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Condiciones edficas y microbiolgicas del suelo donde se desarrolla la especie Prunus serotina en las provincias de Cotopaxi, Tungurahua y Chimborazo Ecuador
Edaphic and microbiological conditions of the soil where the species Prunus serotina develops in the provinces of Cotopaxi, Tungurahua and Chimborazo - Ecuador
Condies edficas e microbiolgicas do solo onde se desenvolve a espcie Prunus serotina nas provncias de Cotopaxi, Tungurahua e Chimborazo Equador
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Correspondencia: e.jbcedeno@sangregorio.edu.ec
Ciencias Naturales
Artculo de Investigacin
* Recibido: 23 de enero de 2023 *Aceptado: 12 de febrero de 2023 * Publicado: 16 de marzo de 2023
I. Magister en Biodiversidad y Conservacin del Medio Natural. Docente Investigador, Facultad de Recursos Naturales, Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Riobamba, Ecuador.
II. Ingeniero en Ecoturismo. Tcnico de Investigacin. Instituto de Investigaciones. Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Riobamba, Ecuador.
III. Master en gerencia de proyectos en ecoturismo. Docente Investigador, Facultad de Recursos Naturales, Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Riobamba, Ecuador.
IV. Ingeniera Agrnoma. Tcnico docente laboratorio de Suelos. Facultad Recursos Naturales, Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Riobamba, Ecuador.
V. PhD en Biodiversidad y Conservacin del Medio Natural. Docente Investigador. Facultad de Recursos Naturales, Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Riobamba, Ecuador.
Resumen
El conocimiento de la calidad del suelo juega un papel fundamental para el desarrollo ptimo de las plantas, particularmente en suelos infrtiles o con propiedades desfavorables que no permitan optimizar eficientemente los nutrientes presentes. Para alcanzar un buen funcionamiento sostenible a travs del mejoramiento y mantenimiento de la calidad del suelo, se ve la necesidad de evaluar y medir un pequeo grupo de datos que representan a las propiedades fsico - qumicas y microbiolgicas; por lo que el desarrollo de la presente investigacin se realiz con el objetivo de determinar las condiciones edficas y microbiolgicas de los suelos donde se desarrolla la especie Prunus serotina en tres provincias de los andes centrales ecuatorianos, para lo cual se tom 10 muestras en cada provincia, prepararlas para el anlisis en laboratorio y posteriormente someter los resultados a un proceso estadstico y analtico para finalmente conocer sus caractersticas y tomar decisiones futuras en la produccin de capul. Los suelos analizados muestran una textura franco arenosa con una estructura suelta, un pH ligeramente alcalino (7,59 7,86) y el potasio K en una concentracin media y alta en la provincia de Cotopaxi, caractersticos de suelos provenientes de cenizas volcnicas. Se observ una baja concentracin de materia orgnica y de microrganismos, importantes para las actividades biolgicas del suelo. En la prueba de regresin lineal la materia orgnica y el potasio presentan una mayor correlacin ya que esta permite un mejor aprovechamiento por retener el agua y evitar que se derive a formas que no sean asimilables.
Palabras clave: edficas; microbiolgicas; Prunus sertina; suelo; andes ecuatorianos.
Abstract
Knowledge of soil quality plays a fundamental role for the optimal development of plants, particularly in infertile soils or with unfavorable properties that do not allow efficient optimization of the nutrients present. In order to achieve a good sustainable functioning through the improvement and maintenance of soil quality, there is a need to evaluate and measure a small group of data that represents the physical, chemical and microbiological properties; Therefore, the development of the present investigation was carried out with the objective of determining the edaphic and microbiological conditions of the soils where the species Prunus serotina develops in three provinces of the Ecuadorian central Andes, for which 10 samples were taken in each province. , prepare them for laboratory analysis and later submit the results to a statistical and analytical process to finally know their characteristics and make future decisions in the production of capul. The analyzed soils show a sandy loam texture with a loose structure, a slightly alkaline pH (7.59 - 7.86) and potassium "K" in a medium and high concentration in the Cotopaxi province, characteristic of soils from ash. volcanic. A low concentration of organic matter and microorganisms, important for the biological activities of the soil, was observed. In the linear regression test, organic matter and potassium present a greater correlation since this allows a better use by retaining water and preventing it from being derived to forms that are not assimilable.
Keywords: edaphic; microbiological; Prunus serotina; floor; Ecuadorian Andes.
Resumo
O conhecimento da qualidade do solo tem papel fundamental para o timo desenvolvimento das plantas, principalmente em solos infrteis ou com propriedades desfavorveis que no permitem uma otimizao eficiente dos nutrientes presentes. Para um bom funcionamento sustentvel atravs da melhoria e manuteno da qualidade do solo, necessrio avaliar e medir um pequeno conjunto de dados que representam as propriedades fsicas, qumicas e microbiolgicas; Portanto, o desenvolvimento da presente investigao foi realizado com o objetivo de determinar as condies edficas e microbiolgicas dos solos onde a espcie Prunus serotina se desenvolve em trs provncias dos Andes centrais equatorianos, para as quais foram coletadas 10 amostras em cada provncia. , prepar-los para anlises laboratoriais e posteriormente submeter os resultados a um processo estatstico e analtico para finalmente conhecer suas caractersticas e tomar decises futuras na produo de capul. Os solos analisados apresentam textura franco-arenosa com estrutura frouxa, pH levemente alcalino (7,59 - 7,86) e potssio "K" em mdia e alta concentrao na provncia de Cotopaxi, caracterstico de solos de cinzas. vulcnico. Observou-se baixa concentrao de matria orgnica e microrganismos, importantes para as atividades biolgicas do solo. No teste de regresso linear, a matria orgnica e o potssio apresentam maior correlao, pois permite um melhor aproveitamento retendo a gua e evitando que ela seja derivada para formas no assimilveis.
