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Cuban Journal of Agricultural Science

Print version ISSN 0864-0408On-line version ISSN 2079-3480

Cuban J. Agric. Sci. vol.53 no.2 Mayabeque Apr.-June 2019  Epub Apr 01, 2019

 

Ciencias de los Pastos

Caracterización de la mesofauna edáfica en cinco agroecosistemas de pastizales de la provincia de Granma, Cuba

Licet Chávez Suárez1  * 

W. Estrada Prado1 

Yaquelín Labrada Hernández2 

Idalmis D. Rodríguez García3 

Magalys Herrera Villafranca3 

Yolaine Medina Mesa3 

1Instituto de Investigaciones Agropecuarias “Jorge Dimitrov”. Carretera vía Manzanillo km 16 ½, Bayamo, Granma. Cuba

2Laboratorio provincial de Sanidad Vegetal, carretera Central, Bayamo, Granma, Cuba.

3Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba.

RESUMEN

La mesofauna edáfica realiza funciones esenciales en el suelo tales como el reciclaje de nutrientes y formación de su microestructura. El objetivo de la presente investigación fue caracterizar la mesofauna edáfica en cinco agroecosistemas de pastizales de la provincia de Granma, Cuba. Para ello se seleccionaron agroecosistemas contrastantes en cuanto a tipo de suelo, pastizales y propósito productivo (“Estación de Pastos”, “Ojo de agua”, “El Triángulo”, “El Progreso” y “Cupeycito”). Se utilizaron las trampas de caída o “pitfall”, con una solución de detergente al 0.003%. Se extrajeron y contaron los individuos y se colocaron en viales, con etanol al 70%, para su posterior identificación. Se encontraron individuos pertenecientes a dos clases, cuatro órdenes, seis familias y siete géneros. El orden Collembola fue el mejor representado con cinco géneros. Solo en el tercer muestreo se detectó influencia significativa de la época en algunas de las variables estudiadas, de forma específica para cada agroecosistema. El índice de Shannon exhibió valores inferiores a 1.35; mientras que los índices de dominancia mostraron valores cercanos o superiores a 0.5 en la mayoría de los casos. Se concluye que la riqueza y abundancia de la mesofauna edáfica en los agroesistemas de pastizales estudiados fue baja y muy variable en ambos períodos climáticos. Se encontraron individuos pertenecientes a las categorías tróficas de depredadores y detritívoros, los cuales mostraron abundancia relativa variable, en cada agroecosistema y muestreo realizado; excepto en la “Estación de Pastos” donde existió predominio de los depredadores.

Palabras clave: ácaros; colémbolos; pastos; suelos; trampas de caída

INTRODUCCIÓN

Actualmente existe en la comunidad científica gran interés sobre la selección y evaluación de bioindicadores de calidad del suelo, debido a las preocupaciones por la degradación creciente del mismo y la necesidad de una gestión sostenible de dicho recurso (Loks 2016). En este sentido Guidetti et al. (2017) sugirieron la utilización de la mesofauna edáfica como bioindicador, por ser sensible al tipo de manejo del suelo y a los cambios en el clima y la vegetación. Unido a lo anterior, se reconoce además su papel imprescindible en la descomposición de la materia orgánica, el reciclaje de nutrientes y su participación en las diferentes redes tróficas en el suelo (Socarrás 2018).

Según Águila et al. (2016) en Cuba hay pocas investigaciones que enfocan el estudio de la mesofauna y su relación con el uso y manejo agrícola. En este sentido, los principales trabajos realizados en pastizales se han desarrollado en la región occidental del país (Rodríguez et al. 2011, Socarrás e Izquierdo 2016 y Socarrás 2018). Sin embargo, no se cuenta con referencias de este tipo de estudio en la región oriental de Cuba. Es por ello que el objetivo de la presente investigación fue caracterizar la mesofauna edáfica en cinco agroecosistemas de pastizales de la provincia Granma, Cuba.

