1. Educación

EFECTO DEL TIPO DE FERTILIZANTE SOBRE EL ENSAMBLAJE DE LOMBRICES
EN CAFETALES (QUINDÍO Y VALLE DEL CAUCA)
Beatriz Eugenia Pérez
Directora: Amanda Varela, Ph.
Pontificia Universidad Javeriana
Facultad de Ciencias Básicas
Carrera de Biología
Bogota, D.C.
Mayo del 2010
AGRADECIMIENTOS
A mi familia por darme la fuerza para terminar esta etapa de mi vida especialmente a mi mamá
por confiar siempre en mi y no dejarme renunciar. A mi hijo, Suaie por ser mi fuerza y mi sostén,
por su paciencia en cada momento que no pude estar con el por tener que estudiar.
A Arturo por acompañarme y comprender mi lejanía en esta etapa, a Julieta y Nico por sus
consejos y apoyo.
A la profesora Amanda Varela por su paciencia, su tiempo y su apoyo a pesar de los mil
compromisos que tenia, además de la tesis.
A Carlos Fragoso y Esperanza Huerta por inmensa ayuda en la determinación de algunos de los
ejemplares.
A Dios o el Gran espíritu o como lo quieran llamar por darme la fuerza, las personas y las
situaciones que hicieron que logrará terminar esta etapa de mi vida.
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TABLA DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………..………7
2. MARCO TEÓRICO Y REVISIÓN DE LITERATURA …………………………..8
2.1. Cultivo de café ……………………………………….……………….…….8
2.2. Relaciones del suelo y propiedades de los ecosistemas ……………………11
2.3. Importancia de las lombrices en el suelo…………………………………..14
2.4. Efecto de las practicas agrícolas sobre el ensamblaje de lombrices ….......18
3. FORMULACION DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION….…………………...23
3.1 Formulación del problema…………………………………………..……...23
3.2 Justificación ………………………………………………….…….………24
3.3 Preguntas, hipótesis y predicciones…….…………………………………..25
4. OBJETIVOS …………….…………………………………………………...…….27
4.1. Objetivo general……………...………………….…………………..……..27
4.2. Objetivos específicos…………………...…………………………….……28
5. MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………………..28
5.1.
Área de estudio……….……...………………………………….………26
5.2.
Métodos ……………………………………………………….………..29
5.3.
Análisis de información…………………………………………….….32
6. RESULTADOS………………………………………………………..…………...32
6.1 Efecto sobre el ensamblaje de lombrices…………………………….…………32
6.2 Efecto sobre las características fisicoquímicas del suelo………………...……..35
7. DISCUSIÓN………………………………………………………………….…….42
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………………54
9. LITERATURA CITADA………………………………………………….……….55
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ubicación del area de estudio en los municipos del Valle del Cauca y Quindio...........28
Figura 2. Figura 2. Disecciones realizadas en los individuos adultos colectados en los diferentes
tratamientos propuestos................................................................................................................. 29
Figura 3. Porcentaje de las especies Pontoscolex corethrurus y Amynthas Corticis identificadas
en el estudio...................................................................................................................................33
Figura 4 . Densidad promedio ± desviación estadar de lombrices en las fincas con tratamiento de
fertilizacion orgánico, quimico y mixto en Quindio y Valle del Cauca.........................................34
Figura 5. Índice de diversidad para los tipos de fertilización orgánico, químico y mixto en
municipios del Quindío y Valle del Cauca ....................................................................................35
Figura 6. Promedio ± desviación estándar de la materia orgánica entre fincas con diferentes tipos
de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.....................................................36
Figura 7 . Promedio ± desviación estándar del porcentaje de humedad entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca............................................36
Figura 8 Promedio ± desviación estándar de la acidez del suelo entre fincas con diferentes tipos
de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.....................................................37
Figura 9. Promedio ± desviación estándar de la conductividad eléctrica entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca...........................................37
Figura 10. Promedio ± desviación estándar de la materia orgánica entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca............................................38
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Figura 11. Promedio ± desviación estándar de el porcentaje de limo entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca............................................39
Figura 12. Promedio ± desviación estándar del porcentaje de arena entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca. ..........................................39
Figura 13. Promedio ± desviación estándar de la densidad aparente entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca............................................40
Figura 14. Correlación positiva entre la humedad y la materia orgánica.......................................41
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 . Correlaciones significativas entre algunas de las variables del estudio en cafetales del
Quindío y Valle del Cauca.............................................................................................................41
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RESUMEN
El objetivo de este estudio fue determinar el efecto del tipo de fertilización (química, mixta y
orgánica) sobre el ensamblaje de lombrices en algunos cafetales del Quindío y Valle del Cauca.
Para llevar a cabo este objetivo se muestrearon tres fincas por cada tipo de fertilización (orgánico,
químico y mixto) entre los meses de julio a diciembre del 2008. En cada una de las fincas se
delimitaron tres transectos distribuidos al azar en cuyos extremos se realizaron monolitos de 15
cm3, para un total de seis monolitos por finca, de estos monolitos se tomaron los datos de
diversidad y riqueza de lombrices. A lo largo de cada transecto se tomaron 5 submuestras del
suelo para conformar una muestra compuesta de donde se realizaron los análisis fisicoquímicos
de los suelos. No se encontraron diferencias significativas en cuanto a la densidad de lombrices
entre los diferentes tratamientos pero sí se encontró índices de diversidad mayores en las fincas
con tipos de fertilización orgánica comparadas con los otros tipos de tratamientos. En cuanto a las
características fisicoquímicas del suelo se encontraron diferencias significativas para la mayoría
de las variables medidas entre los tratamientos, sin embargo estas no mostraron tener un efecto
sobre la densidad de lombrices, por lo que aunque se evidencia un cambio en el ensamblaje de
estos organismos, en cuanto a las especies presentes, otros factores climáticos, edáficos o de uso
del suelo pueden estar teniendo un mayor impacto sobre dicho ensamblaje. En el futuro se
recomienda realizar estudios de tipo experimental que controlen en mayor medida la variación
ambiental generada por prácticas íntimamente ligadas al tipo de fertilización. Estas incluyen el
arado y el uso previo del suelo, los cuales pueden generar cambios a nivel físico sobre la
estructura o densidad, o a nivel químico, como una homogeneidad en los recursos presentes o una
entrada de materia orgánica no uniforme y dependiente de las especies forestales como es el caso
de los cultivos con tipo de fertilización orgánico.
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1. INTRODUCCIÓN
La fauna edáfica es un componente importante del suelo ya que determina o modifica muchos de
los procesos que se llevan a cabo en este. Dentro de la fauna edáfica la lombriz de tierra es uno de
los principales organismos tanto en densidad como en biomasa y por sus funciones asociadas a su
alimentación y forma de vida ha sido considerada como un ingeniero del ecosistema, ya que
puede modificar sustancialmente su entorno. Las prácticas agrícolas, especialmente las de alto
impacto como el arado y uso de productos químicos pueden afectar los ensamblajes de
organismos presentes en el suelo y a su vez las funciones en que estos organismos están
implicados. Al tratarse de organismos como la lombriz de tierra u otros ingenieros del ecosistema
los efectos de este tipo de prácticas sobre su ensamblaje pueden tener consecuencias negativas y
generar cambios en la diversidad taxonómica o funcional de estos grupos, lo que puede afectar de
igual manera procesos del suelo importantes para su funcionamiento.
La fertilización con productos de síntesis química se considera una práctica de alto impacto,
cobró fuerza a partir de la revolución verde y aún hoy en día son los productos más utilizado en
los cultivos. El mal uso de estos fertilizantes puede causar en el suelo acidez, desbalance
nutricional y una perdida de la materia orgánica propia del mismo, lo cual puede traer
consecuencias negativas a los diferentes organismos del suelo. La fertilización orgánica se ha
propuesto como una alternativa a los fertilizantes inorgánicos, este tipo de fertilización conserva
la estructura del suelo y permite un balance nutricional en el mismo sin embargo su efecto, al
igual que el efecto de los fertilizantes de síntesis química sobre el ensamblaje de lombrices es
poco conocido por lo que se requiere de escenarios que permitan su evaluación. En Colombia uno
de los principales productos agrícolas a nivel nacional es el café, el cual genera un gran
porcentaje del empleo agropecuario del país. El manejo predominante a nivel de fertilizantes en
este cultivo es químico, sin embargo el mercado de productos orgánicos es cada vez más fuerte,
por lo que numerosas hectáreas de café son actualmente usadas para la producción de café
orgánico, libres de insumos de síntesis química, además la federación nacional de cafeteros a
impulsado en los últimos años el uso de la pulpa de café como abono orgánico por lo que también
en muchas fincas del eje cafetero se implementan los dos tipos de fertilización en un mismo
cultivo. Lo anterior convierte a la zona cafetera en un buen escenario para determinar el efecto de
estas tres formas de fertilización de cafetales sobre el ensamblaje de los grupos funcionales y
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taxonómicos de lombrices, objetivo principal de este estudio. Comparando la diversidad,
densidad y riqueza de lombrices en cafetales tratados con los tres tipos de fertilizantes antes
mencionados, se podrá conocer y sugerir un método de fertilización que beneficie no solo la parte
económica sino también la diversidad propia del suelo.
2. MARCO TEÓRICO
2.1 CULTIVO DE CAFÉ
Desde la llegada del café al país, en las primeras décadas del siglo XIX hasta el momento, se han
evidenciado diferentes sistemas de producción; desde aquellos que modifican poco su entorno
hasta los que lo hacen por completo. En este orden está el sistema rustico, el cual consiste en
sembrar el café bajo el dosel de los árboles nativos, en este sistema la utilización de insumos es
muy bajo. En segundo lugar está el policultivo tradicional, en este también siembra el café bajo la
vegetación nativa pero a diferencia del sistema rustico se siembra en combinación con otras
plantas útiles al hombre, se considera que este sistema es el que tiene la mayor complejidad
vegetal y estructural. Un tercer sistema es el policultivo comercial donde los árboles nativos del
bosque o selva son reemplazados con otras especies de sombrío que por lo general también son
útiles para el hombre. Un cuarto sistema de producción es el de sombrío de una sola especie
donde se utilizan especies de leguminosas cómo sombrío. Finalmente está el monocultivo sin
sombra, este sistema es el que requiere los niveles más altos de insumos y no hay vegetación
diferente a las plantas de café (Guhl 2008).
Estos sistemas se pueden dividir en dos grandes grupos; los tradicionales y los intensivos. En los
tradicionales el café se siembra bajo árboles de sombrío, tienen una baja densidad de siembra
(menos de 2500 cafetos por hectárea) y un uso bajo de insumos. Las variedades de café son de
porte alto y el ciclo de vida es de más de diez años. Por el contrario los sistemas intensivos no
utilizan sombrío o es mínimo, las densidades de siembra son altas (hasta 10000 cafetos por
hectárea) y tienen un uso considerable de insumos. Las variedades son de porte bajo y con un
ciclo de vida menor a siete años (Perfecto 1996, Guhl 2008).
8
Ambos grupos tienen ventajas y desventajas; Los sistemas tradicionales por ejemplo permiten
una mejor circulación de los nutrientes del suelo debido a que las raíces de los árboles alcanzan
horizontes más profundos, esta vegetación también permite regular la disponibilidad de agua y
crean hábitats para una variedad de organismos, por lo que se les considera zonas potenciales de
conservación de biodiversidad (Perfecto 1996, Monguel & Toledo 1999) de hecho se ha visto
cómo la diversidad biológica de los sistemas cafeteros está relacionada con la cantidad de
especies de árboles y pastos (Moguel y Toledo 1999). Sin embargo estos sistemas presentan una
productividad menor comparada con sistemas intensivos de siembra de café además pueden
crearse entornos adecuados para ciertas plagas (Perfecto 1996).
Los sistemas de producción de café intensivos requieren un mayor uso de fertilizantes para
mantener altas tasas de producción, sin estos no se producen buenas cosechas (Guhl 2008,
Sadeghian 2008). En estos sistemas se facilita el control de ciertas plagas y enfermedades pero
generan una mayor erosión y mayores tasas de escorrentía en el suelo (Guhl 2008).La conversión
a sistemas de producción intensivos generan cambios profundos en el microclima del suelo;
incrementan la radiación solar con lo que aumenta la temperatura y disminuye la humedad, hay
un impacto directo de la precipitación sobre el suelo lo que genera erosión y perdida de la materia
orgánica. Estos cambios pueden afectar a organismos que no soporten las nuevas condiciones y
favorecer a otros que aprovechan los nichos creados (Perfecto 1996).
El cultivo de café en Colombia a cobrado mucha importancia con los años, actualmente responde
por poco más del 20% del PIB agrícola del país y cerca de dos millones de personas dependen de
forma directa de esta actividad que se desarrolla en gran medida en fincas de pequeña y mediana
extensión (Lozano 2007). Para el 2009 la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia estimo
que existen 527.609 caficultores en el país.
La mayoría de los cafetales corresponden a sistemas de producción intensivos. Esto implica,
entre otras practicas, la utilización de fertilizantes para mantener las altas tasas de producción.
Los fertilizantes más utilizados en estos cultivos son la urea la cual abastece de Nitrógeno a las
plantas, este elemento se considera el más importante en este cultivo, y el fosfato diamónico
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(DAP) el cual abastece de fósforo y además contiene nitrógeno. Otras fuetes son el superfosfato
triple y el fosfato monoamónico (Sadeghian 2008).