Palavras-chave: edfico; microbiologia; Prunus serotina; cho; Andes equatorianos.
Introduccin
La superficie terrestre se estima en 13.340 millones de hectreas, correspondiendo solamente a la parte slida de la corteza terrestre y separando el espacio que cubre los mares y ocanos ( De la Rosa, 2008), es un recurso que genera una variedad de servicios y bienes importantes al ecosistema, siendo uno de los ms importantes la produccin de alimentos, asimilacin de desechos y diferentes subproductos (Arrouays, et al. 2012), est estrechamente relacionado con la seguridad alimentaria, la salud humana, sostenibilidad social y desarrollo econmico (Lu et al., 2015), por lo que un buen manejo, recuperacin y conservacin de los suelos y la promocin sostenible de la agricultura contribuye al hambre cero, a la conservacin de tierra y la proteccin de los ocanos de la acidificacin (Beerling et al., 2018).
El suelo al ser la capa ms superficial de la corteza terrestre y posibilitar la vida, constituye uno de los principales componentes de todo el ecosistema y el ms bsico de los recursos naturales (Fuente, 2007), la calidad del mismo empez con el reconocimiento de las funciones que desempea, con atributos como fertilidad, productividad potencia, sostenibilidad y calidad ambiental, sin embargo a pesar de su importancia, la ciencia del suelo no ha avanzado lo suficiente para definir con claridad lo que se entiende por calidad (Cruz et al., 2004).
El desarrollo y formacin es un proceso complejo donde interviene elementos fsicos, qumicos y biolgicos de la roca originaria (Garca et al., 2012), en los Andes del Ecuador posee suelos particulares mediante deposiciones recientes de ceniza volcnica (Espinosa, 2008), volvindolos muy productivos y posibilitando la produccin de alimentos a un gran segmento de la poblacin (Garca & Vollman, 2015).
El suelo adems de proporcionar el sustrato fsico para la mayora de actividades humanas, contiene una gran proporcin de biodiversidad (Labrador, 2008), en las ltimas dcadas las prcticas agrcolas mediante el uso de insumos qumicos, fertilizantes y pesticidas ha dado lugar a la disminucin de la biodiversidad microbiolgica del suelo ( Hernndez & Salas, 2009), por lo que la influencia agrcola en las transformaciones de las propiedades de los suelos se considera hoy en da como una de las causas principales de los cambios que ocurren en estos (Hernndez et al., 2017).
Los ndices de las caractersticas estructurales del suelo y los atributos microbianos exhiben las propiedades edficas que proporcionan evidencia del estado y las tendencias en la condicin de este ecosistema (Cohen et al., 2006). Por ejemplo las relaciones entre los diferentes grupos trficos y funcionales antagnicos de la mesofauna del suelo se deben considerar como un ndice y no un valor fijo (Socarrs, 2013), que en conjunto con las propiedades qumicas y fsicas generan evidencia de perturbacin ambiental y puede enmascarar diferencias significativas en la condicin ecolgica (Hargreaves et al., 2003).
Muchos organismos reciben beneficios de los rboles en especial los que habitan en el suelo y el hombre (Villarreyna et al., 2016), adems que poseen un fuerte efecto regulador sobre el clima, modificando la temperatura, radiacin solar, humedad y la evapotranspiracin (Corzo, 2013). En el Ecuador la familia Roscea presenta una distribucin cosmopolita se presentan con plantas comnmente ornamentales y gran diversidad de rboles frutales, se ha registrado 12 gneros y alrededor de 50 especies nativas, adems de varios frutales cultivados (Ulloa & Jorgensen, 2016).
El gnero Prunus L. pertenece a la sub-familia Amygdaloidaea (=Prunoideae) de la familia de las Rosceas. Este gnero se encuentra distribuido globalmente con aproximadamente 200 especies. Las especies comestibles estn mayormente distribuidas en el hemisferio Norte (Bortiri et al., 2016). El gnero Prunus contiene especies que son importantes en la produccin de frutas, nueces, y madera. Los ciruelos, cerezos, almendras, albaricoques y duraznos son las frutas ms comnmente reconocidas en este gnero. La produccin neta mundial de almendras, albaricoques, cerezas, duraznos, nectarinos, y ciruelos en 2010 fue de aproximadamente 40,8 millones de toneladas segn datos de FAOSTAT, por lo cual se la considera una de los importantes gneros desde el punto de vista alimenticio a nivel global, en el Ecuador el gnero presenta una especie muy conocida en los Andes centrales cuyo nombre comn es capul (Prunus serotina).
Prunus serotina es una especie nativa de Amrica del Norte (Segura et al., 2018), de bosque secundario comn con una amplia distribucin endmica desde Nueva Escocia al sur hasta Mxico, Ecuador y Per, (Downey & Iezzoni, 2000), en Amrica del Sur es una especie que est distribuida alrededor de los pueblos de la regin montaosa de Venezuela hasta el sur del Per caracterizando a la regin andina (Chisaguano, 2012), vista como una especie ornamental tpica en las provincias del callejn interandino ( Sanchez & Viteri, 1981).
En Ecuador se distribuye a lo largo de la regin andina desde la provincia de Carchi en el norte, hasta la provincia de Loja ubicada en el extremo sur del pas (Intriago et al., 2013), se desarrolla con facilidad, especialmente en las provincias de Cotopaxi, Tungurahua, Chimborazo (Gavilanes & Flor, 1990).