MATERIALES Y MÉTODOS

Localización. La investigación se realizó desde julio de 2014 hasta marzo de 2017, en diferentes localidades de la provincia Granma, ubicada en la porción suroeste de la región oriental de la isla de Cuba, en las coordenadas 20°23′00″N 76°39′09″O. Para el estudio se seleccionaron cinco agroecosistemas de pastizales con características contrastantes (tabla 1). La clasificación del suelo se realizó de acuerdo con Hernández et al. (2015) y la Soil Taxonomy (2003).

Table 1 Characterization of the studied agroecosystems 

UBPC: Unidad básica de producción cooperativa; UEB: Unidad estatal básica y CCS: Cooperativas de créditos y servicios.

Condiciones climáticas. En general, se caracteriza por tener clima cálido tropical como el resto del país. Algunas peculiaridades del clima local están asociadas con su elevada temperatura, el promedio anual es del orden de los 25 a 27 °C, muy acentuadas durante el verano y especialmente en el mes de julio con 27 a 28 °C. En sentido general, tanto el acumulado promedio anual como mensual de precipitaciones, se comportaron de forma superior a los acumulados históricos de los últimos cinco años, excepto en los meses de junio y julio donde los acumulados fueron menores.

Procedimiento experimental. En cada agroecosistema se seleccionaron las áreas de muestreo representativas, de acuerdo con el área total dedicada al pastoreo. En “El Triángulo” y “El Progreso” se seleccionó en cada una, un potrero de 2.0 ha, en “Cupeycito” de 1,8 ha, en “Ojo de agua” de 1,2 ha y en la “Estación de Pastos” 0,8 ha. El muestreo se desarrolló un vez en el periodo lluvioso (RS) (julio a septiembre) y una vez en el periodo poco lluvioso (DS) (enero- marzo). Para la caracterización de las variables objeto de estudio y el análisis estadístico se definieron tres años: año1 (RS-2014 y DS-2015), año 2 (RS-2015 y DS-2016) y año 3 (RS-2016 y DS- 2017)

Se colocaron en el área de estudio nueve trampas “pitfall” (Greenslade 1964), dispuestas en las diagonales, en forma de cruz, con una trampa en el centro de la misma. Se utilizaron recipientes plásticos de 10 cm de diámetro y 8 cm de profundidad, estos se enterraron a ras del suelo, con el menor disturbio posible en el área circundante. Una vez enterradas se le añadió una solución acuosa detergente al 0.003%, preparada con detergente líquido comercial de LABIOFAM, y se taparon con hojas secas y restos vegetales propios de cada pastizal. A los 7 días se colectó el contenido de las trampas en frascos de cristal y se trasladaron de inmediato al laboratorio. Se extrajeron y contaron los individuos y se colocaron en viales con etanol al 70 %, para su posterior identificación. La clasificación se realizó según los trabajos de Brusca y Brusca (2003) y Díaz et al. (2004), entre otros. Se definieron como variables objeto de estudio: número y riqueza de colémbolos y ácaros.

Se calcularon los índices ecológicos de Shannon-Wiener (H´), de dominancia de Simpson (λ) y de Berger - Parker (d) (Moreno 2001).También se calculó la abundancia proporcional de los grupos tróficos, teniendo en cuenta el número de individuos que pertenecían a cada grupo, con respecto al total.

Análisis estadístico. Se realizó el análisis de varianza no paramétrico por el método de Wilcoxon (Mann- Whitney U) (Lehmann 1975) para muestras independientes basadas en los rangos de las observaciones originales, donde se compararon las variables entre el RP y DP de cada año definido anteriormente. Se aplicó la dócima de Conover (1999) para la comparación de los rangos medios.

Previamente se verificaron los supuestos teóricos del análisis de varianza para las variables estudiadas, a partir de las dócimas de Shapiro y Wilk (1965) para la normalidad de los errores y Levene (1960), para la homogeneidad de varianza. Como las variables analizadas no cumplieron con los supuestos teóricos del ANAVA, se empleó la transformación √x. Sin embargo, como esta no mejoró el cumplimiento de dichos supuestos, se realizó el análisis de varianza no paramétrico. Se empleó el paquete estadístico INFOSTAT versión 2012, elaborado por Di Rienzo et al. (2012).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el presente estudio se encontraron individuos de la mesofauna edáfica pertenecientes a dos clases, cuatro órdenes, seis familias, siete géneros y cinco especies (tabla 2). El orden Collembola fue el mejor representado con cinco géneros.