La federación nacional de cafeteros es la entidad que se encarga de regular y establecer
recomendaciones para el buen uso de estos productos. En términos generales recomienda la
aplicación de los fertilizantes basados en análisis químicos y físicos del suelo. También toman en
cuenta el estado de desarrollo de la planta y el tipo de sistema de producción, cuando estos
factores no se tienen en cuenta se puede cometer desaciertos que se traducen en consecuencias
ambientales y económicas (Sadeghian 2008).
Aunque con la llegada de la revolución verde el cultivo intensivo de café es el sistema más
utilizado, en los últimos años sistemas tradicionales o no intensivos de producción han cobrado
de nuevo fuerza, esto gracias a que el cultivo orgánico de café es cada vez más importante en
Colombia, este producto empezó a cobrar importancia con el colapso del acuerdo internacional
del café, donde debido a un mercado abierto los precios del grano cayeron hasta llegar a los
niveles más bajos en más de un siglo. Debido a esto algunos agricultores empezaron a certificar
su café, una de estas certificaciones es la producción de café orgánico, el cual puede venderse
hasta por el doble del precio que el café tradicional, gracias a una preferencia del consumidor por
productos ambiental y socialmente responsables (Kilian 2007). La pulpa de café descompuesta
es la fuente más utilizada para fertilizar los cultivos de café orgánico (Sadeghian 2008).
El café orgánico se produce con métodos que promueven y hacen viable un agro-ecosistema
sostenible. Además la agricultura orgánica es un sistema de producción que busca la promoción y
estimulo de la biodiversidad y la protección del suelo, se fundamenta en el uso mínimo de
insumos externos a la finca y la implementación de prácticas que restauren, mantengan y
estimulen la armonía ecológica (Daviron & Ponte 2005).
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2.2. RELACIONES DEL SUELO Y LAS PROPIEDADES DE LOS ECOSISTEMAS
Los agroecosistemas así como los ecosistemas tienen diferentes propiedades que los caracterizan.
A diferencia de los ecosistemas en los agroecosistemas existen tanto componentes ecológicos
como económicos. Se han propuesto cuatro propiedades para estos sistemas, las tres primeras
compartidas con los ecosistemas. En primer lugar la productividad que se define como la
relación entre los insumos utilizados y los productos obtenidos. En los agroecosistemas los tres
insumos básicos son la tierra, el trabajo y el capital. En segundo lugar está la sustentabilidad que
se refiere a la habilidad del agroecosistema para mantener la productividad. Un tercer lugar lo
ocupa la estabilidad que se define como la constancia en la productividad y en último lugar está
la equitabilidad de lo producido la cual es una variable estrictamente social (Conway 1987).
Aunque el suelo sólo se presenta como un insumo más y en un principio se lo consideró
únicamente como el soporte para que las plantas crecieran, en realidad el suelo está muy
relacionado con las tres primeras propiedades mencionadas anteriormente, tanto en ecosistemas
como en sistemas manejados.
La productividad depende en gran medida de procesos claves en el suelo como la dinámica de la
materia orgánica, el flujo de agua en el suelo y la sincronía entre los procesos del suelo y las
demandas nutricionales de la planta (Brown et al.1994). En los ecosistemas el ciclaje de
nutrientes entre la planta y el suelo es el responsable de mantener la producción primaria, pues en
realidad las entradas y salidas de nutrientes en estos sistemas es muy baja, por lo que dependen
del reservorio de nutrientes contenidos en la materia orgánica (Anderson & Spencer 1990, Brown
et al. 1994). Por esta razón la protección de estos nutrientes es un factor clave en estos sistemas:
en primer lugar la capa de hojarasca protege al suelo de la erosión evitando el golpe directo de la
lluvia, por otro lado la materia orgánica tiene un efecto catalizador en el flujo de agua y
nutrientes, y contribuye a la formación de agregados en el suelo mejorando de esta manera las
tasas de infiltración, la penetración de las raíces, la resistencia a la erosión; finalmente
incrementa la capacidad de intercambio en suelos ácidos y reduce la fijación del fósforo y la
toxicidad del aluminio (Brown et al.1994).
11
Comparado con los ecosistemas, en los agroecosistemas cambia la cantidad y calidad de la
matera orgánica que entra al suelo así como su dinámica. También cambian los regímenes de
temperatura, humedad y los procesos biológicos que afectan la descomposición. En estos
sistemas el contenido de materia orgánica puede disminuir entre un 30% a 60% comparado con el
ecosistema (Brown et al.1994).
Como se mencionó anteriormente una segunda propiedad característica de los sistemas es la
sustentabilidad, donde el suelo también cumple funciones importantes. En la agricultura esta
propiedad es un
factor clave ya que garantiza la producción a través del tiempo. En un
ecosistema, el suelo se encarga de proporcionar los nutrientes indispensables para la vida y el
mantenimiento de los procesos en el sistema. La materia orgánica por ejemplo es la fuente de
muchos de estos elementos utilizados por la vegetación y de hecho se considera el elemento clave
para mantener la fertilidad del suelo (Lavelle 1997); la mayoría de los elementos o nutrientes
sustraídos por la vegetación vuelven al suelo después de un tiempo, el cual dependerá del ciclo de
vida de la especie. En los agroecosistemas por el contrario se remueven estos nutrientes en las
cosechas pero no se vuelven a reincorporar al suelo; es por esto que para mantener las tasas de
crecimiento que se esperan de un cultivo productivo se deben utilizar insumos externos que
reemplacen los nutrientes extraídos (Boul 1995). La agricultura intensiva ha mantenido la
sustentabilidad mediante la utilización de fertilizantes químicos que proporcionan a la planta
elementos limitantes en su crecimiento, en la mayoría de los casos nitrógeno, fósforo y potasio
(Conway 1987). Antes de la llegada de la revolución verde, en los años sesenta, la agricultura y la
adición de estos elementos se hacían principalmente por medio de procesos biológicos, como la
fijación biológica del nitrógeno por microorganismos del suelo o plantas. Sin embargo a partir del
desarrollo del proceso Haber-Bosch de donde se obtiene amoníaco de la reacción entre el
nitrógeno y el Hidrogeno gaseoso, este producto ha sido el más utilizado para suplir de Nitrógeno
los cultivos y es uno de los principales insumos de la revolución verde la cual fue por muchos
años y aún hoy, es la esperanza para contrarrestar el hambre mundial ( Cleaver 1972, Tangley
1987).
Aunque en los agroecosistemas la fertilización inorgánica suple algunos elementos
indispensables para el crecimiento de las plantas, no reemplaza todas las funciones que la materia
orgánica desempeña como lo es el servir de reservorio de nutrientes, mantener la estructura del
suelo, retener agua y servir de sustrato para organismos edáficos, entre otras (Matson et al. 1997).
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La agricultura intensiva tiene como una de sus consecuencias principales la pérdida de esta
materia orgánica y sus funciones asociadas; además la comunidad edáfica que se sustenta de ella
también disminuye o cambia alterando procesos en el suelo. El resultado de todos estos cambios
es la inhabilidad de la comunidad microbiana del suelo de retener y mediar la transferencia de
nutrientes, por lo que una buena parte de estos fertilizantes de síntesis química se pierden o se
filtran hacia los cuerpos de agua generando contaminación y eutrofización (Matson et al.1997).
El entender cómo los ecosistemas son alterados por la intensificación de la agricultura y el
desarrollo de nuevas estrategias que tomen ventaja de las interacciones ecológicas sobre los
agroecosistemas es crucial para continuar con altas productividades en el futuro (Matson et al.
1997). Para esto resulta importante comprender cómo los ecosistemas mantienen sus altas
producciones a través de los procesos biológicos, para así establecer sistemas agrícolas
sostenibles tanto económica como ecológicamente (Sánchez 1990).
La estabilidad es la tercera propiedad de los sistemas naturales o manejados y se define como la
constancia en la productividad. El suelo y la fauna edáfica también cumplen una función
importante en este caso, al ser el suelo uno de los de los ecosistemas más diversos del planeta
(Andre et al 1994); esta diversidad se ha considerado importante para la estabilidad del sistema,
entendiendo por estabilidad la resistencia al disturbio, resilencia y constancia. El modelo de
competencia por el recurso predice que un incremento en la diversidad causa que la estabilidad de
la comunidad aumente. Esto ha sido confirmado con experimentos en campo que demuestran
cómo una mayor diversidad en plantas da lugar a una mayor productividad primaria; esto se debe
que una mayor diversidad aumenta las probabilidades de que especies altamente productivas
estén presentes y a que haya una utilización óptima de la heterogeneidad del hábitat. De esta
manera hay una completa utilización de los recursos limitantes y un incremento en la retención
de los mismos, aumentando así la estabilidad del sistema y su productividad (Tilman & Downing
1994, Tilman 1999). Los bajos niveles de nutrientes limitantes disponibles hace que la
susceptibilidad de una invasión disminuya (Tillman 999). Lo contrario se ha observado en el caso
de la deforestación de bosques, donde la disminución de la biomasa de la macrofauna los ha
vuelto más susceptibles a enfermedades y plagas (Szujecky et al. 1977).
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2.3. IMPORTANCIA DE LAS LOMBRICES EN EL SUELO
Como se mencionó anteriormente el suelo es uno de los ecosistemas más diversos. Sin embargo
el conocimiento sobre los organismos edáficos es reducido y aunque todos los organismos
desempeñan un papel específico en este medio, el esfuerzo en la investigación se debe concentrar
en organismos que desempeñan roles claves en el ecosistema (Brussaard 1997, Behan-Pelletier &
Glen Newton 1999). En términos generales los microorganismos y los invertebrados influencian
tres procesos principales en el suelo como son la dinámica de la materia orgánica, la formación y
mantenimiento de la estructura del suelo, el abastecimiento de agua y de nutrientes para las
plantas (Lavelle 1997, Brussard 1997). Sin embargo sólo un reducido grupo de organismos
influencian estos tres procesos al mismo tiempo e incluso regulan las actividades del resto de
organismos en el suelo. Estos organismos son los llamados ingenieros del ecosistema, dentro de
los cuales encontramos a las termitas, hormigas y lombrices.
La fauna edáfica, especialmente los invertebrados se han considerado como uno de los
principales componentes edáficos, determinantes de los procesos en los ecosistemas tropicales.
Dentro de este grupo existen especies claves que pueden cambiar la estructura del suelo e
influenciar la dinámica de nutrientes del mismo (Lavelle et al. 1992). Es el caso de los ingenieros
del ecosistema los cuales según la definición de Jones et al. (1994) son organismos que directa o
indirectamente regulan la disponibilidad de los recursos para otras especies mediante la
transformación de materiales bióticos y abióticos; de esta manera pueden modificar, mantener o
crear nuevos hábitats. Pueden desempeñar estas funciones gracias a que son los organismos
edáficos que presentan las relaciones más estrechas con la microbiota del suelo y a las diferentes
estructuras que construyen (Lavelle 1994).
En América las termitas no son tan comunes, por lo que su importancia sobre la fertilidad no es
determinante. Las lombrices por el contrario están bien representadas y en términos de biomasa
es el mayor componente de macrofauna en el suelo (Lavalle 1994). La lombriz de tierra pertenece
al orden Oligoqueta y es común en todo el mundo; puede comprender entre un 40-90% de la
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macrofauna presente en el suelo (Fragoso et al. 1999). Sus efectos en el medio edáfico pueden ser
directos mediante la respiración y la mineralización o indirectos alterando la estructura del suelo
y la interacción con los microorganismos (Lavelle et al. 1992).
Los efectos directos de las lombrices sobre el suelo están muy relacionados con su manera de
alimentarse, así como de la transformación de los nutrientes que se lleva a cabo dentro de su
organismo. Al alimentarse las lombrices alteran la relación C:N presente en la hojarasca, siendo
más baja esta relación cuando estos organismos están presentes. Esto puede deberse a una
selección por parte de la lombriz de sustratos con relaciones bajas de C:N o a que en la hojarasca
esta relación disminuye al ser depositada en las heces; también puede ser una combinación de
ambas (Bohlen et al. 1997, Savin & Amador 2000).
Aunque la lombriz es capaz de producir algunas enzimas que libera en su intestino, otras como la
celulasa y manasa son liberadas por los microorganismos en su cuerpo, lo que les permite digerir
compuestos complejos (Lavelle 1997). El paso de la materia orgánica por su sistema digestivo da
como resultado la fragmentación de los residuos orgánicos y la liberación de cantidades
importantes de nitrógeno mineral y fósforo (Lavelle 1997, Barois et al. 1999, Savin & Amador
2000, Jiménez et al. 2001, Rangel et al. 2001). El contenido de carbono también es mayor en las
heces de las lombrices (Jegou et al. 1998, Barois et al. 1999, Savin & Amador 2000, Decaëns et
al. 2001, Rangel et al. 2001), mientras que la concentración de aluminio disminuye en
comparación con el suelo circundante (Decaëns et al. 2001). Para el caso del pH se ha encontrado
un valor mayor en la deposición de las lombrices que en el suelo (Jiménez et al. 2001). Estas
transformaciones de los elementos cobran importancia si se considera que en algunos ambientes
las lombrices endógeas pueden digerir diariamente de 5 a 30 veces su peso (Lavelle 1994).Una
buena parte del material ingerido por las lombrices es secretado como mucus intestinal y cutáneo
con relaciones mayores C:N que los del material original; el exceso de N es secretado como
amonio. Otro mecanismo de excreción de nitrógeno es su transformación en la biomasa de las
lombrices (Barois et al.1987).
