ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Comportamiento de comunidades de lombrices de tierra en dos sistemas ganaderos
Behavior of earthworm communities in two livestock production systems
]]>
Saray Sánchez y Marta Hernández
Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey» Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
E-mail: saray.sanchez@indio.atenas.inf.cu
RESUMEN
Con el objetivo de evaluar el comportamiento de comunidades de lombrices de tierra en dos sistemas ganaderos (pastizal de gramíneas y sistema silvopastoril), los cuales se manejaron para la ceba de animales vacunos y la producción de semillas, se realizó una investigación en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», Matanzas. Para el estudio de las comunidades de lombrices se hicieron seis colectas. En cada una de las áreas descritas se tomaron 40 muestras de suelo, según la Metodología del Programa de Investigación Internacional «Biología y Fertilidad del Suelo Tropical». Se encontraron 297 y 740 organismos en el pastizal de gramíneas y en el sistema silvopastoril, respectivamente. La especie Onychochaeta elegans mostró una mayor abundancia proporcional en el pastizal de gramíneas; mientras que en el sistema silvopastoril se encontraron tres especies, de ellas dos típicas de zonas boscosas: Polypheretima elongata y Onychochaeta windlei; la primera tuvo un mayor valor, con diferencias significativas respecto a las especies halladas del género Onychochaeta. Se concluye que la presencia de árboles en pastizales de gramíneas contribuye a estimular los organismos del suelo, en especial las lombrices de tierra, las que desempeñan un papel importante al mejorar no solo los indicadores físicos y químicos de este, sino también como estimuladoras de otros organismos.
Palabras clave: Lumbricidae, pastizales, sistemas silvopascícolas.
In order to evaluate the behavior of earthworm communities in two livestock production systems (grassland and silvopastoral system), which were managed for cattle fattening and seed production, a study was conducted at the Experimental Station of Pastures and Forages «Indio Hatuey», Matanzas. For the study of the earthworm communities six collections were made. In each of the described areas 40 soil samples were taken, according to the Methodology of the International Research Program «Tropical Soil Biology and Fertility». In the grassland and the silvopastoral system, 297 and 740 organisms were found, respectively. The species Onychochaeta elegans showed higher proportional abundance in the grassland; while in the silvopastoral system three species were found, two of them typical of forest areas: Polypheretima elongata and Onychochaeta windlei; the former showed a higher value, with significant differences as compared to the species found of the Onychochaeta genus. It is concluded that the presence of trees in grasslands contributes to stimulate edaphic organisms, especially earthworms, which play an important role not only by improving soil physical and chemical indicators, but also as stimulators of other organisms.
Key words: Lumbricidae, grasslands, silvopastoral systems.
INTRODUCCIÓN
En los últimos años se ha revalorizado la importancia de la diversidad de la biota del suelo en el funcionamiento global del ecosistema. En este sentido, son numerosos los estudios que muestran claramente la sensibilidad de las comunidades de organismos edáficos ante el manejo del suelo, los cambios en la cobertura y la transformación de la vegetación, así como el efecto profundamente negativo de las perturbaciones impuestas por los sistemas de cultivo (De Aquino et al., 2008).
Como resultado de lo anterior, determinados organismos se consideran bioindicadores de la estabilidad y la fertilidad del suelo, en especial las lombrices de tierra (George, 2006), y llegan a establecer el estado de los suelos en diversos usos de la tierra.
Las lombrices de tierra representan la mayor biomasa animal en la mayoría de los ecosistemas terrestres, y allí donde son abundantes pueden procesar a través de sus cuerpos hasta 250 toneladas de suelo al año, por hectárea. Este inmenso trabajo influye de forma significativa en las propiedades físicas, químicas y biológicas, y otorga a estos organismos un papel crucial en la modificación de su estructura, en la aceleración de la descomposición de la materia orgánica y del reciclado de nutrientes, que tiene a su vez efectos importantes sobre las comunidades vegetales que viven por encima de la superficie del suelo (Domínguez et al., 2009).