Es un rbol o arbusto con crecimiento monopdico, presentando un follaje caducifolio con una altura que vara de 5 a 15m. Una copa que produce una sombra densa por su anchura y forma ovoide, hojas simples, alternas, cortamente pecioladas en forma oblonda-lanceoladas de 5 a 16 cm de largo. Posee un tronco generalmente cilndrico de color gris pardusco con presencia de muchas lenticelas esparcidas lo que le da un aspecto escabroso (Conabio, 1951), presentan numerosas flores blancas de 2 a 2.2 cm de dimetro de 7 a 10 mm de largo agrupadas en racimos con peciolos largos de los cuales se desprende una fragancia peculiar; la flor posee un ovario unilocular y ssil, con dos vulos y un estilo simple, el cual presenta un estigma peltado (Contreras, 2017).
Presentan pequeos frutos de 6 a 10 mm de dimetro a diferencia en Mxico y Ecuador donde han sido domesticados y presentan frutos ms grandes 2 a 2,5 cm de dimetro ( Downey & Iezzoni, 2000), con gran capacidad antioxidante (Vasco, 2008), y un alto contenido de minerales y protenas, compuestos como el hiperosido y el cido clorognico que generan efectos antioxidantes vasodilatadores y antihipertensivos, lo que podra ser potencialmente til en la prevencin y tratamiento de la hipertensin. ( Vzquez et al., 2013), la capacidad de produccin de frutas est relacionado con el tamao del rbol y su volumen, a mayor nmero de racimos por brote mayor nmero de drupas por racimo. ( Deckers et al., 2008).
En ambientes perturbados acta como una especie pionera para la recuperacin de espacios estriles desprovistos de vegetacin (Fresnedo et al., 2011), en Estados Unidos hay una mayor demanda de madera de cerezo negro de alta calidad y el inters de establecer plantaciones con genotipos mejorados ( Liu & Pijut, 2008), la madera es valorada por finos gabinetes, muebles, carpintera arquitectnica (productos hechos a base de madera), veneer (finas lminas de madera) ( Downey & Iezzoni, 2000).
Los productores de maz de la zona de Patzcuaro en Mxico utilizan el rbol de capul como cortaviento, y como consecuencia de esta accin deliberada las aves prefieren consumir frutos de capul en lugar de granos de maz, por lo tanto la prdida del rendimiento de maz son mnimas ya que el capul acta como distractor para posibles plagas (Fresnedo, 2011b), en Ecuador, cantn Guano se teje alfombras con un tinturado de la lana de forma natural con capul (Prunus serotina) obteniendo de este fruto un tono de caf ms fuerte hasta el amarillo verdoso (Carretero & Campaa, 2016).
Para la cosmovisin andina, esta es una planta sagrada y augurio de la fertilidad de la tierra ya que los yachaks pueden saber la productividad del ao contando el nmero de frutos de un racimo, la tierra ser frtil y no faltar el agua cuando un racimo tenga 7 o ms capules ( Mrquez, 2017).
Se puede comer de forma directa o preparando el popular jucho a base de capules y duraznos enteros para luego agregarle harina de maz (Cevallos, 2017), adems en algunas comunidades indgenas o mestizas utilizan para preparar dulces con panela y coladas, aunque pueden tambin ser cocinados y convertidos en mermelada, jalea o vino, antiguamente se consuma el capul con chochos (Lupinus mutabilis) ( Ministerio de Patrimonio y Cultura, 2016).
Prunus serotina es comn en reas urbanas, parques y jardines, en particular en situaciones de manejo menos intensivo ( Uwe & Julius, 2010), es un rbol frutal que desde hace muchos aos se ha consumido sus frutos, utilizado su madera, sin embargo, ha sido marginado entre los cultivos andinos (Chisaguano, 2012). De ah la necesidad de investigar las condiciones edficas y microbiolgicas del suelo donde se desarrolla la especie, ya que este requiere una mejor comprensin y anlisis para evaluar las condiciones de fertilidad (Barrezueta & Paz, 2017).
Es comn observar especmenes de capul en el patio trasero de casas siendo parte integral de la cultura y tradiciones gastronmicas de la gente local. Estos rboles pueden ser encontrados ya sea uno a la vez o en compaa de otros rboles de la misma especie. El capul, tiene una alta variacin fenotpica en cuanto a su crecimiento, arquitectura, sabor de la fruta, tamao de la fruta, tamao de la semilla, etc. La fruta es cultivada y vendida en los mercados locales de fruta fresca para uso en bebidas tpicas y para el consumo humano directo.
El objetivo de la presente investigacin fue realizar una evaluacin de las condiciones edficas y microbiolgicas de los suelos donde se desarrolla la especie Prunus serotina en las provincias de Cotopaxi Tungurahua y Chimborazo y conocer si existe variacin en los mismos dependiendo del lugar donde se realiz el muestreo, considerar la existencia y el nivel de correlacin que existe entre los componentes y/o parmetros analizados.
Materiales y mtodos
rea de estudio
La especie Prunus serotina presenta una mejor distribucin y presencia en las provincias de Cotopaxi. Tungurahua, Chimborazo, pertenecientes a la zona 3 del Ecuador. Esta zona est integrada por 4 provincias las cuales representan en el 18% del territorio ecuatoriano con un rea de 44.899 km 2, se caracteriza por su ubicacin geogrfica estratgica, ya que constituye una conexin importante entre la Sierra y la Amazona.
