del Ministerio de la Agricultura, La Molina, Lima Perú, 23 p., 1990. y Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA ed., San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 91 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7., que se ubican en la parte sur de este ecosistema, limitando al sur, con una llanura acumulativa que posee suelos de los agrupamientos Vertisoles, Gleysoles y Fluvisoles ( Hernández et al., 2023HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; PÉREZ, J.; CABRERA, J.C.: Manual para la descripción de perfiles de suelos de Cuba, Ed. Ediciones INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 82 p., 2023, ISBN: 978-959-7258-14-8.).

Materiales y métodos

Se realizó un muestreo de suelo en cuatro fincas, tomando muestras de la parte superior del perfil (0-10, 10-20, 20-30 cm) homogeneizadas para garantizar un muestreo representativo como aparece en el mapa donde se refleja la ubicación y nombre de las fincas, y el tipo de suelo de acuerdo al análisis realizado.

Para el muestreo se realizó un recorrido en zigzag en las áreas seleccionadas y el método empleado es una muestra compuesta: se refiere a la muestra de suelo obtenida de varias extracciones o muestras simples, reunidas en un recipiente codificado por profundidad, si es el caso, y luego bien mezcladas, de donde se retira un kg de suelo. Es el muestreo más utilizado para planificar fertilización. Se recomienda entre seis y doce submuestras por unidad de muestreo, en opinión de (Mendoza y Espinoza, 2017MENDOZA, R.; ESPINOZA, A.: Guía Técnica para muestreos de suelos, Inst. Universidad Nacional Agraria y Catholic Relief Services (CRS), Managua, Nicaragua, Complejo Gráfico TMC, Managua, Nicaragua, 2017.).

Estas fincas estuvieron durante más de 30 años cultivadas con caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), con corte manual y dejándose la paja en el campo, en ese período, se aplicó fertilizantes minerales con características ácidas, así como la aplicación de cachaza. Posteriormente, después del redimensionamiento del cultivo de la caña de azúcar, se establecieron cultivos varios, principalmente granos y viandas. Las muestras analizadas se compararon con perfiles de referencia que no han sido cultivados.

Las muestras de suelo fueron analizadas en el laboratorio de análisis químico del INCA e ICA realizándose las siguientes determinaciones.

Materia orgánica por el método de Walkley and Black, pH por potenciometría en la relación suelo / agua 1:2. Calcio y magnesio intercambiables por el método de extracción por acetato de amonio y valoración con EDTA. Se hizo el cálculo de la relación Ca/Mg y se determinó Fósforo y Potasio asimilables por el método de Oniani.

Se realizó una encuesta a los productores, en la cual se sintetizó el historial de los campos que se muestran a continuación:

Resultados y discusión

En la Tabla 1, se muestran los resultados obtenidos en los análisis realizados en las Fincas “San Antonio”, 2 de Mayo y el perfil de referencia, del Municipio de Nueva Paz. Por los datos que se muestran, los suelos Ferrálicos de las dos Fincas tienen valores de pH ligeramente ácido, llegando estos valores a un pH casi neutro, mientras que el perfil de referencia, se valora de neutro MINAG-Cuba (1984), esto puede deberse a que cuando se sembró caña de azúcar como monocultivo, antes del año 1959, se utilizaban fertilizantes minerales,con características ácidas, lo que fue reportado por Humbert (1965)HUMBERT, R.: El cultivo de la caña de azúcar, Ed. Ediciones Universitarias, La Habana, Cuba, 1965., posteriormente a estos, se les aplicó la rotación de cultivos entre los que se destacan: hortalizas, granos, tubérculos y se han aplicado abonos orgánicos, lo que se comprueba con el historial de campo y el suelo ha sufrido una resiliencia en sus características. Este agrupamiento de suelo posee una capacidad de intercambio catiónico superior a los 20 cmol_c kg^-1 en la fracción arcillosa, debido a que predomina la arcilla esmectita de un 10 a un 42% (Hernández et al., 2015HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA ed., San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 91 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7.). En ambas fincas, a pesar de tener un manejo del suelo de forma intensiva mantienen valores medios del contenido de materia orgánica.

Resultados similares fueron obtenidos por Saidy (2012SAIDY, A.: “Effects of clay mineralogy and hidrous iron ocides on labile carbon stabilization”, Geoderma, 173.174(Supplement C): 104-110, 2012, DOI: http://doi.org/10.1016/geoderma.2011.12.030.34., 2013)SAIDY, A.: “The sorption of organic carbon onto differing clay minerals in the presence and absence of hydrous iron oxide”, Geoderma, 209-210(Supplement C): 15-21, 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/geoderma2013.05.028., donde expresan: el contenido de hierro activo (óxido e oxyhidróxidos de hierro), controla la estabilización del carbono orgánico en suelos caoliníticos, así como Elberling et al. (2013)ELBERLING, B.; MICHELSEN, A.; SCHÄDEL, C.; SCHUUR, E.A.; CHRISTIANSEN, H.H.; BERG, L.; TAMSTORF, M.P.; SIGSGAARD, C.: “Long-term CO2 production following permafrost thaw”, Nature Climate Change, 3(10): 890-894, 2013, ISSN: 1758-678X. manifiestan que los nódulos de hierro tienen atrapado e inmovilizado alrededor del 21% de las reservas de carbono orgánico del suelo, en la capa de 1m de profundidad.