Aunque en las heces frescas de las lombrices la mineralización de la materia orgánica es mayor
que en la materia orgánica corriente, dicha mineralización disminuye después de unos días y por
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un largo periodo se inhibe, por lo que se considera que estas estructuras tienen un efecto protector
sobre la materia orgánica (Lavelle 1997, 1994). Este cambio en la dinámica de descomposición
puede deberse a que las lombrices al ingerir selectivamente partículas finas del suelo producen
heces que también tengan una granulometría fina y baja porosidad, en comparación con el suelo
adyacente (Lavelle 1971, Blanchart et al.1990 ).
Los efectos indirectos son numerosos y variados. Uno de los efectos más importantes de la
lombriz sobre el suelo es que puede regular su estructura. Esto lo hace mediante la formación de
galerías y poros que le sirven de camino para desplazarse a través de los horizontes o a lo largo
de ellos; mediante este desplazamiento también realiza una transferencia de carbono desde
horizontes superficiales a los más profundos (Jegou et al. 1997). Las lombrices también pueden
regular la estructura del suelo a través de la producción de bioagregados de tamaños variables,
mediante los cuales favorecen la aireación y el adecuado flujo de agua en el suelo (Decaëns,
2002). El tamaño y consistencia de estos agregados dependerá a su vez del tamaño de la lombriz,
ya que la presencia de lombrices grandes crea macroagregados, mientras que aquellas pequeñas
producen agregados medios y destruyen los macroagregados, regulando de esta manera las
proporciones de los diferentes tamaños de agregados generados por las diferentes especies
(Blanchart et al. 1997). La ausencia de uno de estos dos grupos puede modificar la estructura del
suelo. Cuando las lombrices pequeñas faltan predominan los macroagregados, generando en
algunas ocasiones la compactación del suelo, interrumpiendo el flujo del agua y creando
ambientes poco favorables para las lombrices (Blanchart et al. 1996).
Estos espacios creados por la lombrices son también importantes para las comunidades
microbianas ya que los organismos que las conforman no pueden desplazarse en suelos
compactos; en estos lugares se desarrollan cadenas alimenticias entre microdepredadores y la
masa microbiana (Lavelle 1997). Estas cadenas alimenticias tienen un impacto significativo en la
dinámica poblacional de los microorganismos y en la liberación de nutrientes inmovilizados en la
biomasa microbiana. Gracias a estas cadenas se promueven tasas más rápidas de mineralización y
renovación de nutrientes; además se libera nitrógeno mineral que puede ser usado por las plantas
(Lavelle 1997, 1994).
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Las galerías de las lombrices son cilíndricas y sus paredes se recubren de mucus cutáneo cada vez
que la lombriz pasa a través de ellas. Este mucus aumenta en gran medida la actividad microbiana
(Lavelle 1997) y la diversidad de hongos y bacterias, que utilizan este mucus como sustrato
(Tiwari & Mishra 1992, Bohlen et al. 1997). Los hongos y bacterias son a su vez alimento para
protozoos y nematodos (Savin & Amador, 2000). Savin & Amador en el 2000 reportaron una
actividad microbiana cinco veces mayor en las heces de las lombrices que en el suelo
circundante.Aunque se ha visto que estos microhábitats atraen y alimentan a algunas especies,
también repelen a otras, creando de esta manera parches de heterogeneidad en el suelo. La
dinámica estructural y temporal de este microhábitat es en parte responsable de la coexistencia de
un gran número de especies (Hansell 1993, Maraun et al. 1999).
Las funciones que cumplen las diferentes especies de lombrices dependerán de sus distintas
adaptaciones al suelo. Bouché (1977) dividió a estos organismos en tres grupos ecológicos. El
primero de estos grupos está conformado por especies que habitan la superficie del suelo y se
alimentan de la hojarasca la cual fraccionan transformándola en sustratos estables de materia
orgánica. A estas especies se les denomina especies epígeas. En segundo lugar están las especies
anécicas, las cuales se alimentan de la hojarasca, al igual que las epigeas, pero forman galerías en
horizontes más profundos; su función principal es la de transportar la hojarasca a estos
horizontes. Por último están la especies endógeas, que viven en el suelo y forman galerías
permanentes en los horizontes inferiores, aprovechan la materia orgánica de baja calidad gracias
a sus interacciones mutualistas con la microbiota, son geófagas y también pueden alimentarse de
raíces muertas o vivas, producen estiércol y pellets fecales que ayudan a la formación de
macroagregados en el suelo. Mediante sus galerías favorecen la aireación del suelo y el paso del
agua. Dentro del grupo de las especies endógeas se pueden distinguir tres subgrupos según la
calidad del alimento que consuman; las polihúmicas se alimentan de sustratos ricos en nutrientes,
las mesohúmicas de no tan ricos y las oligohúmicas de substratos de baja calidad (Lavelle 1988).
Sobre la vegetación se podría esperar que al generar mayor disponibilidad de nutrientes se
obtuviera un efecto positivo y directo sobre las plantas; sin embargo esto depende del tipo de
cultivo, lombriz y también del tipo de suelo, ya que las diferentes combinaciones de estos
factores producen resultados distintos (Fragoso et al. 1997). En algunos estudios no se han
17
encontrado efectos aparentes de la acción de las lombrices sobre la productividad vegetal, por lo
que se puede suponer efectos a largo plazo, difíciles de observar en pruebas de laboratorio (James
& Seastedt 1986, Zaller & Arnone 1998). Sin embargo se ha evidenciado que contribuyen con la
formación y conservación del banco de semillas (Andrews 1907, Barois et al. 1999).
2.4.
EFECTO DE LAS PRÁCTICAS AGRÍCOLAS SOBRE EL ENSAMBLAJE DE
LOMBRICES
El impacto de las prácticas agrícolas sobre el ensamblaje de lombrices, así como sobre otros
organismos edáficos dependerá en gran medida del ecosistema de origen y la organización
natural de dichos ensamblajes. Diferentes estudios han mostrado que el impacto es distinto
cuando el ecosistema de origen es una sabana, que cuando se trata de un bosque. En el caso de las
sabanas que son convertidas a pastizales las comunidades de lombrices se pueden mantener y
desarrollar favorablemente gracias a la similitud funcional de estos dos ecosistemas (Fragoso et
al. 1999, Lavelle 1994, Decaëns & Jiménez 2002, Decaëns et al. 2001). Por el contrario al
convertir bosques a sabanas o pastizales se crean condiciones microclimáticas distintas; la
energía y el status de los nutrientes también cambian, por lo que en muchos casos desaparecen las
especies nativas y pueden aparecer especies exóticas que aprovechan los nichos recién
establecidos (Fragoso & Rojas 1994). En términos muy generales cuando las sabanas naturales y
los bosques son convertidos a agroecosistemas las comunidades de lombrices cambian con
diferentes grados de intensidad, en densidad, biomasa, riqueza, categorías ecológicas y
composición Fragoso et al. 1999).
Además del tipo de ecosistema de origen, el impacto del uso del suelo sobre el ensamblaje de
lombrices dependerá también del tipo de práctica que se realice, por lo que no será lo mismo
hablar de los efectos de un monocultivo, un policultivo o de un suelo usado para pastoreo, entre
otros. Aunque la información es reducida para muchas de las prácticas agrícolas, los estudios al
respecto han mostrado cómo entre las prácticas que más reducen la diversidad de macrofauna se
encuentra la implementación de los cultivos anuales; bajo este sistema los ensamblajes de
lombrices y de los invertebrados en general desaparecen tempranamente (Fragoso et al. 1999).
Por el contrario los cultivos perennes especialmente aquellos multiestrato pueden conservar
18
especies del ecosistema original aunque también proveen nichos para colonizadores exóticos
(Fragoso et al. 1999, Fragoso et al. 1997, Lavelle 1994, Decaëns & Jiménez 2002).
El manejo que se le dé al cultivo también es un factor importante a la hora de evaluar el
ensamblaje de lombrices, pero debido a la gran variedad de prácticas agrícolas asociadas al
manejo de los cultivos la información al respecto también es muy reducida. Se sabe que entre las
prácticas agrícolas que producen un menor daño al ensamblaje de lombrices está la del no arado,
la cual se encuentra positivamente relacionada con la densidad de lombrices en diferentes fincas
de Brasil. Esto se debe a que se producen condiciones favorables en el suelo, como una mayor
retención de humedad, protección del suelo por la hojarasca, mayores recursos alimenticios y
ausencia de disturbio (Brown, 2003). El arado intensivo por el contrario es una de las prácticas
que tiene un mayor impacto negativo sobre las comunidades de lombrices, ya que puede
modificar drásticamente la humedad, la temperatura del suelo y el contenido de materia orgánica,
factores importantes en el ensamblaje de estos oligoquetos (Edwards 1998, Clapperton 1999).
El carbono orgánico es uno de los principales determinantes del ensamblaje de lombrices de
tierra. De hecho en bosques tropicales el estatus nutricional del suelo es la variable que determina
directamente dicho ensamblaje (Fragoso & Lavelle 1992). La importancia de este recurso ha
hecho que se preste atención a su relación con estos oligoquetos y la mayoría de los estudios se
han concentrado en comparar agroecosistemas manejados orgánicamente con ecosistemas como
bosques o sabanas o con otros agroecosistemas donde no hay adición de materia orgánica como
fertilizante, sino la aplicación de fertilizantes de síntesis química.
Fragoso et al. (1993) encontró una relación significativa entre el contenido de materia orgánica y
la cantidad de especies nativas en ecosistemas de los trópicos mexicanos. Las especies nativas
fueron dominantes en aquellos ecosistemas donde había altos niveles de materia orgánica
mientras que en aquellos donde la materia orgánica era reducida se encontró una dominancia de
especies exóticas. Este mismo resultado lo obtuvieron Huerta et al. (2006), después de analizar
ecosistemas y agroecosistemas en Tabasco (México), pero adicionalmente encontraron que las
especies nativas son dependientes de la vegetación original así como del contenido de materia
19
orgánica, mientras que especies exóticas como P. corethrurus y P. elongata se encontraron tanto
en ecosistemas como en agroecosistemas sin importar el contenido de materia orgánica del suelo.
La materia orgánica también puede determinar la densidad de lombrices en un suelo, como lo
muestra un estudio llevado a cabo por Araujo y López en 1998 y otro en este mismo año
realizado por Whalen et al (1998). En el primero de estos estudios se encontró un mayor
contenido de materia orgánica en un agroecosistema fertilizado con estiércol que en un
ecosistema sin aporte de fertilizantes; estas condiciones aumentaron la densidad de lombrices en
el agroecosistema. En el segundo se comparó la dinámica de una población de lombrices en
cultivos de maíz fertilizados orgánica e inorgánicamente, encontrando que la adición de materia
orgánica en los cultivos favorece la densidad de lombrices; sin embargo no se encontró una
relación significativa entre el tipo de fertilizante y la diversidad de lombrices. La biomasa
también puede aumentar con el aporte de carbono orgánico, lo cual parece crucial en el
establecimiento de poblaciones de lombrices endógeas en suelos arables, ya que al parecer estas
poblaciones son selectivas al explotar los recursos fácilmente disponibles como la materia
orgánica derivada de fertilizantes orgánicos y residuos de plantas (Marhan & Scheu 2005).
Resultados similares obtuvo Tiwari (1993) en la India donde la aplicación de fertilizantes
(orgánico y químico) causó un incremento en la biomasa, número y producción de estiércol en el
ensamblaje de las lombrices; sin embargo fue la combinación de fertilizantes orgánicos y
químicos la que produjo mejores resultados. Por su lado Bettiol et al en el 2002 encontraron
valores de densidad diez veces por encima en cultivos orgánicos de tomate que en los cultivos
fertilizados químicamente. En India otro estudio similar se llevó a cabo sobre cultivos de té e
igualmente se encontró que con la adición de materia orgánica hubo un incremento en la biomasa
de la fauna edáfica, excepto en las termitas y especialmente sobre las lombrices. En este estudio
se destacó la importancia de la relación termitas:lombrices como un indicador potencial de la
degradación del suelo (Senapati et al.2002).
Todos estos estudios dejan ver la importancia de la materia orgánica sobre el ensamblaje de las
lombrices, y lo corroboran otros estudios como el realizado en la Amazonía venezolana donde se
empezó a aplicar hace 25 años fertilización orgánica en los suelos pobres de una sabana. Este
manejo hizo que la densidad de lombrices fuera entre 1,6 y 4,8 veces mayor (Araujo 1998). Esta
20
relación directa entre la materia orgánica y la densidad de lombrices es de hecho un indicador
para la caracterización de la fertilidad del suelo en condiciones tropicales (Geissen & Guzman,
2006).
Las consecuencias de estos cambios sobre el ensamblaje de lombrices se puede analizar de una
manera resumida al mirar los grupos ecológicos, los cuales se verán afectados tanto en su
diversidad como en la riqueza, aunque dependerá del ensamblaje original. La reducción en la
densidad de las lombrices endógeas puede tener consecuencias negativas, ya que estas regulan
muchos procesos químicos y físicos del suelo (Lavelle 1997). El ecosistema seguirá funcionando
pero de una manera precaria, con una menor mineralización de nutrientes y agregación del suelo.