La zona 3 est localizada entre los 01940 y 23550 de latitud Sur y 791950 y 753330 de longitud Oeste. El relieve se caracteriza por la presencia de la cordillera de los Andes. El territorio de la zonal 3 representa el 16% de la superficie total de reas protegidas. La unidad de pramos ocupa 4.858 km2 y equivale al 10,82% de la superficie total, siendo esta unidad la segunda con mayor importancia por su superficie, situndose en las partes altas del corredor central ( Secretaria Nacional de Planificacin y Desarrollo, 2015).
Figura 1. Localizacin del rea de estudio en Sudamrica Ecuador provincias en estudio (Cotopaxi, Tungurahua y Chimborazo)
Recoleccin de muestras.
En las tres provincias de estudio: Cotopaxi, Tungurahua y Chimborazo, se tomaron 30 muestras de suelo de 10 rboles de la especie Prunus serotina, las mismas que fueron utilizadas para el anlisis de los parmetros fsico qumico, en la recoleccin de muestras se adapt la metodologa propuesta por Lizcano, Olivera, et al., en el ao 2017 en su libro denominado "Muestreo de Suelos, Tcnicas de Laboratorio e Interpretacin de Anlisis de Suelos" (Lizcano et al., 2017), donde se realiz el respectivo diagnstico o consideraciones previas, mediante georreferenciacin con la utilizacin de un GPS GARMIN 650t y el reconocimiento del territorio donde posteriormente se procedi a realizar la toma de muestras, todo esto con la finalidad de separar (cada 15 Km aproximadamente) los sitios de muestreo, con la finalidad que los resultados sean representativos y que no exista intervencin de elementos que puedan alterar los resultados as como; cercas, bordes, postes, caminos ya que se debe considerar la importancia de la homogeneidad dela muestra que se lleva a analizar.
Se realiz el tipo de muestreo al azar que consiste en tomar sub-muestras en todo el rea delimitada (sombra del rbol) y mezclarlas muy bien para obtener finalmente una muestra compuesta de aproximadamente 1 kg, este procedimiento fue seleccionado por que incrementa la precisin en los resultados, sin demasiados costos; para la toma de muestras el equipo de trabajo perfor y recolect 4 sub-muestras de cada rbol, para posteriormente colocar en un recipiente plstico como un balde; esto con el propsito de desmenuzar los terrones, separar material orgnico, races grandes y piedras para posteriormente mezclar y homogenizar, se tom en consideracin que todas las sub-muestras tengan un volumen parecido para la mezcla.
Las sub-muestras fueron tomadas a una misma profundidad, en casos de frutales o forestales la metodologa propone dos profundidades de muestreo por la profundidad de sus races de 0-20 cm y de 20-40 cm esto dependiendo del tamao de los rboles.
Se consider las respectivas recomendaciones en el manejo del equipo con la finalidad de mantener la asepsia de las herramientas de muestreo (en nuestro caso el barreno, pala de mano y pala cava hoyos), adems que se encuentren libre de xido o cualquier contaminante qumico, por tal motivo se desinfect las herramientas de perforacin del suelo antes y despus de proceder a la siguiente muestra. Cada muestra compuesta se coloc en una tarrina plstica limpia y resistente, con la precaucin de no contaminar ni mezclar muestras de diferentes sitios, a continuacin, se procedi a etiquetar adecuadamente el nmero de muestra mediante la utilizacin de un marcador permanente con el fin de evitar confusiones, adems se coloc las muestras en un sitio fresco (en una hielera) para evitar perdida de humedad y modificaciones de temperatura.
Para las muestras de microbiologa se tom 500 gr de suelo en fundas ziploc y se procedi a guardar en cajas cooler con hielo esto con la finalidad de mantener las muestras frescas y que no exceda los 25 grados centgrados, de esta manera minimizar cambios a fin de mantener la estructura original durante el transporte (Centro Nacional de Sanidad Ambiental del Gobierno de Espaa, 2018), adems se evit la contaminacin de la muestra por factores externos, con la finalidad de reducir cualquier cambio fsico, qumico o biolgico por lo que una vez finalizada la toma, las muestras fueron debidamente selladas para evitar cualquier tipo de alteraciones tales como la desecacin, calor o radiacin solar.
Finalmente se llev las muestras al laboratorio de Ciencias Biolgicas y de suelos de la Facultad de Recursos Naturales para el respectivo anlisis en un lapso no mayor a 24 horas en el caso de anlisis microbiolgico y 72 horas en caso de anlisis de parmetros fsicos y qumicos
Diseo experimental y anlisis estadstico
Con los datos obtenidos en laboratorio se analiz la variabilidad en las propiedades del suelo con un anlisis de varianza (ANOVA) esto nos permiti comparar grupos de las variables cuantitativas, importante para determinar si las medias son diferentes, permitiendo conocer si existe o no grupos que son parte de una poblacin grande o separada con caractersticas diferentes.
Adems con los resultados de los suelos analizados se realiz un anlisis de regresin lineal o ajuste lineal para aproximar la relacin de dependencia entre dos variables, mediante el uso del programa InfoStat, ( InfostatSoftware estadstico, 2018).
Resultados y discusin
Condiciones edficas
La calidad del sustrato conjuntamente con el pH permite la descomposicin de residuos orgnicos y la produccin de biomasa microbiana porque crean una influencia crtica, para ejercer impactos abrumadores en el tamao, la actividad y la estructura comunitaria de los microbios del suelo ( Kuyper, 2005).