El contenido de Ca²⁺ (15,5-18,5) y Mg²⁺(3,5-9,0) se valora de alto, Paneque (1990)PANEQUE, V.: Resumen del Mapa Nacional de Suelos a Escala 1:25 000, Inst. Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes del Ministerio de la Agricultura, La Molina, Lima Perú, 23 p., 1990. y la relación Ca/Mg (2-6) adecuada, según (Mesa, 1992MESA, A.: Características Edafológicas de Cuba, Ed. Científico Técnica, Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes. ed., La Habana, Cuba, 189 p., 1992.). El contenido de estos dos elementos, existentes en los suelos, puede deberse al material de origen a partir del cual se han formado y al relleno de los fertilizantes minerales que se han aplicado a los cultivos a través del tiempo. Se consultan los valores en la tabla de interpretación para reafirmar los expuesto por los autores antes citados (Molina y Meléndez, 2002MOLINA, E.; MELÉNDEZ, G.: Tabla de interpretación de análisis de suelos. Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica, Inst. Mimeo, 2002.).

Si esta relación no es idónea, puede afectar la formación de la molécula de clorofila y los rendimientos de los cultivos pueden disminuir (Mesa, 1992MESA, A.: Características Edafológicas de Cuba, Ed. Científico Técnica, Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes. ed., La Habana, Cuba, 189 p., 1992.). La reserva de carbono orgánico en cada profundidad se valora de Muy Bajo, Mesías (2018)MESÍAS, F.: “Contenido en las reservas de Carbono Orgánico en las llanuras del Sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador”, Cultivos Tropicales, 39(4): 32, 2018. lo que puede deberse a la mineralización de la materia orgánica producto de las labores agrícolas y la aireación del suelo.

En esta tabla, se ofrecen los datos de un perfil de referencia, que no ha sido cultivado, durante más de cien años. Se detecta que el contenido de calcio, en la superficie del suelo, es ligeramente más elevado (21,94 cmol_c kg^-1), debido a que las plantas durante muchos años, han extraído el calcio aportado por la roca dolomita que ha dado origen a este tipo de suelo, lo que coincide con los criterios de la Word Reference Base WRB (2007)WORD REFERENCE BASE WRB: Composición mineralógica de los principales tipos de suelos de Cuba., Ed. FAO, Primera actualización, Recursos Mundiales de Suelos No. 103 ed., New York, USA, 2007., el magnesio es elevado, haciendo que la relación Ca/Mg sea adecuada, en opinión de (Mesa, 1992MESA, A.: Características Edafológicas de Cuba, Ed. Científico Técnica, Dirección Nacional de Suelos y Fertilizantes. ed., La Habana, Cuba, 189 p., 1992.).

Al evaluar las reservas de carbono orgánico en la profundidad de (0 - 20) cm, se catalogan de bajo, Mesías (2018)MESÍAS, F.: “Contenido en las reservas de Carbono Orgánico en las llanuras del Sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador”, Cultivos Tropicales, 39(4): 32, 2018., esto puede deberse a las araduras que se hacen para el establecimiento de los cultivos, que propician la oxidación de la materia orgánica, además el proceso de formación que da lugar a estos suelos, la ferralitización, da lugar a una buena estructura y por tanto hay una buena aeración, que oxida la materia orgánica.

En la Tabla 2, se exponen las características químicas que presentan los suelos Gleysol Vértico, en las fincas Pedroso y 26 de Julio y se comparan con los resultados de un perfil de referencia que no ha sido cultivado por más de 50 años. En este perfil se detecta que el proceso de gleyzación que da origen a este tipo de suelo, está a partir de los 40 cm de profundidad, lo que limita el drenaje interno del suelo, y se produce un cambio en el contenido de materia orgánica y una disminución del calcio, el potasio y la capacidad de cambio de bases. Las reservas de carbono orgánico en las dos fincas se valoran de bajo de 0-30 cm y en el perfil de referencia de medio de 0-20 cm de profundidad (Mesías, 2018MESÍAS, F.: “Contenido en las reservas de Carbono Orgánico en las llanuras del Sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador”, Cultivos Tropicales, 39(4): 32, 2018.).

Muy importante para conocer la calidad del suelo es su contenido en materia orgánica, Tabla 3, que en general para la capa de 0-20 cm, está entre 3 y 4%, lo que se clasifica como mediano. Incluso en la finca Pedroso, en la profundidad de 0-10 cm es superior a 4,0%, pero para el promedio 0-20 cm es de 3,78%, por lo que no puede clasificarse como humificado, según Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA ed., San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 91 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7..

