Arboleda de ficus (Ficus sp.) (sistema Bosque)
Plantación de mango (Mangifera indica) de 35 años (sistema Frutales)
Cultivo intensivo (sistema Cultivos Varios)
En la Tabla I se presentan las principales características físico-químicas y contenido de materia orgánica de los horizontes genéticos de los suelos bajo estudio (8).
Procedimiento experimental
En cada sistema de uso del suelo se empleó el método de muestreo aleatorio simple (14), tomándose diez muestras por cada sistema, a las profundidades de 0-20 y 20-40 cm, utilizando una pala, sin dañar la conformación del suelo. Cada muestra pesaba 500 g y se transportaron en frascos plásticos de tapa ancha. Las muestras fueron colocadas al aire libre para su secado y posteriormente fueron analizadas en el laboratorio del Grupo de Investigaciones Agrofísicas (GIAF) de la Universidad Agraria de La Habana (UNAH).
Cada muestreo se realizó en cinco momentos, cada dos meses, durante el período de septiembre de 2008 a mayo de 2009, abarcando un período de diez meses y dos épocas climáticas. Las fechas en que se ejecutaron los muestreos aparecen en la Tabla II, así como el estado del suelo del área de Cultivos Varios.
El comportamiento de las variables meteorológicas durante el período en el que se realizaron las evaluaciones se describen en la Figura 1.
Evaluaciones realizadas y metodología empleada
Se evaluó el estado de la estructura del suelo a través de las determinaciones del índice de estabilidad estructural mediante el método de Savinov que incluye las evaluaciones en tamiz seco y húmedo (15). Los contenidos de agregados de 0.25-10 mm de las fracciones se compararon con la tabla de interpretación propuesta por Kaurichev (16) (Tabla III).
Los índices de estabilidad estructural se determinaron según las siguientes fórmulas (15):
donde:
Ag: agregados
Keh: coeficiente de estabilidad estructural en tamiz húmedo
Kes: coeficiente de estabilidad estructural en tamiz seco
Th: tamiz húmedo
Ts: tamiz seco
Ie: índice de estabilidad estructural
La determinación del factor de dispersión se realizó mediante el análisis mecánico de los suelos, por el método de Bouyoucos con pirofosfato de sodio y hexametafosfato de sodio (15). El cálculo del factor de dispersión se efectuó por la división del porcentaje de arcilla de microagregados entre el porcentaje de arcilla del análisis mecánico multiplicado por 100. Este análisis fue realizado a la profundidad de 0-20 y 20-40 cm en las tres variantes de uso del suelo solamente en el muestreo número tres, correspondiente al mes de enero de 2009, debido a que este es un indicador que varía lentamente en el tiempo.
Análisis estadístico
A todas las variables evaluadas por cada variante del uso del suelo y en cada momento de muestreo, se les determinó la media y el intervalo de confianza de las medias. La comparación se realizó mediante el análisis de los intervalos de confianza (±Z1.Esx) para una significación de 0,05, a través del procesador de datos Excel.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
]]> El estado estructural del suelo se evaluó como satisfactorio en el sistema de Bosque, con un 44,5 y 46,9 % de agregados en las profundidades de 0-20 y 20-40 cm para el tamizado en seco y en el tamizado en húmedo se evaluó como excelente con un 73,1 y 74,2 % de agregados para cada profundidad.En el sistema de Frutales el estado estructural fue satisfactorio con un 40,3 y un 41,1 % a 0-20 cm y a 20-40 cm respectivamente, con el tamizado en seco y en el tamizado en húmedo fue evaluado como bueno con un 62,2 % a 0-20 cm y 66,1 % de los agregados para 20-40 cm.
El estado estructural del suelo en el sistema Cultivos Varios con tamizado en seco se evaluó como no satisfactorio debido a la presencia de un 36,2 % de los agregados en el rango de 0,25-10 mm para la profundidad de 0-20 cm y de 32,5 % a los 20-40 cm. Con respecto al tamizado en húmedo se evalúo como satisfactorio con un 51,2 y 50,2 % de los agregados respectivamente para cada profundidad.