Por lo antes expuesto, el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el comportamiento de las comunidades de lombrices de tierra en dos sistemas de uso ganadero (pastizal de gramíneas y sistema silvopastoril), en un suelo Ferralítico Rojo lixiviado. ]]>
MATERIALES Y MÉTODOS
Las investigaciones se realizaron en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», situada entre los 22°, 48' y 7" de latitud Norte y los 81° y 2' de longitud Oeste, a 19,01 msnm, en el municipio de Perico, provincia de Matanzas, Cuba.
El suelo donde se llevó a cabo la fase experimental se clasifica como Ferralítico Rojo lixiviado (Hernández et al., 1999).
Se evaluaron dos sistemas ganaderos: un sistema convencional (monocultivo de gramíneas) y un sistema silvopastoril, que se encontraban en explotación continua (diez años) y durante ese tiempo no se realizaron labores culturales. Cada uno de ellos tenía características propias, determinadas por la vegetación dominante, la carga y el manejo. Ambos se manejaron para la ceba de animales vacunos y la producción de semillas. Las principales peculiaridades de cada uno de estos pastizales se indican a continuación:
- Sistema convencional (monocultivo de gramíneas). La composición florística de este pastizal indicó 80% de Panicum maximum; 9,6% de pastos naturales (Paspalum notatum y Sporobolus indicus); 6% de Cynodon nlemfuensis; 2,5% de leguminosas herbáceas y 1,9% de suelo descubierto.
- Sistema silvopastoril con P. maximum cv. Likoni y Leucaena leucocephala cv. Cunningham. En este sistema P. maximum representaba el 79,7% de la composición florística, seguido por 8,9% de pastos naturales (S. indicus y P. notatum); 7,6% de C. nlemfuensis y 3,4% de leguminosas herbáceas. La población de L. leucocephala era de 595 plantas ha-1.
La masa animal en ambos sistemas estaba formada por bovinos de la raza Cebú en la fase de crecimiento-ceba. Durante el período evaluado la carga global promedio fue de 1,2 UGM ha-1, con intensidades de pastoreo de 50 y 83 UGM ha-1día-1, y rotaciones del pastizal entre 54-63 días y entre 36-45 días en las épocas de seca y lluvia, respectivamente.
Para el estudio de las comunidades de lombrices se hicieron, en los dos sistemas, seis colectas durante tres años. En cada colecta se realizaron 40 monolitos de 25 x 25 x 30 cm, para un total de 240 en cada sistema, según la Metodología del Programa de Investigación Internacional «Biología y Fertilidad del Suelo Tropical» (Anderson e Ingram, 1993), que consistió en la extracción en un transepto, cuyo punto de origen y dirección se determinó al azar. Los ejemplares se colectaron manualmente in situ en tres profundidades del suelo (0-10, 10-20 y 20-30 cm) y se preservaron en solución de formalina al 4% y alcohol 70%. ]]>
Los organismos se identificaron hasta el nivel más bajo posible, y se emplearon las claves de Brinkhurst y Jamieson (1971) y Sims (1980). La clasificación desde el punto de vista funcional (epígeos, anécicos y endógeos) se realizó de acuerdo con lo recomendado por Lavelle (1997). Se calculó la abundancia proporcional (%) para cada taxón, mediante la relación entre la cantidad de individuos que pertenecían a un grupo taxonómico y el total de individuos de todos los grupos taxonómicos.En cada punto de muestreo se tomaron muestras de suelo en cada profundidad. Después de secadas al aire, se pasaron por un tamiz con malla de 0,5 mm y se les determinó el contenido de MO y N mediante las técnicas de la AOAC (1995), el fósforo por el método de Oniani (1964); el Ca y Mg mediante las técnicas de Paneque (1965) y el pH por el método potenciométrico.
Para el procesamiento de la información se utilizó un modelo lineal de clasificación simple según el programa estadístico INFOSTAT 2001, versión 1.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En los sistemas estudiados se encontraron un total de 1 037 organismos (297 en el pastizal de gramíneas y 740 en el sistema silvopastoril) pertenecientes al phylum Annelida, clase Oligochaeta (tabla 1).