El pH de las tres provincias fue moderadamente bsico o ligeramente alcalina, oscilando entre 7,59 y 7,86; los suelos de la regin sierra son ligeramente cidos ya que est relacionada con una menor concentracin de bases (Garca & Vollmann, 2015), adems a medida que aumenta el gradiente altitudinal la acidez es ligeramente mayor (Benavides, 2000), pero la acumulacin de materia orgnica tiende a acidificar el suelo (Raymond & Nyle, 2017), esto sustenta los resultados expuestos en cuanto a acumulacin de materia orgnica baja y un pH ligeramente alcalino. Cabe destacar que si bien el pH tiene un efecto directo sobre la comunidad microbiana por motivo de su restriccin fisiolgica en el crecientito microbiano no todos los grupos responden a los cambios de los controles ambientales (Fernndez et al., 201). Tambin se podra esperar que sean las sales orgnicas provenientes de los residuos vegetales las que aumentan el pH del suelo como resultado de la incorporacin de desechos vegetales en el suelo (Li et al., 2011).
El pH del suelo cumple un factor dominante para la composicin de la comunidad fngica, mientras que la variacin de la composicin de la comunidad bacteriana es una consecuencia del efecto interactivo del pH del suelo y la calidad del sustrato (Zhang et al., 2020), as pues un alto rendimiento de cultivo puede lograrse mediante el uso exclusivo de fertilizantes inorgnicos en suelos alcalinos, pero la productividad cida del suelo debe mantenerse mediante una enmienda orgnica para contrarrestar la acidificacin por fertilizacin inorgnica (Ning et al., 2020).
La materia orgnica es una de las propiedades importantes ya que sirve como fuente de energa para los microorganismos del suelo, adems que acta como amortiguador frente a cambios qumicos y fsicos del mismo (Wolf et al., 2016), su formacin consiste en una mezcla de residuos de plantas y animales en varias etapas de descomposicin, sustancias sintetizadas a travs de reacciones microbianas y qumicas, junto con la biomasa de microorganismos vivos del suelo y otra fauna que realiza los procesos bioqumicos relevantes (Lal, 2007).
En las tres provincias se presentaron niveles bajos de materia orgnica siendo la provincia de Chimborazo la que present el nivel ms bajo con una media de 0,55%, lo cual es caracterstico en suelos con textura rida o semirida, siendo la precipitacin uno de los factores fundamentales que condicionan de manera natural en el porcentaje de MO de estos suelos (Hagin et al., 1983). La presencia de MO en el suelo constituye la funcin de controlar el suministro y reserva de nitrgeno y de nutrientes lo que se relaciona con la fertilidad edfica dentro de los indicadores biolgicos llamada tambin biomasa microbiana (Vallejo, 2013). El cultivo juega un factor en el declive de esta, ya que establece un nuevo equilibrio como respuesta a las operaciones de labranza e incremento de la erosin (Leon & Etchevers, 1999), adems las prcticas ganaderas y agrcolas inapropiadas afectan los suelos ya que muchas tierras no estn en consonancia con su capacidad agroecolgica de produccin (Vivar et al., 2008), por ello, comprender los mecanismos que controlan la formacin y la persistencia de la materia orgnica del suelo es importante para gestionar la salud del mismo y la produccin sostenible de alimentos (Haddix et al., 2020).
Todas las muestras analizadas presentan suelos no salinos, ya que naturalmente los suelos analizados no se encuentran en las costas martimas, existe lluvia o una buena capacidad de riego de agua, los suelos arenosos se ven favorecidos ya que permiten que las sales se lixivien a capas inferiores impidiendo su acumulacin en la zona radicular (Lpez et al., 2003), adems el volumen de riego de agua debe ser suficiente para satisfacer las necesidades de los cultivos sin ocasionar acumulacin de sales (Endo et al., 2000b). Cabe destacar tambin que la conduccin a travs de arena se realiza a travs de canales de agua entre granos de arena ya que estos desempean poca o ninguna parte en el mecanismo de conduccin (Sophocleous et al., 2020),
Los suelos provenientes de cenizas volcnicas contienen minerales y fragmentos de estos con elementos qumicos, varios de los cuales son nutrientes para las plantas (Wolf & Ovalle, 2016). En cuanto a los niveles micronutrientes el N-NH4 presenta niveles bajos en las tres provincias, en suelos ridos es comn la perdida de nitrgeno por la volatilizacin, erosin nitrificacin y desnitrificacin (Peterjohn & Schlesinger, 1991), donde el incremento del pH juega un factor de la volatilizacin del amonio, respaldando los resultados de laboratorio al presentar suelos alcalinos con bajos niveles de N. Cabe mencionar que el N es uno de los elementos importantes en los cultivos pero el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados tambin provoca desnitrificacin (Vivar et al., 2008).
Por el contrario el fosforo fue anormalmente alto en todos los suelos de las tres provincias. Se ha presentado estudios en los cuales se indica que existe la importancia de los andisoles y su capacidad para inmovilizar el fsforo (Apcarian & Irisarri, 2011), por lo que los agricultores aaden grandes cantidades de abono fosfatados para sustituir esta deficiencia (Ulloa & Jorgensen, 2016).
El fsforo es un elemento proveniente de las apatitas de fosfato natural de donde es liberado a travs de procesos de meteorizacin, lixiviacin, erosin y extraccin industrial como fertilizantes (Fernandez, 2017), la mayora del P de los ecosistemas terrestres se encuentra localizado en el suelo en un 15 y 80% (Rincn, & Gutirrez, 2012), esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas, su deficiencia produce plantas enanas, retardo en la maduracin, mala calidad y elevada humedad en el grano (Fernandez, 2017).
En la mayora de los suelos est en un estado que no puede ser asimilable, formando elementos complejos orgnicos o inorgnicos; por lo tanto se convierte en una deficiencia para el reino vegetal, restringiendo de manera importante la produccin (Parra et al., 2004); sin embargo, todos los organismos presentes en el sustrato cumplen funciones para mantener un equilibrio ecolgico en este ecosistema y apoyan en el crecimiento de las plantas mediante diversos mecanismos; entre ellos encontramos la solubilizacin del fosfato en donde el gnero Bacillus se ha destacado como un potencial solubilizador de este elemento (Ramrez et al., 2014).