En el caso de las lombrices anécicas, su desaparición cobra importancia si la capa de la hojarasca
es abundante, pero en los agroecosistemas esta capa es reducida, por lo que el impacto debido a la
ausencia de estas lombrices también lo es (Fragoso et al. 1997).
En casos donde hay ausencia de lombrices en el suelo la colonización de estas puede cambiar o
alterar el ciclaje de nutrientes, disminuyendo el contenido de materia orgánica en el horizonte O,
aumentando el carbono mineralizable y la biomasa de microorganismos; también pueden
aumentar el potencial de nitrificación, lo cual podría ocasionar pérdidas de nitrógeno, entre otros.
Todo esto podría tener importantes consecuencias a largo plazo (Burtelow et al. 1998).
El efecto sobre las lombrices dependerá de la especie afectada, ya que muchas de las lombrices
nativas son dependientes de las condiciones particulares de su ecosistema de origen y tienen
rangos estrechos de adaptación, lo cual las hacen muy sensibles a los cambios en los ecosistemas.
Por el contrario algunas lombrices exóticas como Pontoscolex corethrurus tienen un amplio
rango de tolerancia a condiciones edáficas y ambientales; además, las lombrices exóticas tienen
una mayor fecundidad y tiempos de generación más cortos y es probable que tengan relaciones
mutualistas más importantes con la microbiota, lo que les permite digerir una mayor cantidad de
materia orgánica (Barois et al. 1999, Liu & Zou 2002, Fragoso et al. 1993, Lavelle et al. 1987).
Sin embargo su presencia en el suelo no contrarresta las funciones de las lombrices nativas ya
que se ha demostrado como estas últimas contribuyen en mayor proporción a todos los procesos
del suelo, pues tienen una mayor tolerancia a factores ambientales propios de la región y, generan
una mayor cantidad de nutrientes disponibles así como de deyecciones; la invasión de lombrices
21
exóticas y el desplazamiento de las especies de lombrices nativas pueden tener efectos negativos
sobre algunos procesos en el suelo (James 1991, Barois et al. 1999).
En Colombia el estudio sobre oligoquetos empezó en 1872 a partir de ese momento y hasta la
actualidad se han registrado para Colombia 135 especies situadas en 9 familias y 34 géneros. El
93% de estos registros fueron realizados en la región Andina, 4% en la Orinoquía y 2% para la
zona Pacífica (Feijoo et al. 2004). La gran mayoría de los estudios realizados en lombrices se
concentran en aspectos taxonómicos, sistemáticos o morfológicos de diferentes especies, muy
pocos de estos estudios están enfocados a nivel ecológico y aun menos son aquellos los que
evidencian el impacto de las prácticas agrícolas sobre el ensamblaje de las lombrices de tierra en
Colombia.
De los pocos estudios, Feijoo y colaboradores en 1999 midieron la densidad, biomasa y
diversidad de la macrofauna en la cuenca del río Cabuyal con diferentes usos del suelo,
encontraron que la riqueza de especies disminuía acorde con la degradación del suelo e
identificaron algunas lombrices indicadoras de ambientes disturbados. En el 2002 Decaëns y
colaboradores describieron el impacto de la conversión de una sabana nativa en cultivos y pastos
a través del estudio de las bioestructuras propias de lombrices y termitas. Encontraron que en
aquellos ambientes donde se utilizan pesticidas, hay bajos aportes de materia orgánica y arado
intensivo (como los cultivos) la cantidad de estas estructuras es baja y por lo tanto sus efectos
sobre el suelo. Por el contrario los pastos brindaron condiciones favorables para la macrofauna.
En este mismo año Decaëns y Jiménez analizaron en las sabanas de Carimagua el impacto de
practicas agrícolas intensivas sobre la comunidad de lombrices. Una vez más los pastos fueron el
uso del suelo que menos modificó el ensamblaje de lombrices, mientras que los cultivos anuales
tuvieron los efectos negativos más marcados comparados con otros usos del suelo sobre la
riqueza y biomas de las lombrices. En el 2007 Marin y Feijoo, evaluaron el efecto de diferentes
tipos de labranza sobre la estructura de la comunidad de macroinvertebrados encontraron que la
labranza disminuyó la densidad y diversidad principalmente de las especies de lombrices nativas.
En el 2007 Feijoo y colaboradores relacionaron diferentes tipos de uso de tierra con la densidad y
numero de especies de lombrices; aunque concluyeron que no se puede construir un sólo
indicador coherente debido a las diversas situaciones del paisaje que explique las fluctuaciones en
la diversidad, proponen que las lombrices son indicadores estables e identificaron a especies
22
claves como P. corethrurus, O. elegans, Glossodrilus saija y M. murindo como indicadoras de
suelos muy perturbados.
3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN
3.1. PROBLEMA
Los fertilizantes de síntesis química son insumos fundamentales para la agricultura actual, su uso
se incremento a partir de la revolución verde y son considerados la respuesta para el hambre
mundial y el medio para mantener una población creciente; estos fertilizantes brindan al suelo
algunos de los nutrientes principales para el crecimiento de las plantas. En los ecosistemas la
materia orgánica cumple esta función pero también proporciona alimento a muchos organismos
edáficos, conserva la estructura del suelo y sirve de reserva de nutrientes. Estas funciones se
pierden en alguna medida en los agroecosistemas actuales que reemplazan la materia orgánica
por el uso de fertilizantes de síntesis química. La perdida de materia orgánica significa también la
perdida del recurso para muchas especies por lo que la diversidad puede disminuir y con ella
importantes propiedades del ecosistema cómo la estabilidad que se define cómo la constancia en
la productividad, propiedad fundamental en los agroecosistemas. La pérdida de algunas especies
puede significar cambios importantes en las funciones del suelo, es el caso de la lombriz de tierra,
la cual hace parte de los denominados ingenieros del ecosistema, debido al impacto que tiene su
actividad en el suelo.
A pesar de su importancia son muy pocos los estudios que permiten evidenciar el efecto del uso
de fertilizantes sobre estos organismos. A nivel mundial los estudios realizados muestran efectos
positivos del uso de fertilizantes orgánicos sobre la densidad y biomasa de lombrices sin embargo
no se han encontrado relaciones significativas entre el uso de estos fertilizantes y la diversidad de
oligoquetos. Actualmente no hay estudios en Colombia al respecto a pesar de que ofrece
escenarios apropiados, el cultivo de café es uno de ellos, aunque desde 1970 su manejo en cuanto
a fertilizantes ha sido principalmente con productos de síntesis química, el alto costo de estos
productos sumado a las ventajas de la aplicación de la materia orgánica ha hecho que muchos
caficultores complementen la fertilización de sus cafetales con la pulpa de café descompuesta.
23
Además las mismas razones han hecho que muchos cafetales sean actualmente fertilizados
orgánicamente debido a que estos productos ofrecen mejores precios en el mercado y a que hay
cada vez más preferencia por parte de los consumidores por productos social y ambientalmente
amigables. Estas condiciones permiten conocer el efecto de diferentes tipos de fertilización sobre
organismos importantes para los ecosistemas edáficos cómo la lombriz de tierra para así
determinar un manejo que mantenga la diversidad edáfica y sus funciones asociadas.
3.2. JUSTIFICACIÓN
Son aproximadamente 878.000 hectáreas de café en la región conocida como el eje cafetero en
Colombia, de la cual hacen parte 20 departamentos. Para el año 2008, la siembra de café generó
761.840 empleos directos, casi la mitad del empleo agrícola que genera el país (FEDECAFE
2008). Dada su importancia tanto a nivel económico como social es importante conocer el efecto
que tiene su cultivo y manejo sobre el medio edáfico, ya que un suelo bien utilizado puede
mantener la fertilidad y la producción para garantizar una buena calidad de vida a los
productores.
Actualmente la utilización de fertilizantes de síntesis química está muy difundida entre los
caficultores; sin embargo el alza en el precio de estos productos sumado a los bajos precios del
café en el mercado hace que para pequeños agricultores la siembra de café sea poco rentable. Es
por esta razón que la agricultura orgánica surge como una alternativa para pequeños caficultores.
Aunque en Colombia la siembra del café orgánico se dio antes de la llegada de la revolución
verde y los fertilizantes de síntesis química, estos últimos remplazaron rápidamente y en gran
medida a la fertilización orgánica. Actualmente en Colombia el mercado orgánico se fortalece
cada vez más debido a que son productos social y ambientalmente responsables, características
preferidas por países desarrollados. Esta situación convierte al café en un buen modelo para
evidenciar el efecto de la fertilización orgánica, química y la combinación de ambas sobre las
diferentes características del suelo, entre ellas, el componente biótico que pocas veces es tenido
en cuenta, por no relacionarlo de una manera directa con la producción del cultivo. Sin embargo
cambios en el ensamblaje de organismos propios del suelo pueden significar modificaciones
importantes en este medio y posteriormente en la productividad y en la economía del caficultor.
Dentro de este componente biótico, existen especies muy importantes debido a las múltiples
24
funciones que realizan en el suelo, es el caso de la lombriz de tierra que juega un importante
papel en procesos del suelo como flujo de agua y gases, ciclaje de nutrientes, composición
orgánica y mineral de los suelos, entre otros. Por esto es importante conocer el efecto de los
fertilizantes sobre el ensamblaje de la lombriz en el suelo y un primer paso es establecer el
comportamiento de los valores de diversidad y densidad de lombrices en cafetales tratados con
los tres tipos de fertilización utilizados en la zona cafetera de Colombia.
3.3. Preguntas, hipótesis y predicciones
1. ¿Existe diferencia para la densidad, riqueza y diversidad de lombrices a nivel taxonómico y
funcional entre cafetales tratados con fertilización orgánica, química o una mezcla de estas dos?
Hipótesis 1. A nivel taxonómico, una mayor cantidad de fertilizantes químicos dará como
resultado una menor diversidad y riqueza en el ensamblaje de lombrices que en el de suelos de
cafetales abonados orgánicamente o con una combinación orgánica y química. Esto se debe a que
el uso de estos fertilizantes cambia las condiciones químicas en el suelo a las cuales algunas de
las lombrices nativas están adaptadas, las cuales en muchos casos tienen rangos de adaptabilidad
reducidos y pueden verse diezmadas o hasta desaparecer. Además el uso de estos productos está
asociado a monocultivos, por lo que el ambiente edáfico se homogeniza y asimismo el
ensamblaje de las lombrices que habitan en el suelo. La densidad por el contrario será mayor en
los cafetales tratados químicamente, ya que se espera la dominancia de la especie exótica P.
corethrurus la cual tiene amplios rangos de adaptabilidad a diferentes condiciones físicas y
químicas del suelo, lo que se refleja en poblaciones abundantes especialmente de individuos
jóvenes. A nivel funcional cuanto mayor sea el uso de productos químicos en los cultivos de café
mayores los cambios a este nivel, ya que este tipo de práctica está asociado con la eliminación de
la hojarasca y profundos cambios en el horizonte superficial del suelo, por lo que las lombrices
epígeas pueden verse eliminadas en estos suelos o por lo menos diezmadas. De igual forma,
pueden verse afectadas las lombrices anécicas las cuales también se alimentan de hojarasca y
comparten parte de este horizonte con las lombrices epígeas. Las lombrices endógeas pueden
25
verse menos afectadas gracias a que ocupan horizontes más profundos y no dependen de manera
tan marcada de la hojarasca del suelo.
Predicción 1. Tanto el número total de especies como la relación entre el número de especies y el
número total de individuos observados será mayor para los cafetales tratados con productos
orgánicos o mixtos que para los cafetales abonados químicamente; por el
contrario el número de individuos totales será mayor en estos últimos. Adicionalmente el número
de grupos funcionales y el número de lombrices en cada grupo será menor en los cultivos de café
tratados con productos químicos que en aquellos cultivos tratados con fertilizantes orgánicos o
mixtos.
2. ¿Existen diferencias para la distribución de agregados, pH, temperatura del suelo,
conductividad eléctrica, humedad, textura y contenido de materia orgánica entre cafetales
tratados con fertilización orgánica, química o mixta?
Hipótesis 2. En los suelos de cafetales tratados químicamente se encontrará un pH más ácido,
una temperatura del suelo y una conductividad eléctrica más elevadas, una disminución en la
humedad y un contenido de materia orgánica más bajo que en los suelos de cafetales tratados con
fertilizantes orgánicos o mixtos, los cuales serán mas similares entre si. Esto se debe a que la
mayoría de los productos químicos utilizados son fertilizantes nitrogenados, los cuales en el
proceso de nitrificación en el suelo liberan iones H+ haciendo más ácido el medio; esta liberación
de iones también hará que la conductividad eléctrica aumente. La temperatura del suelo
aumentará debido a la libre exposición de los monocultivos de café tratados químicamente; esto
mismo hará que la humedad del medio disminuya. La cantidad de materia orgánica podría ser
mayor en el tratamiento químico debido a una estimulación por parte de estos productos en la
hojarasca producida; sin embargo por acumulación también se podrían encontrar valores mayores
en los tratamientos orgánico y mixto.