Las tres especies halladas correspondieron a organismos endógeos y el 100% son mesohúmicas, es decir, viven en el suelo y se alimentan de materia orgánica o de raíces (vivas o muertas). Debido a la baja cantidad y calidad de los recursos nutritivos, suelen seleccionar partículas más ricas en C y tienen que ingerir grandes cantidades de suelo para alimentarse, por lo que producen amplias galerías y abundantes excretas de diferente tamaño y composición físico-química y biológica. Las galerías pueden llegar a ser muy profundas y representar una parte importante de la macroporosidad, lo que hace que sean reconocidas como excavadores activos que pueden fortalecer la formación de bioporos y de agregados estables (Anderson e Ingram, 1993).
Las lombrices de tierra han sido reportadas por numerosos autores como el grupo predominante dentro de la macrofauna edáfica en la mayoría de los ecosistemas agropecuarios, y en especial en los ecosistemas más húmedos y en los pastizales (Jiménez y Decaëns, 2004; Suthar, 2009).
Estos organismos, clasificados por su rol ecológico y funcional como ingenieros del ecosistema, según Lavelle et al. (1994), realizan cambios físicos en el suelo que controlan la disponibilidad de los recursos para otros organismos edáficos, incluyendo las plantas y sus raíces. Con su actividad los ingenieros crean estructuras físicas biogénicas que ejercen un efecto regulador sobre los organismos menores, a través de: 1) la competencia por los recursos, principalmente materia orgánica; 2) la activación de la microflora edáfica, por la vía de los mutualismos y el efecto primario (priming effect); 3) su influencia en el ciclo del carbono y la disponibilidad de nutrientes; y 4) cambios en la actividad rizosférica, como el crecimiento de las raíces y de las poblaciones de organismos rizosféricos (Lavelle, 1997; Brown et al., 2001).
Las diferentes especies de lombrices responden de forma diferente al sistema utilizado. En la figura 1 se muestra la abundancia proporcional de las especies encontradas en el pastizal de gramíneas. La especie Onychochaeta elegans presentó una mayor abundancia proporcional, y tuvo diferencias altamente significativas con respecto a Polypheretima elongata. ]]>
Esta especie también fue hallada por varios autores en monocultivo de gramíneas (Cabrera, 2006; Feijoo et al., 2007), y la señalan como indicadora de ambientes altamente perturbados, por ejemplo de cultivos con empleo de insumos químicos o de pastizales carentes de sombra.
Por su parte, en el sistema silvopastoril (fig. 2) se encontraron tres especies, de ellas dos típicas de zonas boscosas: P. elongata y Onychochaeta windlei; la primera mostró un mayor valor, con diferencias significativas respecto a las especies encontradas del género Onychochaeta.
Según Fragoso et al. (1999), la estructura de las comunidades de lombrices de tierra es determinada por varios factores jerárquicos, como la temperatura en el nivel superior, seguida por factores edáficos (estado nutricional, textura, etc.) y ambientales (variación estacional).
En el presente estudio, las diferencias entre los sistemas pudieran estar relacionadas con las mejores condiciones ambientales, fundamentalmente la temperatura y la humedad, que propicia la presencia de los árboles en el sistema silvopastoril, la cantidad de hojarasca acumulada en el suelo, así como el estado nutricional del suelo.
Al analizar la composición química del suelo en ambos sistemas (tablas 2 y 3) se encontró un comportamiento más favorable de los indicadores a favor del sistema silvopastoril, con un contenido de materia orgánica entre 4,06-4,53%, debido a un mayor reciclado de nutrientes, característico de dicho sistema.
Calzadilla et al. (1993) señalaron que como resultado de siete años de reforestación y regeneración natural en los cuartones de silvopastoreo, los suelos se mejoraron considerablemente y el contenido de materia orgánica se elevó de 3,4 a 4,19%, lo cual fue similar a lo ocurrido en la presente investigación.
Se concluye que la presencia de los árboles en pastizales de gramíneas contribuye a estimular los organismos del suelo, en especial las lombrices de tierra, las que desempeñan un rol importante, al mejorar no solo los indicadores físicos y químicos, sino también como estimuladoras de otros organismos edáficos.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ]]>
1. Anderson, J.M. & Ingram, J. (Eds). Tropical soil biology and fertility. A handbook of methods. 2nd ed. CAB International. Wallingford, UK. 221 p. 1993.2. AOAC. Official methods of analysis. 16th ed. Ass. Off. Agric. Chem. Washington, D.C. 1995.