La concentracin de potasio fue media en Tungurahua y Chimborazo y alta en Cotopaxi. Los suelos derivados de cenizas volcnicas no sufren de deficiencia de K ya que poseen otra composicin mineralgica en fraccin de arcilla (Henao & Hernndez, 2002), adems en suelos con textura arenosa es posible elevar los niveles de K ms rpido que en suelos con alto contenidos de arcilla (Montoya et al., 2007).
Todos los suelos analizados tuvieron una estructura suelta debido a que no existe agregados visibles o no muestran tendencia a agruparse, presentan una textura Franco-arenoso en su gran mayora; ya que son suelos formados por depsitos volcnicos de arena y limo con muy baja concentracin de arcilla (Ziga, 2018). En espacios con pendientes estos suelos pierden fuerza progresivamente, comnmente en muchos aos debido a las variaciones estacionales de la propia naturaleza (Smethurst et al., 2011), cuando el suelo se satura durante un evento de fuertes lluvias las tensiones de agua se reducen o pierden, por la formacin de meniscos en los contactos entre partculas resultando en un colapso de humectacin (Merritt et al., 2016).
Tabla 1. Propiedades edficas de los suelos analizados. Medias con una letra comn (a,b) no son significativamente diferentes (p > 0,05). DMS: diferencia mnima significativa; E.E.: error estndar.
|
Provincia |
pH |
% M.O |
Cond. Elctrica |
N-NH4 (mg/L) |
P (mg/L) |
K (Meq/100g) |
Textura |
Estructura |
|
Cotopaxi |
7,86a |
0,71a |
576,8a |
2,78a |
68,69a |
0,63b |
Franco arenoso - arena franca |
Suelta |
|
Tungurahua |
7,59a |
0,75a |
452,8a |
2,88a |
69,38a |
0,41a |
Franco arenoso (a) |
Suelta |
|
Chimborazo |
7,77a |
0,55a |
441,25a |
2,54a |
73,14a |
0,35a |
Franco arenoso -arena franca |
Suelta |
|
DMS |
0,55 |
0,44 |
336,54 |
1,27 |
5,73 |
0,14 |
||
|
E.E. |
0,16 |
0,13 |
95,98 |
0,36 |
1,64 |
0,04 |
||
|
Valor P |
0,46 |
0,53 |
0,54 |
0,78 |
0,13 |
0,0001 |
0,35 |
>0,9999 |
Condiciones microbiolgicas
Tabla 2. Unidades formadoras de colonias/gramo de suelo de bacterias, hongos y actinomicetos
|
Provincia |
ID |
UFC/g bacterias |
Rango referencia) 1,00E+08 / 1,00E+09 |
UFC/g hongos |
Rango de referencia 1,00E+05/1,00E+06 |
UFC/g actinos |
Rango de referencia 1,00E+06/1,00E+07 |
Nematodos/50g de suelo |
Lmite de tolerancia en frutales hueso |
Gneros predominantes |
|
Cotopaxi |
PserCO1 |
6,39E+04 |
Bajo |
3,00E+02 |
Bajo |
2,00E+02 |
Bajo |
35 |
10 |
Meloidogyne, Tylenchorhynchus |
|
PserCO8 |
4,83E+03 |
Bajo |
5,65E+03 |
Bajo |
6,50E+02 |
Bajo |
30 |
10 |
Paratylenchus, Pratylenchus |
|
|
PserCO9 |
6,90E+32 |
Bajo |
2,57E+04 |
Bajo |
1,00E+02 |
Bajo |
40 |
1 Y 10 |
Ditylenchus, Paratylenchus |
|
|
PserCO13 |
2,75E+0,5 |
Bajo |
1,20E+03 |
Bajo |
8,25E+02 |
Bajo |
10 |
1 Y |
Ditylenchus, Paratylenchus |
|
|
PserCO14 |
6,00E+04 |
Bajo |
2,00E+02 |
Bajo |
2,00E+02 |
Bajo |
50 |
10 |
Paratylenchus, Meloidogyne |
|
|
PserCO16 |
1,00E+02 |
Bajo |
1,50E+02 |
Bajo |
1,00E+02 |
Bajo |
30 |
10 |
Meloidogyne, Paratylenchus |
|
|
PSerCO21 |
5,23E+03 |
Bajo |
2,00E+02 |
Bajo |
1,05E+03 |
Bajo |
35 |
10 |
Pratylenchus, Ditylenchus |
|
|
PserCO22 |
2,60E+04 |
Bajo |
5,00E+02 |
Bajo |
2,00E+04 |
Bajo |
30 |
Sin referencia |
Paratylenchus, Tylenchulus |
|
|
PserCO26 |
3,51E+04 |
Bajo |
2,03E+04 |
Bajo |
2,64E+03 |
Bajo |
40 |
Sin referencia |
Pratylenchus, Heterodera |
|
|
PserCO31 |
3,37E+04 |
Bajo |
1,37E+05 |
Medio |
4,07E+03 |
Bajo |
5 |
10 |
Meloidogyne |
|
|
Tungurahua |
PserTU41 |
1,16E+05 |
Bajo |
1,20E+03 |
Bajo |
8,25E+02 |
Bajo |
60 |
10 |
Meloidogyne, Ditylenchus |
|
PserTU42 |
2,10E+04 |
Bajo |
1,00E+02 |
Bajo |
4,00E+03 |
Bajo |
30 |
Sin referencia |
Tylenchulus, Paratylenchus |
|
|
PserTU43 |
7,50E+04 |
Bajo |
1,50E+05 |
Medio |