Predicción 2. La cantidad de iones H+, el contenido de materia orgánica y el porcentaje de
humedad por volumen, presentarán valores más bajos en los cafetales tratados químicamente en
comparación con aquellos tratados con productos orgánicos o con una mezcla de ambos. Por el
contrario la cantidad de grados Celsius y la conductividad eléctrica tendrán valores más altos en
los cafetales fertilizados químicamente.
26
3. ¿Existe algún efecto de las características fisicoquímicas del suelo sobre la densidad, riqueza y
diversidad de lombrices a nivel taxonómico y funcional?
Hipótesis 3. Las condiciones químicas y físicas del suelo creadas por algunos de los fertilizantes
químicos empleados determinan la dominancia o ausencia de ciertos grupos de lombrices en los
cafetales, debido a que crean ambientes muy diferentes a los que algunas de las especies nativas
no están adaptadas y por el contrario favorecen la densidad de otros grupos, por lo general de
especies exóticas. Por lo tanto la densidad se verá influenciada directa y positivamente con la
cantidad de producto químico utilizado, mientras que la riqueza y diversidad responderán
negativamente.
Predicción 3. Los coeficientes de regresión serán positivos y altos entre la humedad, contenido
de materia orgánica y la densidad de lombrices, a su vez el coeficiente de regresión será negativo
entre la densidad de lombrices y el pH y la densidad del suelo. La conductividad dependerá de las
características propias del lugar por lo que su relación con la densidad o la riqueza de lombrices
no será directa. Para la riqueza se espera un comportamiento similar al de la densidad ya que la
materia orgánica y la humedad son características que determinan la presencia o ausencia de
muchas especies nativas que no soportan amplios rangos en cuanto a estas características del
suelo.
4 OBJETIVOS
4.1. Objetivo general
Determinar el efecto del uso de diferentes tipos de fertilizantes y de algunas características
fisicoquímicas del suelo, sobre el ensamblaje de grupos funcionales y taxonómicos de lombrices
presentes en algunos cafetales de la zona cafetera.
27
4.2. Objetivos específicos
•
Comparar la densidad, riqueza y diversidad a nivel taxonómico y funcional de lombrices
en cafetales tratados con diferentes tipos de fertilizantes
•
Establecer las diferencias existentes en algunas características químicas y físicas del suelo
entre cafetales tratados con diferentes tipos de fertilizantes.
•
Identificar si existe alguna relación entre las características fisicoquímicas evaluadas y la
densidad, riqueza y diversidad de lombrices a nivel taxonómico y funcional.
5. MATERIALES Y MÉTODOS
5.1. Área de estudio
El estudio se llevó a cabo en la zona cafetera de Colombia en el municipio de Alcalá
(Departamento del Valle de Cauca) y en los municipios de Finlandia y Córdoba (Departamento
del Quindío). Esta región presenta un clima bimodal con dos temporadas secas, la primera de
diciembre hasta febrero y la segunda comienza en junio y se prolonga hasta agosto. Presenta una
precipitación promedio de 1. 300 mm anuales, y temperaturas que van de los 18 hasta los 22 ° C.
Figura 1. Ubicación del área de estudio en los municipios del Valle del Cauca y Quindío.
28
5.2 Metodología
Este estudio presentó tres factores de diseño que corresponden a tres tipos de fertilizantes
utilizados: fertilización orgánica, fertilización química y fertilización mixta la cual es una
combinación de las dos primeras. Se escogieron tres fincas por cada nivel del factor de diseño,
para un total de nueve fincas analizadas; dentro de las fincas se trazaron tres transectos de 10 m y
en cada extremo se realizó la toma de muestras para las lombrices en un monolito de 25 cm3,
para un total de seis monolitos por finca y 18 por nivel de factor de diseño. La metodología de
muestreo para las lombrices estuvo basada según el Programa Fertilidad Biológica de Suelos
Tropicales (TSBF 1993). La recolecta de las lombrices se realizó de manera manual y se
conservaron en
formol al 10%. Una vez en el laboratorio se procedió a su identificación
taxonómica por medio de claves e identificación funcional según la clasificación de Bouché
(1971).
Debido a la ausencia de claves para las familias de lombrices de Colombia, el primer paso para la
identificación de los ejemplares fue separarlas por morfotipos que tomaron en cuenta las
características externas más importantes como los prostomios y la disposición de las quetas en la
parte anterior del cuerpo, la posición del clitelo y su forma, la disposición y forma de las quetas
en la parte posterior entre otras. Después de haberlos descrito externamente se continuó con la
disección de cada ejemplar, identificando las estructuras más importantes como la molleja y las
glándulas calcíferas (Figura 2).
Figura 2. Disecciones realizadas en los individuos adultos colectados en los diferentes
tratamientos propuestos.
29
Para las características fisicoquímicas del suelo en cada uno de los tres transectos trazados en
cada finca se tomó una muestra compuesta por cinco submuestras recogidas a lo largo del
transecto, este proceso se realizó mediante un barreno rotatorio. En campo se midió la
temperatura ambiental mediante un termómetro de máximas y mínimas el cual se colocó en una
altura de 1,5 m y después de 15 minutos se realizó la lectura de la temperatura. Para la
temperatura del suelo se utilizó un termómetro de suelos, el cual fue enterrado a una profundidad
de unos 20 cm. y después de 15 min se realizó la lectura en grados Celsius.
En el laboratorio se cuantificó la distribución de agregados mediante la separación de los mismos
por diámetro. Se colocaron 100 g de suelo en la parte superior de la torre de tamices y agitó en el
tamizador por 5 min a 800 r.p.m. Las porciones de suelo en cada uno de los tamices fueron
pesadas en una balanza analítica. Para encontrar la distribución de los agregados se utilizó la
siguiente ecuación:
n
PDM = ∑ xi wi
I =1
donde
PDM = Peso de diámetros medios, Xi = Diámetro medio de cualquier rango particular de tamaño
de agregados (mm), Wi = Peso de los agregados como fracción del total del peso seco (g).
El pH se midió mediante una muestra de suelo en agua. Para esto se pesaron 10 g de suelo en un
vaso de 50 ml y se mezclaron con 10 ml de agua desmineralizada. Se agitó durante 5 min en un
shaker y después de 30 minutos se volvió a agitar y se tomaron los datos mediante los electrodos
del potenciómetro (Black 1973).
La materia orgánica se midió por medio del método de perdidas por ignición ya que esta se
volatiliza cuando llega a temperaturas mayores de 350° C. Para su análisis se tomaron 10 g de
suelo fresco y se empacaron en bolsas de papel, las cuales fueron llevadas al horno a 80 °C
durante 48 horas. Pasado este tiempo se depositó el suelo en los crisoles y se registró su peso en
la balanza (Ps1). De nuevo se llevó el suelo en los crisoles al horno, esta vez por dos horas a 550
30
°C, al enfriarse se tomaron de nuevo el peso del suelo (Ps2) y se calculó mediante la siguiente
ecuación (Storer 1984):
PPI =
Ps1 − Ps2
× 100
Ps1
donde
PPI= porcentaje de pérdida de peso por ignición, Ps1=peso seco 1(g), Ps2 =peso seco 2(g)
La textura fue evaluada por el método de Bouyoucos el cual determina la textura del suelo por la
velocidad de sedimentación de las partículas en suspensión. Para esto se preparó una solución
dispersante que contuvo 500 ml de agua, 18,75 g. de tripolifosfato de sodio y 3,75 g. de
carbonato de sodio. Se pesaron 25 g de suelo fresco y se dejaron secar a temperatura ambiente
dentro de una bolsa de papel por 24 h. Se depositó el suelo en frascos y se le agregó 5 ml del
dispersante y 60 ml de agua destilada. Se agitó y dejó reposar por 24 h. Pasado este tiempo se
aforó con agua destilada hasta 250 ml, se agitó fuertemente y se pasó la suspensión a una probeta.
Se realizó la primera lectura de densidad introduciendo el hidrómetro en la probeta y dejando que
flote; la primera lectura es la densidad de la suspensión arcilla+limo (C1). Se dejó sedimentar por
una hora y se realizó la segunda lectura que es la suspensión de arcilla (C2) (Saenz 1999) Una
vez se realizaron las lecturas los porcentajes de arcilla, limo y arena se obtuvieron a partir de las
formulas.
Ar + L = C1 × 2
Ar = C 2 × 2
L = Ar + L − Ar
A = 100 − ( Ar + L )
donde
A=porcentaje de arena, Ar=porcentaje de arcilla y L=porcentaje de limo
31
La conductividad eléctrica se determinó por la cantidad de cationes o aniones (sales) en solución
para el procedimiento se tuvo en cuenta la densidad real de la muestra y se agregó el peso
equivalente a un volumen de 30 ml en un frasco precipitado de 100 ml. Se agregó un volumen
igual de agua destilada, se tapó y agito vigorosamente por 5 min en el agitador mecánico. Se
insertó el medidor del conductímetro en la solución y se realizó la lectura correspondiente
(Andrades 1996).
5.3 Análisis de la información
Para determinar la normalidad de los datos se utilizó la prueba de Shapiro Wilks y la de
Kolmogorov-Smirnov y para la homogeneidad de varianzas las prueba de Levene y la prueba de
Barlett. Para determinar si existían diferencias significativas entre los tratamientos se utilizó la
prueba de Kruskal Wallis (Siegel & Castellan 1995). En los casos donde se presentaron
diferencias significativas entre los cultivos en cuanto las variable evaluadas, se utilizo una prueba
a posteriori para datos no parametreicos. Para establecer si existía algún tipo de asociación y el
grado de esta, se aplicaron pruebas de correlación de Spearman entre todas las variables. Para
todas las pruebas el nivel de significancia fue de 0,05.
6. RESULTADOS
6.1 Efecto de los tratamientos sobre el ensamblaje de lombrices
Se recolectaron un total de 581 individuos, de los cuales el 83,13% correspondió a individuos
juveniles (Figura 1). Dada la dificultad para identificar estos individuos debido a que las claves
están basadas en diferentes características reproductivas de los individuos adultos, sólo se trabajó
con el 16,86% de las muestras de lombrices que correspondieron a individuos maduros y con
presencia de clitelo, pero se tuvo en cuenta algunos individuos juveniles (3%) que presentaron
características morfológicas externas que los ubicaban en categorías ecológicas diferentes. De los
32
adultos identificados el mayor porcentaje correspondió a la especie P. corethrurus, de la familia
Glossoscolecidae y el menor a la especie A. corticis, familia Megascolecidae (Figura 3).
11,34; 11%
2,06; 2%
P.corethrurus
A.corticis
Otra
86,59;
Figura 3. Porcentaje de las especies P. corethrurus y A. corticis identificadas en el estudio.
Aparentemente la densidad fue mayor en los tratamientos donde se incluía el uso de fertilizantes
químicos con promedios de 4,44±4,35 ind/m2 y 3,75±4,44 ind/m2 para las fincas con tratamientos
químicos y mixtos respectivamente, en comparación con las fincas orgánicas donde presentaron
los promedios más bajos (2,5±2,99 ind/m2.) Sin embargo al analizar estadísticamente las
densidades de lombrices en los diferentes tratamientos no se encontraron diferencias
significativas entre ellos (H=3,26, P=0,19) evidenciando que no existió un factor ambiental que
estuviera regulando dichas densidades. Sin embargo se observaron densidades más altas en
algunos muestreos realizados en las fincas con fertilización inorgánica (Figura 4).
33
18
16
14
12
Densidad
10
8
6
4
2
0
-2
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 4. Densidad promedio ± desviación estándar de lombrices en las fincas con tratamiento de
fertilización orgánico, químico y mixto en Quindío y Valle del Cauca.
En cuanto a las categorías ecológicas encontradas en el estudio, las lombrices endógeas
representaron mas del 80% del muestreo debido a la dominancia de P. corethrurus. En los
cafetales con tratamiento químico y mixto sólo se encontraron lombrices endógeas, con
excepción de dos puntos donde se colectó un ejemplar de A. corticis, la cual pertenece a la
categoría ecológica epígea.
La diversidad también fue mayor en los tratamientos orgánicos con un índice de Simpson (1/D)
de 2,51 seguido por un índice de 1,06 para los tratamientos mixtos y de 1,1 para los químicos.
Igualmente el índice de Shannon tuvo resultados similares para las fincas con tratamientos
orgánicos, las cuales tuvieron los valores de diversidad más altos (0,64) seguido por las fincas
con uso de fertilizantes químicos (0,25) y por último aquellas donde había un uso combinado de
fertilizantes (0,18) (Figura 5).
34
Orgánico
Químico_
Mixto_
8
7,2
Diversity
6,4
5,6
4,8
4
3,2
2,4
1,6
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4
alpha
Figura 5. Índice de diversidad para los tipos de fertilización orgánico, químico y mixto en
municipios del Quindío y Valle del Cauca
6.2 Efecto de los tratamientos sobre las características fisicoquímicas del suelo
Al comparar las diferentes características fisicoquímicas del suelo medidas en el estudio, se
encontraron diferencias significativas para la mayoría de ellas. La materia orgánica presentó
diferencias significativas entre los cafetales (H=45,84; P=0,00). Una prueba a posteriori mostró
que las diferencias se presentaron entre las fincas con tratamientos orgánicos y las fincas con los
otros dos tipos de tratamiento siendo la diferencia un poco mayor en las fincas con tratamiento
mixto (R=6,06; P= 0,00) que con las fincas fertilizadas químicamente (R=5,64; P=0,00) (Figura
6).