Cuando el estado estructural se evalúa de satisfactorio, en el suelo existen buenas condiciones de porosidad, relación aire-agua, penetración radicular y retención de humedad (17). En suelos con predominio de agregados menores de 0,25 mm no ocurre así, debido a las afectaciones que pueden crear en las características estructurales el predominio de estas fracciones debido a que desfavorecen la porosidad de aeración, al rellenar los poros y favorecer la compactación del suelo. También el predominio de los agregados mayores de 10 mm en un suelo degradado, favorece una baja porosidad, lo que contribuye a aumentar el grado de compactación del suelo (18).
Al analizar el comportamiento del coeficiente de estabilidad estructural en seco, se observó que para la profundidad de 0-20 cm los mayores valores se alcanzaron en los sistemas Bosque y Frutales (figura 2A), presentando diferencias entre ellos solo en el análisis realizado en el mes de enero, igualmente para la profundidad de 20-40 cm se alcanzaron resultados similares (Figura 2B), entre el sistema Bosque y Frutales existió diferencias significativa en los meses de enero y marzo.
]]> Este comportamiento del coeficiente de estabilidad en seco pudo estar dado por la acción de las raicillas de las plantas, que exudan polisacáridos, los cuales se adhieren a las partículas del suelo, ayudando a la formación y conservación de los agregados (19,20). En este caso, aunque no fue cuantificado, se observó una mayor presencia de raíces en las muestras del suelo de Bosque, seguida del suelo con Frutales y en menor medida, el suelo con Cultivos Varios.
Además, la materia orgánica contenida en los suelos influye positivamente en el comportamiento de la estructura, puesto que se reduce el fenómeno de dilatación y permeabilidad, y disminuye las fuerzas destructivas por estallido del agregado (21,22). Igualmente, al no existir movimiento del suelo por laboreo en los sistemas Bosque y Frutales, hace que en estos ecosistemas no perturbados se mantenga una estructura favorable con una alta concentración de carbono orgánico (23).
Al contrario, en los suelos donde se realizan labores de labranza, como es el caso del sistema Cultivos Varios, en el que se produce un incremento de la oxidación y descomposición de la materia orgánica debido al laboreo, la meteorización y su uso intensivo, se reduce la capacidad de mantener la estrutura del suelo (24).
Con relación al coeficiente en húmedo, este es un parámetro que mientras menor es su valor, mayor estabilidad presentan los agregados por la influencia del agua. Durante el tamizado en húmedo en ambas profundidades se observaron valores superiores en el sistema Cultivos Varios (Figura 3), seguido del sistema Frutales y el sistema Bosque, reflejándose un incremento en el sistema Cultivos Varios en los meses de enero y marzo. Los sistemas Bosque y Frutales en la profundidad de 0-20 cm no presentaron diferencias en los meses de septiembre y noviembre, a los 20-40 cm en los meses de septiembre, noviembre y mayo.
Los resultados en el suelo más degradado se deben a que el agua influye en la desintegración de los agregados de diámetros intermedios, quedando solo los agregados más grandes y las fracciones más pequeñas. Sin embargo, en los otros suelos, mantienen gran parte de sus estructuras ante la acción del agua, debido a que presentan mayor contenido de materia orgánica, que actúa como agente cementante de las partículas del suelo (4).
]]> Este comportamiento de valores superiores del coeficiente de estabilidad en húmedo a ambas profundidades en el sistema Cultivos Varios, fue producto a que los suelos más degradados por los efectos del agua se dispersan mecánicamente las partículas, al presentar los agregados una débil cohesión interna (6).
Los resultados en el índice de estabilidad manifestaron para ambas profundidades que el sistema Bosque se comportó con valores superiores en comparación con el sistema Frutales y el sistema Cultivos Varios, excepto a la profundidad de 0-20 cm donde en el mes de septiembre el sistema Bosque reflejó los valores inferiores con relación a los demás sistemas analizados y a los 20-40 cm no existieron diferencias entre los sistemas Bosque y Frutales en los meses de noviembre y mayo. Este resultado demuestra que el sistema Bosque, debido a sus condiciones de fertilidad y su contenido de materia orgánica, muestra cierta resistencia a los efectos del agua en cuanto a destrucción de sus agregados estructurales (Figura 4).