3. Brinkhurst, R.O. & Jamieson, B.G.M. Aquatic Oligochaeta of the world. Universidad of Toronto Press, Canada. 860 p. 1971.
4. Brown, G.G. et al. Diversidad y rol funcional de la macrofauna edáfica en los ecosistemas tropicales mexicanos. Acta Zool. Mex. 1:79. 2001
5. Cabrera, G de la C. La macrofauna edáfica en la valoración de manejos agroecológicos empleados en sistemas ganaderos en La Habana, Cuba. Resúmenes IV Congreso Latinoamericano de Agroforestería para la producción pecuaria sostenible. III Simposio sobre sistemas silvopastoriles para la producción ganadera sostenible. EEPF «Indio Hatuey». Matanzas, Cuba. p. 104. 2006
6. Calzadilla, E. et al. Informe de experimento silvopastoril. Instituto de Suelos. La Habana, Cuba. 12 p. 1993
7. De Aquino, A.M. et al. Diversidade da macroafauna edafica no Brasil. Em: Biodiversidade do solo en Ecossistemas Brasileiros. (Eds. Fátima M.S. Moreira, J.O. Siqueira y Lijbert Brussaard). Ed. UFLA. Lavras, Brasil. p. 143. 2008
8. Domínguez, J. et al. The role of earthworms on the decomposition of organic matter and nutrient cycling. Ecosistemas. 18 (2):20. 2009
9. Feijoo, A. et al. Relaciones entre el uso de la tierra y las comunidades de lombrices en la cuenca del río La Vieja, Colombia. Pastos y Forrajes. 30:235. 2007
10. Fragoso, C. et al. Earthworm communities of tropical agroecosystems: origin, structure and influence of management practices. In: Earthworm management in tropical agroecosystems. (Eds. P. Lavelle, L. Brussaard and P. Hendrix). CABI International. Wallingford, UK. p. 87. 1999
11. George, A. Estudio comparativo de indicadores de calidad de suelo en fincas de café orgánico y convencional en Turrialba, Costa Rica. Tesis como requisito para optar por el grado de Magister Scientiae en Agricultura Ecológica. Turrialba, Costa Rica. 118. 2006 p.
12. Hernández, A. et al. Nueva versión de la clasificación genética de los suelos de Cuba. Ministerio de la Agricultura. La Habana, Cuba. p. 26. 1999
13. InfoStat. Software estadístico. Manual de usuario. Versión 1. Córdoba, Argentina. 2001
14. Jiménez, J.J. & Decaëns, T. The impact of soil organisms on soil functioning under neotropical pastures: a case study of a tropical anecic earthworm species. Agriculture, Ecosystems and Environment. 103:329. 2004
15. Lavelle, P. Faunal activities and soil processes: Adaptative strategies that determine ecosystem function. Adv. Ecol. Res. 24:9. 1997
16. Lavelle, P. et al. The relationship between soil macrofauna and tropical soil fertility. In: The biological management of tropical soil fertility. (Eds. P.L. Woomer and M. J. Swift). John Wiley and Sons. Chichester, UK. p. 137. 1994
17. Oniani, O.G. Determinación del fósforo y potasio del suelo en una misma solución de los suelos Krasnozen y Podsólicos en Georgia. Agrojima. 6:25. 1964
18. Paneque, V. Manual de práctica de suelos. Universidad de La Habana. La Habana, Cuba. 1965
19. Sims, R.W. A classification and the distribution of earthworms suborden Lumbricina (Haplotaxida: Oligochaeta). Bull. Br. Mus.Nat. Hist. Zool. 39:103. 1980
20. Suthar, Surindra. Earthworm communities a bioindicator of arable land management practices: A case study in semiarid region of India. Ecological Indicators. 9:588. 2009
Recibido el 7 de septiembre del 2010
Aceptado el 18 de marzo del 2011 ]]>