Estudios realizados en Cuba en agroecosistemas de pastizales (Rodríguez et al. 2011 y Socarrás 2018) exponen diversidad de mesofauna similar a la de la presente investigación, pese a que estas investigaciones se realizaron en la región occidental del país en condiciones edafoclimáticas diferentes.

Table 2 Taxonomic and functional composition of the edaphic mesofauna in five grassland agroecosystems of Granma province 

Por su parte, Socarrás e Izquierdo (2016) en un estudio realizado en un pastizal en suelo Ferralítico rojo típico, ubicado en Artemisa, compuesto por M. maximus, Cynodon nlemfuensis y Teramnus uncinatus, informaron la presencia de ácaros pertenecientes a Oribatida y Gamasidae como los más abundantes, lo que coincide con lo constatado en el presente estudio. Resultados similares obtuvieron Águila et al. (2016) en otros agroecosistemas agrícolas sobre suelos pardos mullidos en la provincia de Villa Clara.

Los ácaros oribátidos se han señalado como bioindicadores en suelos agrícolas porque interactúan en la descomposición de la materia orgánica en interacción con la microflora. Además, son sensibles al porcentaje de humedad, el pH, las prácticas agrícolas realizadas por el hombre y el uso de insecticidas. Los gamasinos son reconocidos como depredadores y ejercen control en las poblaciones de nemátodos y otros microartrópodos edáficos (Socarrás 2018). Estos se relacionan con suelos perturbados que poseen cambios desfavorables en régimen de humedad.

La representación del orden Collembola en estos agroecosistemas constituye un indicador del estado de los mismos. Por lo general, los colémbolos se han utilizado como bioindicadores de calidad del suelo y del manejo de los ecosistemas (Cuchta et al. 2019). La presencia de las familias Entomobryidae e Isotomidae en este estudio, pudiera estar asociada a la contribución que realizan los animales con sus excretas al reciclaje de nutrientes, pues según Socarrás y Rodríguez (2001) estas familias se asocian a suelos manejados con alternativas agroecológicas a partir del uso de diferentes tipos de abonos orgánicos.

Influencia de la época en la riqueza y abundancia de la mesofauna edáfica. Se reconoce que la mesofauna, es muy sensible a los cambios climáticos, que le ocasionan variaciones en su densidad y diversidad (Socarrás e Izquierdo, 2014). En el presente estudio solo se detectó influencia significativa de la época en la riqueza y abundancia de la mesofauna edáfica, en el tercer año en todos los sistemas (tabla 3).

En el agroecosistema “El Triángulo” existieron diferencias significativas en todas las variables objeto de estudio, en este caso las mismas mostraron un mejor comportamiento en el DS. En “El Progreso” se constataron diferencias significativas en las variables correspondientes a los colémbolos quienes fueron superiores en el DS en “Cupeycito” solo para el número de ácaros y en la “Estación de Pastos” para las dos variables correspondientes a los ácaros, quienes en todos los casos estuvieron mejor representados en el RS. En el agroecosistema “Ojo de agua” hubo diferencias significativas en las dos variables de ácaros que, en este caso mostraron un mejor comportamiento en el RS.

Los resultados obtenidos fueron inferiores a los informados por Hernández et al. (2018), quienes obtuvieron mayores valores de la mesofauna total en el RS con respecto al DS, con predominio de este grupo zoológico en las áreas forrajeras con respecto a los pastizales y el policultivo, en la localidad de Cangrejeras, Artemisa, Cuba. Sin embargo, en otras investigaciones Fernández et al. (2015) obtuvieron mayor número de ácaros en el DS, en cuatro fincas en conversión hacia la producción agroecológica en suelo pardo mullido con y sin carbonatos, localizadas en el municipio Cruces de la provincia de Cienfuegos.