5,05E+03 |
Bajo |
0 |
|
||
|
PserTU57 |
1,13E+04 |
Bajo |
0,00E+00 |
Bajo |
3,83E+03 |
Bajo |
2 |
10 |
Meloidogyne |
|
|
PserTU67 |
4,83E+05 |
Bajo |
3,00E+04 |
Bajo |
0,00E+00 |
Bajo |
25 |
10 |
Meloidogyne, Paratylenchus |
|
|
PserTU70 |
1,97E+05 |
Bajo |
8,50E+02 |
Bajo |
3,77E+03 |
Bajo |
3 |
Sin referencia |
Rotylechus |
|
|
PserTU71 |
1,20E+05 |
Bajo |
8,00E+02 |
Bajo |
5,05E+03 |
Bajo |
15 |
10 |
Meloidogyne |
|
|
PserTU75 |
3,00E+02 |
Bajo |
6,50E+02 |
Bajo |
2,50E+02 |
Bajo |
90 |
10 |
Rotylenchus, Meloidogyne |
|
|
PserTU77 |
2,30E+05 |
Bajo |
2,00E+03 |
Bajo |
4,10E+04 |
Bajo |
45 |
Sin referencia |
Rotylenchus, Meloidogyne |
|
|
PserTU81 |
3,54E+04 |
Bajo |
3,00E+02 |
Bajo |
1,17E+03 |
Bajo |
5 |
Sin referencia |
Darylaimus |
|
|
Chimborazo |
PserCH86 |
1,25E+06 |
Bajo |
9,46E+04 |
Bajo |
0,00E+00 |
Bajo |
50 |
Sin referencia |
Heterodera, Ditylenchus |
|
PserCH94 |
1,61E+04 |
Bajo |
3,00E+02 |
Bajo |
7,33E+02 |
Bajo |
25 |
Sin referencia |
Rotylenchus, Ditylenchus |
|
|
PserCH106 |
7,08E+03 |
Bajo |
5,15E+03 |
Bajo |
4,03E+03 |
Bajo |
25 |
Sin referencia |
Paratylenchus |
|
|
PserCH108 |
5,14E+04 |
Bajo |
4,56E+03 |
Bajo |
1,14E+04 |
Bajo |
0 |
|
||
|
PserCH112 |
1,29E+05 |
Bajo |
6,50E+02 |
Bajo |
6,00E+04 |
Bajo |
40 |
Sin referencia |
Tylenchulus, Paratylenchus |
|
|
PserCH113 |
1,67E+04 |
Bajo |
4,00E+02 |
Bajo |
2,58E+04 |
Bajo |
0 |
|
||
|
PserCH119 |
2,02E+04 |
Bajo |
1,00E+02 |
Bajo |
1,04E+04 |
Bajo |
45 |
10 |
Pratylenchus, Meloidogyne |
|
|
PserCH132 |
5,61E+05 |
Bajo |
1,87E+04 |
Bajo |
0.00E+00 |
Bajo |
25 |
10 |
Meloidogyne, Pratylenchus |
|
|
PserCH141 |
1,32E+05 |
Bajo |
1,40E+03 |
Bajo |
1,81E+04 |
Bajo |
20 |
10 |
Meloidogyne, Paratylenchus |
|
|
PserCH142 |
8,76E+04 |
Bajo |
1,00E+02 |
Bajo |
6,03E+03 |
Bajo |
25 |
Sin referencia |
Paratylenchus, Tylenchulus |
El comportamiento general de bacterias y hongos es bajo en las tres provincias en estudio, la fluctuacin de materia orgnica que tambin fue baja en los resultados de los anlisis, est estrechamente ligada a las variaciones de la biomasa y la actividad microbiana, debido a que los organismos crean la accin de descomposicin de la materia orgnica (Gasca et al., 2011).
Solo las muestras PserCO31 y PserTU43 presentan una poblacin funga que corresponde a un nivel medio de los lmites de referencia, mientras que las dems muestras tienen poblaciones de hongos por debajo del lmite referencial. La textura del suelo no forma un factor determinante significativo de estructura comunitaria en las comunidades fngicas a diferencia de la precipitacin anual (Smethurst et al., 2011).
Todas las muestras presentan poblacin baja, en referencia al segundo grupo ms abundante de microbios en un suelo (actinomycetes), que representan entre el 20 y 60 % de la poblacin microbiana total del suelo (Kennedy et al., 2009; Leiva et al., 2006), cumplen un importante rol en la descomposicin de la materia orgnica y el ciclo del carbono mediante la produccin de diversas enzimas hidrolticas y ligninolticas (Usha et al., 2011) Las poblaciones de actinomicetos prefieren suelos con pH ms alcalino (Herve et al., 1994), sin embargo el poco contenido de materia orgnica y abonos modifican la poblacin cuantitativamente (Alvarez & Manuel, 2004).
Las muestras PserTU43, PserCH108 y PserCH113 no mostraron poblacin de nemtodos, pero s de protozoarios y otros anlidos. Los nemtodos con morfologas correspondientes a los gneros Meloidogyne, Pratylenchus, Paratylenchus y Ditylenchus fueron ms abundantes en las muestras de suelo analizadas, esto debido a que se desarrollan de mejor manera en zonas con suelo arenoso sin embargo son muy sensibles a la sequa y la falta de cultivos (Sikora & Silva, 2005).