Para el caso del sistema Cultivos Varios en ambas profundidades se refleja como a partir del mes de enero se produce un ligero descenso del Ie, al contrario del sistema Bosque, lo que puede estar relacionado por la influencia de la falta de humedad en los suelos en esos meses de poca lluvia y las labores de preparación del suelo.
En los suelos que presentan cierto grado de degradación, el impacto de las gotas de lluvia le confiere una baja estabilidad y una alta susceptibilidad a la separación de los agregados (19,21). Este fenómeno ocurre debido a que el agua al ponerse en contacto con los terrones, facilita la disgregación de estos, producto de la dilatación y separación de sus partículas y a un desplazamiento del oxígeno por el agua en la fracción porosa del suelo (18). Sin embargo, este proceso no ocurre así en los suelos que presentan vegetación o cobertura vegetal, que actúa como amortiguador, protegiendo la superficie del suelo (6,25).
En la Tabla IV se muestran los resultados de los análisis mecánicos y de microagregados, con los cuales se determinó el factor de dispersión. Los menores resultados en ambas profundidades se observaron en el sistema Bosque y el sistema Frutales, al contrario del sistema Cultivos Varios, que manifestó valores superiores, indicando que existe mayor cantidad de arcilla dispersa a las profundidades estudiadas (16), con valores superiores al punto crítico del 25 % (26).
]]> El sistema Cultivos Varios presentó mayor Kd, ya que al oxidarse la materia orgánica se produce la ruptura de los microagregados aumentando la arcilla dispersa en el suelo, la cual rellena los poros de los agregados formando estructuras más grandes, llegando a formar un piso de arado, favoreciendo el lavado lateral del material del suelo y aumentando la compactación (4).
Al hacer una relación del índice de estabilidad con el factor de dispersión en estos suelos se muestra como el índice de estabilidad tiende a disminuir a medida que el suelo es más explotado (Figura 5); sin embargo, en el sistema Bosque y el sistema Frutales el factor de dispersión se mantiene con valores similares. En cambio, el sistema Cultivos Varios presenta un menor valor en cuanto a la estabilidad de la estructura, y el factor de dispersión es superior en comparación a los otros suelos estudiados.
Los resultados en cuanto a la estabilidad de los agregados en los suelos concuerdan con trabajos realizados donde se evalua este indicador, a partir de otros métodos de análisis y en distintos tipos de suelos. Ejemplo de esto, se ha encontrado que cuando se utilizan sistemas de cultivos con labranza continua durante varios años, en comparación con sistemas de siembra directa, se afectan los agregados con diámetro superior a 0,25 mm (27). También los niveles de labranza en los suelos, convencional en comparación con la reducida, influyen negativamente en la estabilidad de la estructura, afectando los agregados con tamaños mayor de 2 mm (28).
En trabajos relacionados con el cambio del uso de los suelos de bosques a sistemas de cultivos, se ha comprobado como la intensificación de la actividad agrícola provoca un deterioro paulatino de las condiciones de la estructura del suelo para un adecuado desarrollo de los cultivos (20,23).
CONCLUSIONES
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Los mejores valores de los indicadores evaluados se presentaron en el Sistema Bosque, seguido del Sistema Frutales, indicando que en estos sistemas, la estructura del suelo tiene cierto grado de conservación.
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En el sistema Cultivos Varios, sometido a laboreo intensivo del suelo, se presentan los peores valores de los indicadores evaluados, lo cual es resultado del grado de degradación producto al manejo inadecuado que se le realiza.
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Recibido: 25/10/2016
Aceptado: 08/05/2017
Andy Bernal-Fundora, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, CP 32700. Email: andy@inca.edu.cu
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