35
24
22
20
18
M.O (%)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 6. Promedio ± desviación estándar de la materia orgánica entre fincas con diferentes tipos
de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
La humedad también presentó diferencias significativas entre los tratamientos (H=57,2; P=0,00)
y tuvo un comportamiento similar al contenido de la materia orgánica donde las fincas con
fertilización orgánica difirieron de los otros dos tipos de tratamiento en cuanto a la humedad
(Figura ) presentados una diferencia un poco mayor con los tratamientos mixtos (R =6,9 ; P=
0,00) que con los químicos (R =6,12 ; P=0,00) (Figura 7)
45
40
35
Humedad (%)
30
25
20
15
10
5
0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 7. Promedio ± desviación estándar del porcentaje de humedad entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
36
Se encontraron diferencias significativas para
el pH (H=12,14; P=0,023), las cuales se
presentaron entre las fincas con tratamientos químicos y orgánicos (R=3,45 P= 0,0016) (Figura 8)
7
6
5
pH
4
3
2
1
0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 8. Promedio ± desviación estándar de la acidez del suelo entre fincas con diferentes tipos
de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
Las diferencias significativas de la conductividad eléctrica ((H=25,9; P=0,00) se presentaron
entre los tratamientos orgánico y químico (R =4, 98 ; P=0,00) y químico y mixto (R=2,63 ; P=
0,0249) (Figura 9).
0,18
0,16
0,14
C.E (dS/m)
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 9. Promedio ± desviación estándar de la conductividad eléctrica entre fincas con
diferentes tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
37
El porcentaje de arcilla y limo juntos presentó diferencias significativas entre los tratamientos
(H=63,33 P=0,00). Las diferencias se presentaron entre los tratamientos orgánicos y los químicos
(R=6,26; P=0,00) y entre los químicos y los mixtos (R=7,19 ; P=0,00). Los menores contenidos
se obtuvieron para las fincas con tratamientos químicos de fertilización (Figura 10). Esta fue una
de las pocas variables donde se encontraron diferencias entre los tratamientos químicos y mixtos.
40
35
30
Arc+limo (%)
25
20
15
10
5
0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 10. Promedio ± desviación estándar de la materia orgánica entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
Al comparar por separado estas dos fracciones del suelo no se encontraron diferencias
significativas para el contenido de arcilla entre los tratamientos con diferentes tipos de fertilizante
(H= 4, 14; P= 0,12); la diferencia sólo fue significativa para el porcentaje de limo (H= 65, 11; P=
0,00) entre los tratamientos orgánico y químico (H=6,40 ; P=0,00) y entre el químico y el mixto
(H=7,36; P=0,00) (Figura 11).
38
35
30
Limo (%)
25
20
15
10
5
0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 11. Promedio ± desviación estándar del porcentaje de limo entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
El porcentaje de arena presentó diferencias significativas entre los tipos de fertilización
(H=63,33; P=0,00). Estas diferencias se presentaron entre la fertilización química y orgánica (H
=6,26; P=0,00) y entre la mixta y la química (H=7,19; P=0,00) (Figura 12).
100
90
80
70
Arena (%)
60
50
40
30
20
10
0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 12 Promedio ± desviación estándar del porcentaje de arena entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
39
La densidad aparente también mostró diferencias significativas (H=17,92; P=0,0001), estas
diferencias se presentaron entre los tratamientos químicos y orgánicos (R = 3,17 ; P= 0,0045) y
los orgánicos y los mixtos. (R = 4,01 ; P= 0,0001) (Figurar 13)
0,7
0,6
Densidad aparente
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
Orgánico
Químico
Mixto
Fertilizante utilizado
Figura 13. Promedio ± desviación estándar de la densidad aparente entre fincas con diferentes
tipos de fertilizante en algunas zonas del Quindío y Valle del Cauca.
Por otra parte se encontró una correlación positiva alta entre el contenido de materia orgánica y el
porcentaje de humedad en los suelos (r2=0,82, n=81, P<0,05), la cual fue la más alta encontrada
(Figura 14), aunque también existieron otras correlaciones con valores más bajos (Tabla 1).
En cuanto a la temperatura del suelo no se presentaron diferencias significativas entre los
tratamientos. Los promedios para esta variable estuvieron entre 19 y 20°C en todos los casos.
40
48
46
44
Humedad (%)
42
40
38
36
34
32
30
28
26
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Materia orgánica (%)
Figura 14. Correlación positiva entre la humedad y la materia orgánica.
Tabla 1. Correlaciones significativas entre algunas de las variables del estudio.
Variable 2
r2
P
Densidad aparente
-0,66
0,001
(%)
0,58
0,001
Densidad aparente
-0,63
0,001
(%)
0,56
0,001
Arcilla+limo (%)
0,40
0,002
Conductividad
Limo (%)
0,41
0,001
eléctrica
Arena (%)
-0,40
0,002
Arcilla (%)
Limo (%)
0,41
0,001
Variable 1
Humedad (%)
Materia orgánica (%)
Cantidad
agregados <54 µ
Cantidad
agregados <54 µ
41
7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En este estudio no se encontró una diferencia significativa en la densidad de lombrices entre los
tratamientos propuestos, lo que contrasta con lo encontrado en la literatura donde se ha registrado
densidades mayores en los cultivos con tratamientos orgánicos, debido a que el contenido de
carbono orgánico ha sido uno de los principales determinantes de la densidad y diversidad de las
lombrices en el suelo en estos estudios (Feijoo 2001). De hecho poblaciones de lombrices con
densidades altas han estado correlacionadas con un alto contenido de carbono; por el contrario
poblaciones pequeñas han estado presentes cuando los contenidos de carbono son bajos (Feijoo
2001). Algunos estudios han registrado una pérdida de carbono en los cafetales donde hay uso de
fertilizantes de síntesis química, la cual ocurre cuando se tala la vegetación y se incrementa la
intensidad lumínica, acelerando de esta manera la descomposición de la hojarasca y
disminuyendo la humedad del suelo (Feijoo et al. 2007). La disminución de la materia orgánica
hace que diferentes especies que se alimentan de esta disminuyan en densidad o diversidad,
mientras que otras especies pueden verse favorecidas al disminuir la competencia por espacio y
alimento (Feijoo et al. 2007). Por el contrario en los sistemas tradicionales se conserva el
mantillo del suelo y por lo tanto el recursos para diferentes organismos, por lo que estos sistemas
coinciden con valores de carbono y densidades de lombrices altos (Clapperton 1999, Feijoo 200,
Marín & Feijoo 2005). El porcentaje encontrado de materia orgánica en los suelos de este estudio
fue de 12,53% ± 2,94, 17,8% ± 2,62 y 18,35% ± 2,51 para los cultivos con fertilización orgánica,
química y mixta, respectivamente. Dicho lo anterior se esperaría una densidad más elevada en los
tratamientos químicos o mixtos y más aún teniendo en cuenta que la densidad del suelo en estos
casos fue menor; sin embargo el arado puede impedir el establecimiento de poblaciones
abundantes, contrarrestando el posible efecto de la materia orgánica.
Las densidades encontradas para los tratamientos con fertilizantes orgánicos, químicos y mixtos
fueron 20 ind/ m2, 35 ind/ m2y 30 ind/ m2, respectivamente. Estos valores son mucho más bajos
que los encontrados en un estudio similar hecho en Costa Rica por Sánchez en el 2006, donde se
evaluó el efecto de diferentes tipos de fertilización en cafetales sobre las lombrices. Allí, al igual
que en Colombia las plantaciones de café orgánico están asociadas a un manejo tradicional bajo
42
dosel, mientras que las plantaciones donde se utilizan insumos de síntesis química están
asociadas al cultivo de café a plena exposición solar. En el estudio de Sánchez (2006) se
analizaron dos localidades por tratamiento y las mayores densidades de lombrices se encontraron
en los tratamientos orgánicos (265 ind/m2 y 334 ind/m2), seguidas por los tratamientos donde
hubo una menor intensidad en la aplicación de fertilizantes de síntesis química (91 ind/m2 y 186
ind/m2) y las menores densidades correspondieron a los cafetales con producción intensiva de
café y alto uso agroquímicos (63 ind/m2 y 73 ind/m2). Estos valores fueron mucho más altos que
los que se encontraron en el presente estudio, principalmente en los cafetales orgánicos donde las
densidades fueron 13 veces más altas. Además presentaron comportamientos contrastantes ya que
en el estudio de Sánchez (2006) la densidad estuvo relacionada con el tipo de fertilizante, siendo
más alta en los tratamientos orgánicos, mientras que en el presente estudio las densidades no se
relacionaron con los tratamientos propuestos. Es importante mencionar que en el estudio de
Sánchez (2006) tampoco se encontraron diferencias significativas en el contenido de carbono del
suelo. Esto puede indicar que cuando los contenidos de materia orgánica no difieren
significativamente entre los tratamientos, otros factores cobran más importancia y determinan en
mayor medida las densidades de lombrices en el suelo, como posiblemente pasó también en este
estudio.
Se han realizado algunos estudios similares, pero en cultivos distintos al café y no en Colombia.
En 1997 Whalen en Ohio encontró un mayor número de lombrices así como de biomasa en
cultivos de maíz fertilizados orgánicamente. La densidad de lombrices encontrada por Whalen
fue: en los cultivos con fertilización orgánica de 31 a 355 ind/ m2 y de 32 a 162 ind/m2 en los
sistemas con fertilización inorgánica. Una vez más la densidad fue mucho mayor en este estudio
que en la presente investigación, al tenerse en cuenta los valores más altos, sin embargo con los
valores mas bajos los datos fueron similares.
Por otra parte Tiwari (1993) encontró que la aplicación de fertilizantes orgánicos e inorgánicos en
un mismo suelo (tratamiento mixto) aumentaba la densidad de lombrices en mayor medida que
cuando se aplicaban productos orgánicos o químicos independientemente. Las densidades
encontradas por Tiwari (1993) fueron 12 ind/m2 para el control, de 15 a 24 ind/m2 con solo
fertilización inorgánica y la combinación de ambos tipos de fertilizante dió como resultado una
43
densidad de 85 ind/m2, resaltando de esta manera la importancia de la materia orgánica para las
lombrices del suelo. Estas densidades son más cercanas a las encontradas en este trabajo, lo cual
puede deberse a que en el estudio de Tiwari la textura del suelo presentó altos contenidos de
arena (58%), aunque en este trabajo los porcentajes de arena fueron mayores, con un promedio de
74%. Estos altos contenidos de arena pueden afectar el desarrollo apropiado de las lombrices en
el suelo, ya que es un material que no retiene eficientemente el agua ni los nutrientes
provenientes de la materia orgánica como lo harían el limo o la arcilla. El agua es un elemento
indispensable para la respiración dérmica de las lombrices, por lo que junto a la temperatura
puede determinar su presencia o ausencia en estos suelos. La arena además puede absorber más
calor, afectando el contenido de humedad del suelo y de esta manera reducir el establecimiento
de poblaciones abundantes de lombrices (Kohnke 1968). La densidad en este estudio respondió
casi en su totalidad a las variaciones de una sola especie, las características específicas de esta,
pueden también ayudar a entender las densidades bajas presentadas en este estudio. La especie
que dominó en todos los tratamientos fue P. corethrurus, una especie que tiene la habilidad de
vivir en una amplia variedad de condiciones edáficas, sin embargo su limitante es la humedad del
suelo, la cual a su vez depende de la capacidad especifica del suelo para retenerla, los suelos
arenosos como se menciono anteriormente afectan los contenidos de humedad. El 38 % de las
muestras de suelo colectadas en este estudio presentan contenidos de humedad por debajo del
35%, para P. corethrurus estos contenidos son muy bajos y generan un atraso de la llegada de la
madurez en los juveniles; en un experimento hecho por Lavelle et al. (1987), lombrices recién
salidas del huevo fueron criadas en condiciones controladas durante 250 días, para determinar el
efecto de la temperatura, contenido de materia orgánica y la humedad sobre estos organismos,
después de los 250 días las lombrices criadas en suelos con porcentaje de humedad menores a 35
no llegaron a su madurez en este tiempo, cuando la humedad fue mayor de 35% los primeros
huevos se produjeron a los 108 días y cuando estuvo en un 50% los primeros huevos se
produjeron a los 80 días (Lavelle et al. 1987). La expectativa de vida también vario con la
humedad siendo máxima (seis meses) cuando el contenido de humedad del suelo estuvo en un
50%, Lo anterior nos permite predecir que en un 36 % de las fincas la humedad no permitió que
los juveniles llegaran a la madurez, y solo un 26 %de los suelos presentó rangos óptimos para su
desarrollo.