En cuanto al comportamiento de los colémbolos se pudo apreciar que en los agroecosistemas “Cupeycito” y “Ojo de agua” solo se detectó su presencia en el RS (tabla 3); lo que coincide con lo informado por Cole et al. (2006) quienes encontraron presencia máxima de estos grupos en el RS. Sin embargo en los agroecosistemas “El Triángulo” y “El Progreso” el comportamiento de este grupo fue estadísticamente superior en el DS, lo que pudiera deberse a variaciones climáticas locales, pues estas áreas se encuentran aledañas.

En la mayoría de los muestreos en el agroecosistema de la “Estación de Pastos” se determinó mayor cantidad de individuos de la mesofauna lo cual pudiera estar asociado a la presencia del sistema silvopastoril. En estudios realizados en Nicaragua, Escobar et al. (2017), también informaron mayor abundancia de ácaros y colémbolos en sistemas silvopastoriles respecto a otros ecosistemas de potreros tradicionales y bosque latifoliados.

Índices ecológicos. Según Moreno (2001) la principal ventaja de los índices ecológicos es que resumen mucha información en un solo valor y permite hacer análisis rápidos entre la diversidad de distintos hábitats o la diversidad de un mismo hábitat a través del tiempo y sugiere que lo más conveniente es presentar valores tanto de la riqueza como de algún índice de la estructura de la comunidad, de tal forma que ambos indicadores sean complementarios en la descripción de la biodiversidad, como se hizo en la presente investigación.

En tal sentido el índice Shanon-Weiner (H´), mostró bajos valores de diversidad biológica (figura 1).

Table 3 Influence of the season in the edaphic mesofauna (collembolans and acari) in five grassland agroecosystems of Granma province during the third year including the RS-2016 and DS-2017 

Average of the ranges, ( ) mean of the original data, SD: standard deviation of the original data

Fig. 1 Ecological indexes of the edaphic mesofauna in five grassland agroecosystems of Granma province 

El mayor valor registrado fue de 1,35 y se detectó en el RS del primer muestreo, en “Ojo de agua”. En el resto de los agroecosistemas y períodos evaluados el valor estuvo por debajo de 1,2. Según Ramírez (2013) los valores de H´ que se encuentran por debajo del rango de 1,5-3,5, indican baja diversidad; mientras que Caicedo et al. (2018) plantearon que los ecosistemas muy biodiversos pueden llegar a tener valores cercanos a cinco. Wu y Wang (2018), por su parte, en un estudio realizado en diferentes tipos de bosques mostraron valores de H´ de la mesofauna edáfica cercanos a tres, lo que es indicativo de mejores condiciones edafoclimáticas para el desarrollo de este tipo de biota, con respecto a los agroecosistemas de pastizales donde se realizó el presente estudio.

El índice de Simpson (λ) y el índice de Berguer- Parker (d), se comportaron de forma variable en los agroecosistemas, aunque es necesario señalar que en “El Progreso” y “Estación de Pastos”, fueron superiores a 0,5, en la mayoría de los años.

Por otro lado, no se constaron mayores valores de riqueza de especies (S) (tabla 4) ni de H´, en los periodos lluviosos evaluados, con respecto a los poco lluviosos, con excepción de “El Progreso”. En los agroecosistemas “Cupeycito” y “Ojo de agua” los valores de S y H´ fueron inferiores en el último período de muestreo, lo que contrasta con lo observado en el pastizal correspondiente a la “Estación de Pastos”, cuyos valores fueron en aumento, aun cuando se mantuvieron elevados los índices de dominancia.

Table 4 Total richness of taxonomic units of the edaphic mesofauna in five grassland agroecosystems of Granma province 

En este sentido Guidetti et al. (2017) informaron valores de λ entre 0,36 y 0,62, en un estudio de la mesofauna edáfica realizado en cinco usos de la tierra que incluyó varios tipos de pastizales en el estado de Paraná, Brasil. Estos autores también constataron valores de S que osciló entre 7 y 13 especies.