La poblacin de nemtodos sobrepasa los lmites de tolerancia en todas las muestras particularmente para el gnero Meloidogyne que representa una plaga particular debido al desarrollo de una sofisticada interaccin con las races de la planta hospedera donde inducen la formacin de clulas multinucleadas gigantes y agallas (Taylor & Sasser, 1983; Jones et al., 2001; Snchez, 2007; Rodrguez et al., 2005; Perry et al., 2009). Este gnero se presenta en la mayora de cultivos y por su forma de hospedar en las races son considerados parsitos internos de cientos de especies vegetales, incluyendo muchas plantas de importancia agrcola. Por su presencia en las races las plantas infectadas tienen problemas en la filtracin de agua y nutrientes dando como resultado un retraso en el crecimiento y desarrollo, presentando hojas con marchitez, color amarillento y necrosis por lo que la floracin se puede reducir a consecuentemente el nmero de frutos (Dagatti et al., 2014). La aparicin de estos sntomas es ms rpida en verano que en otras estaciones dado que los requerimientos de nutricin y agua son mayores (Ornat & Sorribas, 2008).
Los nematodos del gnero Pratylenchus, son endoparsitos que penetran al sistema radical y se alimentan de las clulas, las aberturas en las races son fuente de entrada a hongos y bacterias patgenas, lo que agrava en mayor grado al sistema radical de la planta, los Ditylenchus son parsitos, donde las plantas afectadas toman forma irregular, las hojas se acortan, engrosan y retuercen, se decoloran y finalmente se caen al suelo. Las escamas de los bulbos se agrietan longitudinalmente y hay ausencia casi total de races. Si la temporada es seca los bulbos se deshidratan y si es muy hmeda se descomponen, produce lesiones permiten la entrada de otros patgenos del suelo que favorecen la descomposicin (Burba, 2003).
Regresin lineal
Figura 2. Regresin lineal entre % MO y Unidades Formadoras por Colonia de Actonomicetos
En la Figura 2 se aprecia la relacion de dependencia de 0,34 con una regrecion lineal directa donde el %MO determinara la poblacin de las bacterias; en el suelo el porcentaje de MO es baja, esto debido a que presentan una textura rida o semiarida , lo cual se relaciona con la baja o poca precencia de actinomicetos presentes en los stios de estudio, las poblaciones de actinomicetos prefieren suelos con pH ms alcalino (Navarro, 2005), sin embargo el poco contenido de materia orgnica y abonos modifican la poblacin cuantitativamente y el desarrollo del grupo depende tambin de las condiciones locales y del contenido de humedad (Julca et al., 2006). Este grupo de bacterias descomponen una alta diferencia de residuos orgnicos pero, a altos niveles de pH descomponen las sustancias ms complejas como la quitina (presente en el exoesqueleto de los artrpodos) y la celulosa, adems algunos grupos generan antibiticos.
Figura 3. Regresin lineal entre % MO y el Potasio K
La Figura 3 que corresponde a la correlacin que existe entre la materia orgnica y el potasio de los suelos en los que existe la presencia de la especie Prunus serotina, se obtuvo que a mayor cantidad de Potasio (K), disminuye el porcentaje de materia orgnica en los suelos, tal y como lo muestra la lnea de regresin inversa; as tambin lo demuestra el estudio realizado por Conti, en el ao 2004 , en el cual se plantea que la dinmica de las condiciones en el suelo puede provocar que los iones de K que estn mantenidos fuertemente entre las capas de suelo se liberen al separarse las mismas por ensanchamiento y expansin, generando as que el K de la solucin de suelo est inmediatamente disponible y puede ser absorbido por las plantas, disminuyendo as el porctentaje de materia orgnica en el suelo.
Figura 4. Regresin lineal entre N-NH4 y la Conductividad Elctrica
La Figura 3 correspondiente a la correlacin que existe entre la conductividad elctrica y el amonio de los suelos en los que existe la presencia de la especie Prunus serotina, se obtuvo que a mayor cantidad de amonio (N-NH4), aumenta el porcentaje de conductividad elctrica en los suelos, tal y como lo muestra la lnea de regresin, as tambn lo demuestra el estudio realizado por Vsquez; 2014, en el que se indica que cuando existe ms contenido de humedad debe considerarse que son suelos con mayor porosidad o menor densidad aparente por ende van a presentar mayor capacidad de almacenamiento de agua, pudiendo alcanzar valores ms altos de conductividad elctrica; a ms de ello se demuestra que un mayor contenido de sales disueltas (mayor salinidad y capacidad de intercambio catinico), presenta mayor capacidad de intercambio catinico determinando tambien que las arcillas generen mayores valores de conductividad.
Conclusiones
Las condiciones edficas del suelo con la especie Prunus serotina en las tres provincias de la zona central de los andes del Ecuador no presentan variabilidad en 7 parmetros como pH, porcentaje de materia orgnica, conductividad elctrica, nitrgeno, fosforo, textura y estructura; a diferencia del potasio (K) en Cotopaxi que difiere con la provincia de Tungurahua y Chimborazo.
En los anlisis microbiolgicos las unidades formadoras de colonias presentan un nivel bajo de bacterias en todas las muestras al igual que las unidades formadoras de colonias de hongos. La poblacin de nemtodos sobrepasa los lmites de tolerancia en todas las muestras particularmente para el gnero Meloidogyne.
Todas las muestras de suelo presentan poblaciones bajas de microorganismos, un factor determinante en la actividad biolgica, absorcin de nutrientes y dems.
En la prueba estadstica de regresin lineal la mayora de parmetros no presentan correlacin a diferencia del %MO con las unidades formadoras de colonias de actinomicetos y el potasio y el N-NH4 con la conductividad elctrica que presentan valores bajos.
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