44
Como se mencionó anteriormente, otro factor que puede modificar la densidad y diversidad de las
lombrices, y el cual está ligado a los diferentes sistemas de producción de café es el arado. Por lo
general en los cafetales tradicionales no hay arado o este es mínimo, mientras que en los cafetales
con un manejo intensivo esta es una practica que se realiza con mayor frecuencia, además las
labores de labranza con azadón y aporques que se realizan en estos cafetales, también pueden
modificar las condiciones físicas del suelo en las primeras capas afectando a los organismos que
las habitan (Clapperton 1999). En general la respuesta de las lombrices al arado y su recuperación
posterior después de esta clase de disturbio dependerá de cada especie y su manera de interactuar
con los cambios de humedad y temperatura que genera esta práctica. Las especies nativas y las
epigeas son las más afectadas, disminuyendo la densidad relativa de especies en los sitios con
arado intensivo (Clapperton 1999). Las consecuencias negativas de esta práctica serán más
evidentes cuando existe escasez de agua en el suelo ya que hay una interacción compleja y
significativa de esta práctica con la humedad, la temperatura y la relativa de especies de
lombrices (Clapperton 1999). En este estudio se encontró que para los sistemas intensivos de
siembra de café con uso de fertilizantes inorgánicos casi el 100% de los ejemplares colectados
correspondieron a la categoría endógea. Sólo A. corticis, encontrada en estos suelos, pertenece a
la categoría epigea, lo que puede dejar ver un ambiente poco apropiado para las especies de esta
categoría en los suelos de cafetales con producción intensiva. En los suelos de cafetales con
manejo orgánico y en los cuales la práctica del arado no se presenta, se encontraron tres
morfotipos que corresponden a la categoría de epigeas, evidenciando de esta manera un ambiente
adecuado en las primeras capas del suelo para estas especies.
Al respecto también en Colombia se realizó un estudio en Palmira (Valle del Cauca) donde se
determinó el efecto de diferentes usos del suelo sobre la estructura de las comunidades de
macroinvertebrados y algunas variables fisicoquímicas. Se encontró que
las densidades de
lombrices fueron mayores en el tratamiento del cacaotal, que no había sido intervenido en más de
25 años, con 208 ind/m2 y en los tratamientos sin labranza 144 ind/m2 (Marín & Feijoo 2005).
Por el contrario los sistemas con labranza presentaron la mayor alteración del suelo y densidades
bajas de lombrices (Marín & Feijoo 2005). Adicionalmente hubo una mayor riqueza en un
cacaotal que se utilizó como referencia, y que se caracterizó por presentar mejores condiciones
físicas y químicas, como una menor densidad del suelo y humedad más constante y poco
45
fluctuante a través del tiempo, así como mayores contenidos de materia orgánica, carbono,
nitrógeno y calcio.
El contenido de carbono puede también afectar la diversidad ya que muchas especies requieren
niveles altos de este elemento para poder desarrollarse. Por el contrario especies como P.
corethrurus tienen bajos requerimientos de carbono (entre 2,4 y 5,9%), lo que les permite
desarrollarse bien en suelos con bajos contenidos de este elemento (Feijoo et al. 2007). En los
cafetales con uso de fertilizantes de síntesis química predominó una sola especie de lombriz, P.
corethrurus, lo que se traduce en una dominancia máxima y una diversidad baja, lo que
concuerda con lo encontrado en numerosos estudios (Feijoo et al. 2004, Marín & Feijoo 2005,
Sánchez 2006). Esto se debe a que en este tipo de agroecosistemas donde hay uso de fertilizantes
de síntesis química y arado intensivo, son catalogados como agroecosistemas con altos grados de
degradación, por lo que esta especie es indicadora de ambientes altamente perturbados (Feijoo et
al. 2007). Amintas corticis fue la otra lombriz identificada en los cafetales con tratamientos
químicos y mixtos, aunque no fue tan abundante y en el muestreo sólo se identificaron dos
especímenes; su presencia en estos ambientes degradados corrobora su amplia adaptabilidad y es
por esta razón que se le considera una especie con alto uso potencial en actividades agrícolas y
ambientales (Feijoo et al. 2007). El café tradicional por el contrario ha sido considerado como un
sistema altamente conservado y un ambiente propicio para la conservación de la diversidad,
recolonización y multiplicación natural de las especies (Feijoo et al. 2004). Lo anterior concuerda
con lo encontrado en este estudio donde se identificaron siete especies en los agroecosistemas
con manejo de fertilización orgánica, el cual corresponde a un manejo tradicional del cultivo, en
los cultivos con fertilización mixta se identificaron dos especies y en los cultivos con fertilización
química se identificaron tres. Los índices de Shannon para la diversidad de estos agroecosistemas
fueron 0,64, 0,25 y 0,18 respectivamente. Esta diversidad es más baja que la encontrada por
Huerta (2005) en sistemas naturales (2,58) pero se comporta de una manera similar disminuyendo
conforme aumenta el grado de perturbación.
Fragoso (1993) obtuvo resultados similares al analizar en los trópicos de México el ensamblaje
de lombrices en 82 sitios entre naturales y con diferentes usos del suelo; encontrando una relación
significativa (r2=0,35, P=0,001) entre la materia orgánica y el numero de lombrices nativas, las
46
cuales dominaron en los ecosistemas. Por el contrario las especies exóticas lo hicieron en los
agroecosistemas, especialmente en aquellos con un uso intensivo del suelo. En 1999 Fragoso et
al. vuelven a encontrar esta misma situación, donde la intensidad de las prácticas agrícolas se
correlacionó positivamente con la cantidad de especies nativas y la densidad y biomasa de
lombrices, entendiéndose por intensidad de la práctica el uso de agroquímicos y la simplificación
de la cobertura vegetal que en su máximo grado son los monocultivos.
Como se mencionó anteriormente la lombriz más abundante en todos los suelos fue P.
corethrurus, dominando en más del 80% del muestreo. Esta especie es exótica pantropical y está
catalogada como una lombriz endógea mesohúmica, lo que significa que vive en los primeros 20
cm del suelo. Al vivir en capas intermedias habita en un medio más amortiguado y puedan
enriquecer considerablemente sus densidades de población por la menor alteración de los estratos
intermedios del suelo y mayor humedad; además no requieren grandes cantidades de carbono
orgánico para subsistir ya que son geófagas (Marín & Feijoo 2005, Tapia-Coral et al. 2006).
Estos resultados concuerdan con lo obtenido por Sánchez et al. en el 2006, los cuales estudiaron
agroecosistemas de café con sombra y a plena exposición solar y esta especie representó del 76 al
100% de la densidad de lombrices en todos los tratamientos estudiados (Sánchez et al. 2006).
Otros agroecosistemas con altos grados de degradación también han estado dominados por esta
especie hasta en un 96% (Huerta et al. 2005).
Si bien parte de los resultados corresponden con lo encontrado comúnmente en la literatura en
cuanto al ensamblaje de lombrices propio de los diferentes sistemas de manejo, la falta de efecto
de los diferentes tratamientos evaluados sobre la densidad de lombrices puede responder a otros
factores fisicoquímicos propios de estos sistemas. En numerosos estudios se ha evidenciado cómo
la adición de materia orgánica como fertilizante, junto con prácticas de arado mínimo o no arado
han aumentado el contendido de esta en el suelo, en comparación con otros cultivos donde los
principales fertilizantes son de síntesis química (Ogle et al. 2005). Sin embargo y contrario a lo
que se esperaba, en este estudio los tratamientos con fertilización orgánica y arado mínimo
comparados con otros tratamientos de fertilización, tuvieron un efecto significativo y contrastante
en algunos casos sobre las características fisicoquímicas del suelo. Estos resultados pueden
deberse a que la respuesta de la materia orgánica a las diferentes prácticas agrícolas está
47
fuertemente controlada por factores climáticos y edáficos (Burke et al. 1995, Miller et al. 2004,
Ogle et al. 2005).
Es importante tener en cuenta que aunque en este estudio se comparó el efecto de tres tipos de
fertilización, los cafetales estudiados corresponden a dos tipos de manejo de cafetal, por un lado
las fincas donde se utilizan productos de síntesis química exclusivamente, así como aquellas
donde se realiza una fertilización mixta, las que corresponden a un manejo tecnificado donde el
cafetal no recibe sombra de especies forestales. Por otro lado las fincas con manejo
exclusivamente orgánico corresponden a un manejo tradicional, donde las especies forestales
estuvieron siempre presentes. Esto tiene implicaciones sobre diferentes aspectos del suelo, que es
importante analizar a la hora de interpretar los resultados obtenidos en este estudio.
Diferentes estudios hechos en cafetales han mostrado cómo los sistemas con sombrío se
caracterizan por tener mayores valores de materia orgánica, característica que a su vez influye de
manera determinante sobre otras propiedades de tipo físico, biológico y químico del suelo
(Cardona & Sadeghian 2005). Los altos contenidos de materia orgánica en los cafetales con
sombrío pueden responder a varios aspectos. Por un lado la producción de hojarasca es mayor en
los cultivos donde hay especies forestales que en los cultivos a plena exposición solar. Un estudio
realizado por Cardona y Sadeghian en el 2005 estimó que la hojarasca producida por un cultivo
tradicional de Inga edulis (guamo) y café producía 2,5 veces más hojarasca que un cultivo de café
tecnificado. La tasa de descomposición entre los dos sistemas de cultivo también es diferente; la
hojarasca proveniente de especies como el guamo (presente en dos de las fincas con este sistema)
tienen tasas de descomposición menores que las del café, lo que significa que el material
proveniente del Inga edulis pasa a constituir parte de la materia orgánica estable del suelo,
aumentando las reservas del mismo (Cardona & Sadeghian 2005). En general la tasa de
descomposición depende de la especie pero al comparar la tasa de descomposición del café con la
de otras especies forestales, la primera siempre es más rápida (Farfan & Urrrego 2007). Esto se
debe a que los materiales fácilmente degradables, como la hojarasca del café, presentan
relaciones bajas de C:N que favorecen la descomposición y a corto plazo incrementan el
nitrógeno disponible durante la temporada de crecimiento. Por el contrario la hojarasca o el
material vegetal con relaciones altas de C:N y contenido de lignina favorecen la inmovilización
48
de nutrientes, la acumulación de la materia orgánica y la formación de humus (Rheenen et al.
1995, Bott & Benites 2005). Debido a estos factores no se encontraron estudios que evidenciaran
un mayor contenido de materia orgánica en cafetales con manejos intensivos al compararlos con
manejos tradicionales que incluyen especies forestales, resultado que si se encontró en este
estudio, por lo que otros factores a nivel climático, edáfico o de uso del suelo pueden estar
teniendo una influencia mayor sobre el contenido de materia orgánica presente en los cafetales
orgánicos de este estudio.
La textura del suelo que puede influir en el contenido de materia orgánica y particularmente en el
contenido de arcilla y limo, se ha considerado como un factor importante en la cantidad de
biomasa que se incorpora en el suelo y puede explicar en gran medida, junto con la cobertura
arbórea la variabilidad de la materia orgánica (Buschiazzo et al. 2004). En este estudio contrario
a lo mencionado anteriormente el porcentaje de arcilla y limo fue mayor en los tratamientos
orgánicos en comparación a los tratamientos químicos, y fue en estos últimos donde se encontró
un mayor contenido de materia orgánica, lo que sugiere que no siempre esta porción del suelo
determina el contenido de materia orgánica y que otros factores pueden estar relacionados con su
almacenaje en el suelo. Al analizar estos dos componentes por separado (arcilla y limo)
encontramos que no hay diferencias en el contenido de arcilla entre los tratamientos pero sí para
el limo, registrándose los mayores contenidos en los tratamientos orgánico y mixto. Es
importante en este punto aclarar que las porciones de arcilla y limo totales comparadas con las de
arena fueron mucho menores; la textura predominante de los suelos fue franco arenosa, aunque
algunos suelos presentaron mayores contenidos de arena, como es el caso de las fincas del
Quindío con tratamiento orgánico, donde se encontró un porcentaje de arena entre 16 y 26% más
alto que en otras zonas pertenecientes a la consonciación Chinchiná a la cual pertenecen estos
suelos (Cardona & Sadeghian 2005). Al comparar el contenido de arena entre los tratamientos se
encontraron diferencias significativas, presentándose los porcentajes más altos en los tratamientos
químicos esto puede explicar en alguna medida las correlaciones positivas entre el porcentaje de
arena y el contenido de materia orgánica, ya que aunque este material no retiene eficazmente los
compuestos orgánicos, al presentarse en proporciones tan elevadas en los suelos en comparación
con las otras dos porciones, su influencia cobra importancia, lo que además podría apoyar las
correlaciones negativas encontradas entre la materia orgánica y los limos en este estudio. Estos
49
altos contenidos de arena también podrían relacionarse con el poco efecto de los tratamientos
orgánicos en estos suelos y presentar una baja captación y retención de materiales, ya que son
suelos asociados a altos niveles de precolación, lo que puede traducirse en altas tasas de
infiltración y pérdida de nutrientes (Giraldo & Jaramillo 2004).