Es notable que a pesar de que estos suelos se encuentran bajo cultivo continuado con riego y fertilizantes, tengan ese contenido relativamente alto en materia orgánica, lo que es debido a que estuvieron bajo el cultivo de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), durante muchos años, con corte manual y abono orgánico fundamentalmente cachaza. Debe destacarse que los suelos Ferralíticos Rojos y Ferrálicos Rojos tienen una gran capacidad de resiliencia, sobre todo a la captura del carbono orgánico del suelo, esto es debido al contenido relativamente alto en hierro que controla la estabilización del carbono en suelos caoliníticos. Según Vershinin (1959)VERSHININ, P.: Fase sólida del suelo como fundamento del régimen físico del suelo, Ed. Fizmatlit, Fundamentos de Agrofísica ed., Moscú, Rusia, 209-404 p., 1959.. Esta particularidad es destacada para los suelos Ferralíticos Rojos y Ferrálicos Rojos de las llanuras cársicas de Cuba, por Hernández et al. (2014)HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; CABRERA, A.; ASCANIO, O.; VARGAS, D.: Degradación de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la llanura roja de La Habana y algunos resultados sobre su mejoramiento, Ed. INCA, San José de las Lajas, Mayabeque: INCA, 158 p., 2014, ISBN: 978-959-7023-67-8. y Morales (2015)MORALES, M.: “Potencial de captura de carbono de los suelos Ferralíticos Lixiviados de las llanuras cársicas de Cuba”, En: Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo. La Habana: Sociedad Cubana de la Ciencia del Suelo. Comisión de Génesis y Geografía de Suelos, 2015, La Habana, Cuba, 2015..

Debe señalarse también que en estos suelos a pesar de estar sometidos durante largo tiempo al cultivo continuado es muy difícil encontrar valores bajos en el contenido de materia orgánica, inferior a dos %, (Tabla 3) ya que cuando queda poco contenido de carbono en el suelo, la arcilla y el hierro, logran quelatarlo y protegerlo de la oxidación Saidy (2013)SAIDY, A.: “The sorption of organic carbon onto differing clay minerals in the presence and absence of hydrous iron oxide”, Geoderma, 209-210(Supplement C): 15-21, 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/geoderma2013.05.028., citados por Hernández et al. (2020)HERNÁNDEZ, A.; MORALES, M.; CARNERO, G.; HERNÁNDEZ, Y.; TERÁN, Z.; GRANDÍO, D.; BOJÓRQUEZ, J.; BERNAL, A.; GARCÍA, J.; TERRY, E.: . Nuevos Resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de la Llanura Roja de la Habana, Ed. Ediciones INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 159 p., 2020, ISBN: 978-959-7258-04-9..

En estos suelos existe la posibilidad de captura del carbono, el COS juega un papel importante en la mitigación del cambio climático, debido a la capacidad que tiene el suelo para secuestrar carbono, durante siglos. Esto puede dar una idea de cómo la acción del hombre, a través del uso de la tierra, puede intervenir en el COS, bien sea para aumentar o reducir su cuantía en los ecosistemas agrarios, según la gestión que se haga del suelo, mediante las diferentes prácticas agrarias. Además, el contenido en carbono en los suelos, resulta importante ya que influye notablemente en las propiedades del suelo, según (Post y Kwon, 2000POST, W.M.; KWON, K.C.: “Soil carbon sequestration and land‐use change: processes and potential”, Global change biology, 6(3): 317-327, 2000, ISSN: 1354-1013.).

Otro criterio lo emiten Podmanicky et al. (2011)PODMANICKY, L.; BALÁZS, K.; BELÉNYESI, M.; CENTERI, C.; KRISTÓF, D.; KOHLHEB, N.: “Modelling soil quality changes in Europe. An impact assessment of land use change on soil quality in Europe”, Ecological indicators, 11(1): 4-15, 2011, ISSN: 1470-160X. donde expresan “el conocimiento del estado de los stocks de carbono orgánico en los suelos, resulta fundamental a la hora de abordar cualquier estrategia encaminada a incrementar su contenido y mitigar el cambio climático por la vía del secuestro del Carbono atmosférico. Ser conscientes de los factores que influyen en su concentración, así como conocer la evolución de la cuantía total almacenada a lo largo de los años, es relevante para entender la dinámica del COS”

En la Tabla 4 ,se presenta la fertilidad existente en las diferentes fincas muestreadas, en el municipio de Nueva Paz, se aprecia que existe un contenido medio de nitrógeno para la mayoría de los cultivos varios, debido a los tenores de materia orgánica presente en los suelos, que aportan este elemento. Se detecta además elevado contenido de fósforo y potasio, esto puede deberse a las aplicaciones de fertilizantes que han hecho los agricultores a través del tiempo, la arcilla esmectita está presente en estos suelos Ferrálico, que han retenido estos nutrientes, además de influir en una capacidad de intercambio catiónico por encima de los 20 cmol_c kg^-1.

Conclusiones