Composición trófica de los componentes de la mesofauna edáfica. La comunidad de la mesofauna del suelo estuvo compuesta por dos categorías tróficas en todos los agoecosistemas estudiados: detritívoros y depredadores. Estas categorías desempeñan importante papel en la estabilidad ecológica del suelo. Los depredadores solo estuvieron representados por la familia Gamasidae (Mesostigmata), que es un taxón depredador de estados inmaduros de oribátidos y colémbolos (Socarrás e Izquierdo 2016). El resto de los taxa identificados en el presente estudio se clasificaron como detritívoros, excepto R. setosus, que por su escasa presencia no se consideró para el análisis.

Collembola es un orden detritívoro, indicador de equilibrio y de buenas condiciones edáficas (humedad y calidad de la MO) según señalan George et al. (2017). Cole et al. (2006), plantean que ellos desempeñan decisivo papel en el reciclaje de los restos orgánicos y son capaces de fraccionar y triturar los restos vegetales, lo que aumenta la implantación de la microflora.

El comportamiento de los grupos tróficos por pastizal fue variable en cada muestreo realizado (figura 2). Cabe significar el predominio de los depredadores en todos los muestreos realizados en la “Estación de Pastos”, los que exhibieron abundancia proporcional superior al 65 % en todos los casos. Al parecer en las condiciones de este sistema silvopastoril se pudo mantener un equilibrio en la relación presa-depredador. Este resultado pudiera ser indicativo de que los gamasinos (depredadores) tienen buenas condiciones para su desarrollo en este agroecosistema, lo que pudiera estar relacionado con la disponibilidad de alimentos y las condiciones del hábitat en sentido general.

Sin embargo, Socarrás (2018) informó mayor número de organismos detritívoros, seguido de los depredadores y fungívoros en bosque secundario, sistema silvopastoril y pastizal cultivado, en el municipio de Güines, provincia de Mayabeque. En estudios anteriores este mismo autor indicó que en ambas estaciones y años de muestreo, existió un incremento en el número de individuos detritívoros con respecto al resto de los grupos tróficos en las tres áreas estudiadas: forraje, policultivo y pastizal tradicional en Artemisa (Socarrás e Izquierdo, 2016).

En sentido general, los resultados obtenidos en el presente estudio pudieran estar influenciados por la variabilidad de los indicadores climáticos (Herrera et al., 2018). Estos autores señalaron la variabilidad de las precipitaciones e indicaron expresarlas, además, como el número de días con lluvia, lo que ofrecerá la posible distribución del grado de humedad del suelo. Todo lo anterior, unido a las características contrastantes de los agroecosistemas estudiados, pudo haber tenido influencia directa en la variabilidad del comportamiento de la mesofauna edáfica observada. Otro factor a señalar es la propia versatilidad en la distribución espacio temporal de este tipo de biota edáfica, que está en dependencia de las condiciones específicas del microhábitat en el suelo.

Fig. 2 Proportional abundance of functional groups of the edaphic mesofauna in five grassland agroecosystems of Granma province 

Se concluye que la riqueza y abundancia de la mesofauna edáfica en los agroecosistemas de pastizales estudiados fue baja y muy variable en ambos períodos climáticos. Se encontraron individuos pertenecientes a las categorías trófica de depredadores y detritívoros, los cuales mostraron abundancia relativa variable, en cada agroecosistema y muestreo realizado; excepto en la “Estación de Pastos” donde existió predominio de los depredadores. Finalmente estos resultados constituyen un aporte a las investigaciones sobre la mesofauna edáfica en agroecosistemas de pastizales en la región oriental de Cuba, las cuales deben profundizarse para lograr mejor comprensión del comportamiento de este grupo de la biota del suelo y su relación con las condiciones edafoclimáticas imperantes.

Agradecimientos

A Diana Bruqueta Yero, Luis Licea Castro y Héctor Sariol por su valiosa ayuda para la realización de la investigación

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Recibido: 12 de Septiembre de 2018; Aprobado: 20 de Enero de 2019

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