Una mayor humedad correspondió a un aumento en la cantidad de materia orgánica y presentó
diferencias significativas entre los tratamientos químicos y mixtos con los orgánicos,
registrándose los valores más bajos en estos últimos, por el contrario presentó una correlación
negativa con la densidad aparente. Esto se debe a que tanto los movimientos del agua (como la
infiltración y la precolación) así como su posterior almacenaje están influenciados por la textura
de los suelos; de esta manera a medida que la textura sea más gruesa, los niveles de infiltración y
percolación son mayores (Kohnke 1968). Lo encontrado en la literatura al respecto son
diferencias marcadas a este nivel en los sistemas intensivos y tradicionales. En estos últimos las
especies forestales cumplen diferentes funciones; por un lado interceptan una mayor cantidad de
agua lluvia debido a una mayor cobertura de la parte aérea comparada con los cafetos, los cuales
presentan una mayor cantidad de lluvia efectiva o lluvia que ingresa a la superficie del suelo
(Jaramillo & Chaves 1999). Además estas especies arbóreas al tomar agua en estratos diferentes
al de los cafetales, realizan una regulación hídrica benéfica y disminuyen la pérdida de agua en
estos sistemas (Cardona & Sadeghian 2005). Por su parte los ingresos superiores de material
orgánico generan un a capa de hojarasca, la cual disminuye el potencial erosivo de las gotas de
lluvia (Bott & Benites 2005, Cardona & Sadeghian 2005, Salamanca & Sadeghian 2005). En
este estudio la humedad fue menor en los cafetales con manejo tradicional, lo que contrasta con
lo encontrado en la literatura. Esto se puede asociar (como se mencionó anteriormente) con
niveles altos de percolación pero sobre todo con el menor contenido de materia orgánica, la cual
retiene eficazmente la humedad. Otro factor que afecta la retención de la humedad en el suelo es
la densidad aparente, la cual se ha visto que es mayor en los cafetales a libre exposición solar.
Cuando la densidad aparente aumenta se incrementa la compactación y se afectan las condiciones
de retención de humedad, pues esta densidad depende del espacio poroso en el suelo, el mismo
donde se almacena agua (Bott & Benites 2005). La densidad aparente fue mayor en los
tratamientos orgánicos, lo cual se puede relacionar nuevamente con los menores contenidos de
materia orgánica en estos tratamientos, donde la densidad aparente disminuye debido a su efecto
50
agregante el cual mejora las condiciones físicas de estos suelos y por lo tanto su capacidad para
retener agua. A pesar de la relación de la materia orgánica con la estructura del suelo, en este
estudio se presentó una correlación positiva baja entre la materia orgánica y la densidad aparente.
Esto puede estar relacionado con que los suelos bajo tratamiento químico presentaron mayores
cantidades de materia orgánica (aunque fueron despreciables estadísticamente). A pesar de esto
son suelos más trabajados y pisoteados que los cafetales tradicionales y a simple vista más
compactos, lo que pudo generar esta relación, que contrasta con lo encontrado en la literatura.
El pH fue mayor en los tratamientos orgánicos que en los químicos, además se identificó una
correlación negativa entre el pH con el contenido de humedad y positiva con la densidad
aparente. Una vez más los resultados contrastan con la literatura, que por lo general relaciona el
aumento en los valores de pH con el aumento en la materia orgánica, ya que esta neutraliza los
iones H+ (Suárez 2001). Al estar tan relacionada con la materia orgánica es normal que la
humedad presente este tipo de correlación con el pH, sin que esto indique que los bajos valores
de humedad aumenten la acidez del suelo. En términos generales los fertilizantes inorgánicos y
sobre todo aquellos nitrogenados generan un excedente de H+ debido a la nitrificación del
amonio, que con el tiempo va reemplazando las bases intercambiables del suelo (Ca+, Mg+, K+ y
Na+ ); al ser reemplazadas estas bases son lavadas y se pueden depositar en horizontes más
profundos o perder en el agua de infiltración (Sadeghian 2003, Cardona y Sadeghian 2005,
Sadeghian 2009, Pavan et al .2000). Por otra parte la cantidad de H+ dependerá del tipo de
producto utilizado, siendo mayor al aplicar sulfato de amonio como suplemento de N (Robledo &
Chaves 1999). Lo anterior puede explicar los valores más ácidos en los suelos de las fincas con
una fertilización inorgánica, en donde estos fertilizantes pueden estar aportando más H+ que los
que la materia orgánica en estos suelos puede neutralizar.
La conductividad eléctrica fue otra de las características fisicoquímicas que presentó diferencias
significativas entre los tratamientos, siendo menor para el tratamiento químico; sin embargo las
mayores diferencias se obtuvieron al comparar los tratamientos orgánicos con los químicos. La
conductividad eléctrica se ha considerado un factor clave en la agricultura de precisión, ya que
involucra importantes propiedades del suelo como la estructura, densidad aparente, contenido de
arcilla y agua, y la capacidad de intercambio catiónico (Corwin & Lesch 2003). Debido a los
51
numerosos factores que influyen sobre ella, no es claro cuál de todos es el más determinante, ya
que depende de las condiciones del suelo específicas. La conductividad eléctrica aparente mide la
conductancia no sólo a través de la solución del suelo, sino también a través de las partículas
sólidas y vía cationes intercambiables que existen en la interfases sólido-líquido de las arcillas
(Corwin & Lesch 2003, Heiniger et al. 2003). Se han encontrado correlaciones positivas entre la
materia orgánica y la conductividad eléctrica, posiblemente debido a las propiedades de la
materia orgánica que le permiten retener iones cargados que facilitan la conductividad (Officer et
al. 2004, Sudduth et al. 2003). Pero el contenido de arcilla es el factor que parece estar más
relacionado con la conductividad eléctrica y en algunos casos ha explicado hasta en un 52% la
variación de la misma (Auerswald et al. 2001, Sudduth et al. 2003). Otros factores como el
contenido de limo, la capacidad de intercambio catiónico, la temperatura, el contenido de agua
también se han correlacionado positivamente con la conductividad, pero en menor medida
(Officer et al. 2004, Sudduth et al. 2003 Heiniger et al. 2003, Auerswald et al. 2001, Corwin &
Lesch 2003). Los resultados en este trabajo concuerdan con lo que se encuentra comúnmente en
la literatura, ya que se obtuvieron correlaciones positivas para la conductividad eléctrica en
relación con el contenido de arcilla+limo, mientras que con la arena tuvo una correlación
negativa. Como los contenidos de arcilla no variaron entre los tratamientos se puede considerar
que para estos suelos en particular es el contenido de limo el que puede estar influenciado en
mayor medida la conductividad eléctrica, y de hecho fue esta fracción del suelo la que presento
las correlaciones más altas con la conductividad.
Con respecto al tipo de fertilización algunos autores han demostrado una relación entre la
conductividad eléctrica y el régimen de fertilización, aumentando sus valores en suelos donde
hay aplicación de estos agroquímicos y disminuyendo en aquellos suelos donde no se han
aplicado fertilizantes en años (Auerswald et al. 2001). Sin embargo otros autores no han
encontrado correlaciones entre la conductividad y el nivel de bases en el suelo (Heiniger et al.
2003). En este estudio no se evidencio ningún tipo de relación entre estas dos variables.
Aunque las variables fisicoquímicas muestran relaciones entre ellas algunas de las cuales se
ajustan con lo encontrado en la literatura, no explican los menores contenidos de materia orgánica
en los cafetales con manejo orgánico de acuerdo al uso de fertilizantes y que corresponden a
52
cultivos tradicionales de café. Un factor a tener en cuenta al respecto es el tiempo en que estos
suelos se han estado recuperando de disturbios anteriores de diferente índole, pues se ha visto
cómo la tasa de acumulación de la materia orgánica puede ser lenta y sólo dar lugar a una
completa recuperación después de un largo periodo de tiempo, un estudio al respecto se realizó
en Minnesota (USA), allí se midió la tasa de acumulación de la materia orgánica en campos
agrícolas, y se encontró que sólo después de 55 o hasta 75 años en los que no hubo practicas
agrícolas en estos suelos, la acumulación de materia orgánica llegó a los niveles originales
(McLauchlan et al. 2006). Esta tasa dependerá de numerosos factores como el tiempo, el clima, la
vegetación, la topografía o el material parental; sin embargo los estudios al respecto han
mostrado que el factor más importante es el tiempo transcurrido después del cultivo (McLauchlan
et al. 2006). Los cultivos orgánicos donde se realizaron los muestreos tienen entre 7 y 11 años de
establecidos, por lo que podría ser poco tiempo para evidenciarse el efecto del no arado o de los
fertilizantes orgánicos sobre la acumulación de la materia orgánica en el suelo. La historia del
cultivo antes del establecimiento de café orgánico es desconocida pero podría ser un factor
importante a la hora de analizar los resultados, ya que el manejo que se le dió al suelo en ese
entonces pudo influir en el contenido de materia orgánica presente y por ende sobre las otras
características fisicoquímicas del suelo relacionadas con esta.
Alcalá es un municipio del Valle del Cauca y colinda con Finlandia que es un municipio del
Quindío. Córdoba a pesar de ser un municipio del Quindío se aleja bastante de Alcalá y
Finlandia. Esto puede generar diferencias debido al material parental del suelo, al tipo de manejo
o climáticas las cuales podrían enmascarar el efecto de la fertilización orgánica en los cafetales
estudiados. Los suelos derivados de cenizas volcánicas, por ejemplo, presentan altos niveles de
materia orgánica, mientras que los suelos derivados de rocas ígneas presentan bajos niveles
(Patiño et al. 2006). Según el IGAC los suelos del municipio de Córdoba pertenecen a la
asociación Chinchiná el Cedral cuyo material parental son cenizas volcánicas y rocas
metamórficas. Por su parte los suelos de Finlandia pertenecen a la consociación del Líbano y su
material parental son cenizas volcánicas. Según esta fuente presentan diferencias en su textura
presentándose los suelos más gruesos en el municipio de Córdoba.
53
El ciclo hidrológico también pudo estar modificado por estas condiciones, ya que se ha visto que
aún entre sitios cercanos, diferentes características del sistema como el índice de área foliar, la
estructura y densidad de las plantas y la cantidad e intensidad de la lluvia, pueden modificar los
resultados en cuanto a la lluvia interceptada por el sistema y esto a su vez cambiar las relaciones
en el balance hídrico, sobre todo en los volúmenes registrados del agua de escorrentía, de
infiltración y en la cantidad almacenada en el suelo (Jaramillo & Chaves 1999).
Dados los resultados contrastantes generados en el presente estudio y después de revisada la
literatura se concluye que la diferencias a nivel edáfico o de uso del suelo pudieron tener un
efecto mayor sobre el contenido de materia orgánica que los tratamientos propuestos,
modificando los resultados esperados para las otras variables fisicoquímica estudiadas.
Igualmente el contenido de materia orgánica pudo influir en la densidad de lombrices encontrada
y la ausencia de efecto a este nivel de los tratamientos, ya que es el sustrato del que se alimentan
numerosas especies de lombrices. A pesar de no evidenciarse un efecto de los tratamientos se
corroboró el manejo tradicional de café, como un sistema que protege la diversidad, en este caso
de lombrices, comparado con otros sistemas intensivos de manejo.
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
•
Para las condiciones específicas de este estudio no se evidenció un efecto significativo de
los diferentes tipos de fertilización analizados sobre la densidad de lombrices.
•
Se determinó que los sistemas de producción de café tradicionales con uso de productos
orgánicos como fertilizante, presentan una diversidad mayor que los sistemas intensivos
donde hay uso de productos de síntesis química (fertilización química y mixta)
evidenciando condiciones favorables para algunas especies que requieren condiciones
especificas a nivel químico y físico del suelo para su óptimo desarrollo.
54
•
Se encontró que los sistemas tradicionales de café favorecen una mayor riqueza en cuanto
a grupos funcionales.
•
Se evidenciaron efectos del tipo de fertilización utilizado con las características
fisicoquímicas del suelo.
•
Se encontró que P. corethrurus es la lombriz dominante en los manejos tradicionales e
intensivos, lo que determino la composición en cuanto a juveniles y adultos en el estudio.
Dada las diferencias que puede generar el sistema de cultivo sobre diferentes características
fisicoquímicas del suelo, se recomienda realizar un estudio de tipo experimental que controle
factores tales como la entrada de hojarasca adicional en el suelo, el uso de productos químicos
como plaguicidas y fungicidas, las dinámicas de humedad y compactación del suelo generadas
por el arado entre otros, factores que afectan directamente el ensamblaje de lombrices y que no
permiten establecer con claridad el efecto del tipo de fertilización sobre dicho ensamblaje.
En el caso que se quiera desarrollar un estudio comparativo se recomienda que cada tratamiento
se encuentre en zonas aledañas lo que permitirá homogenizar variables climáticas o edáficas.
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66
ANEXO 1
CLAVE TAXONÓMICA PARA LAS FAMILIAS DE COLOMBIA
Clave modificada para las familias de Colombia y corregida por Carlos Fragoso (comunicación personal )
1. Glándulas prostáticas presentes…………………………………..2
Glándulas prostáticas ausentes……………………………...…… 6
2. Sin espermatecas pretesticulares y con eupróstatas .....................Eudrilidae
Con espermatecas pretesticulares .................................................3
3. Glándulas prostáticas racemosas ..................................................Megascolecidae
Glándulas prostáticas tubulares .....................................................4
4. Meronefridios...............................................................................Octochaetidae
Holonefridios.................................................................................5
5. Últimos corazones en el segmento 11, inicio del intestino generalmente en el segmento 12
……………………………………………………..........................Ocnerodrilidae
Últimos corazones posteriores al segmento 11, intestino comenzando después de
12........................................................................................................Acanthodrilidae
6 Molleja por delante de los segmentos testiculares .....................7
Molleja después de los segmentos testiculares ...........................8
7. Con glándulas calciferas y molleja en el segmento 6 .................Glossoscolecidae
Sin glándulas calciferas y cuerpo cuadrangular ..........................Almidae
8 Molleja entre los segmentos 17 y 20 .............................................Lumbricidae
Molleja en el segmento 25 ............................................................Turmakidae
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