CALIDAD DE SUELOS EN PLANTACIONES DE CACAO
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CALIDAD DE SUELOS EN PLANTACIONES DE CACAO
CALIDAD DE SUELOS EN PLANTACIONES DE CACAO (Theobroma cacao), BANANO (Musa AAA) Y PLÁTANO (Musa AAB) EN EL VALLE DE TALAMANCA, COSTA RICA Por: Rolando Cerda B. Consejera principal: Gabriela Soto Miembros del comité: Eduardo Somarriba, Ana Tapia, Wagner Peña y Jayne Crozier INTRODUCCIÓN • En la Reserva Indígena de Talamanca, habitada por indígenas Bri-bris y Cabécares, una de las principales actividades económicas es la agricultura Cultivos de autoconsumo: arroz, maíz y frijol en las laderas Cultivos comerciales: cacao, banano y plátano que predominan en el valle • Cacao y banano en sistemas agroforestales • Plátano monocultivo y con uso de agroquímicos CACAO BANANO Sustituidos por PLÁTANO CONVENCIONAL • Por los buenos precios que tiene el plátano (Borge y Villalobos 1998, Whelan 2005) • Este cambio de uso y en el manejo de los sistemas PUEDE TENER UN IMPACTO NEGATIVO EN EL SUELO, comprometiendo la sostenibilidad de los agroecosistemas Tres funciones del suelo 1) Medio para plantas y organismos (Productividad) 2) Regula el agua Calidad de suelos 3) Descomponer Degradar Calidad de suelos • Definición. La capacidad del suelo para funcionar en un ecosistema, para mantener y mejorar la productividad biológica, la calidad ambiental y la salud de plantas y animales (Doran y Parkin 1994). • El Análisis de la calidad de suelos: – Permite detectar cambios en el suelo – Permite evaluar la sostenibilidad del manejo del sistema y tiene relación directa con la producción sostenible – Indicador primario del manejo sostenible de suelos – Es un componente crítico de la agricultura sostenible (Doran y Parkin 1994, Larson y Pearce 1994, Karlen et al. 1997, Herrick 2000) ¿Cómo analizar la calidad de suelos? Funciones del suelo Indicadores Productividad Físicos X Químicos X Organismos Actividad biológica X Agua Descomposición X X X También es necesario caracterizar los sistemas y su manejo Justificación Se analizó la calidad de suelos en sistemas agroforestales de cacao y banano, cacao monocultivo y en platanales convencionales mediante indicadores (control: barbecho) – Los sistemas agroforestales favorecen a la fertilidad y biota del suelo (Schroth 2003) – Monocultivos convencionales pueden tener efectos negativos en el suelo Por tanto, es importante analizar la calidad de suelos en todos estos sistemas de producción Con miras a desarrollar recomendaciones que permitan mejorar el manejo y la sostenibilidad de los suelos en Talamanca Objetivo general Comparar la calidad de suelos en plantaciones de cacao, banano y plátano en el valle de Talamanca, Costa Rica. Objetivos específicos • Caracterizar los sistemas de producción de cacao, banano y plátano. • Evaluar indicadores físicos y químicos de suelos en plantaciones de cacao, banano y plátano. • Evaluar indicadores biológicos de suelos en plantaciones de cacao, banano y plátano en dos épocas del año: seca y lluviosa. • Identificar los indicadores de mayor peso para determinar y comparar la calidad de suelos entre los sistemas evaluados. • Calcular el índice de calidad de suelos aditivo para los sistemas evaluados. METODOLOGÍA Ubicación Fuente: IGERT-Talamanca team en Whelan (2005) • • • Se ubica entre 9º00´-9º50´ N y 82º35´-83º05´ O Latitud N Área = 12.000 ha Zonas de vida: Bosque húmedo tropical y Bosque muy húmedo tropical Clima 500 Precipitación anual = 2500 mm mm 400 300 200 100 0 Ene Feb Mar Abr May Jun Chase (1986-1993) Jul Ago Sep Oct Amubri (1986-1993) Nov Dic Amubri (2007) Tº media anual = 24 – 27ºC Humedad relativa = 84 – 90% Suelos Inceptisoles (50%) Entisoles (30%) Sistemas (tratamientos) Sistema (abreviado) Sistema CM Cacao Monocultivo 5 PMC Plátano Monocultivo convencional 7 CL Cacao-laurel Agroforestal con 1 estrato de sombra 7 BL Banano-laurel Agroforestal con 1 estrato de sombra 7 BARB Barbecho (control) Barbecho 7 Tipo de sistema Repe_ ticiones Total de parcelas de estudio = 33 Parcela de estudio = 20 m x 50 m = 1000 m2 Selección de parcelas de estudio • Bases de datos de proyectos • Recorrido del área de estudio • Visitas a las fincas de interés • GPS para elaboración de mapa de ubicación Caracterización de los sistemas • Entrevistas Prácticas de cultivo, frecuencia de las prácticas, insumos utilizados, rendimientos, principales problemas del cultivo y otros • Se describieron los componentes del sistema y densidades de plantación INDICADORES (variables) Físicos • Densidad aparente • % de agregación (estructura) • Textura Químicos • pH, acidez • Ca, Mg, K, P, Cu, Mn, Zn, Fe • C total • N total • C/N • Materia orgánica • C en agregados • Fracciones de materia orgánica • C en fracciones Biológicos (2 épocas) • • • • • • • • • • • • • Actinomicetos Bacterias Hongos Nemátodos Micoparásitos Índice de Shannon (H) Respiración microbiana Biomasa microbiana Índice de mineralización Cociente metabólico Actividad catalasa Lombrices Biomasa de hojarasca Muestreo de suelos ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ 1m ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ 20 m ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ 1m ♣ 50 m 12 puntos de muestreo en CL y BL Para densidad aparente, conteo de lombrices y hojarasca se tomaron solo 3 puntos de muestreo 12 puntos de muestreo en PMC, CM Y BARB Indicadores químicos Prof (cm) METODOLOGÍA UTILIZADA pH 0-20 ph-metro en agua1 Acidez (cmol(+)/l) Ca (cmol(+)/l) Mg (cmol(+)/l) P (mg/l) K (mg/l) Cu (mg/l) Mn (mg/l) Zn (mg/l) Fe (mg/l) 0-20 Extracción de P, K, Cu, Mn, Zn con el método Olsen modificado; para Ca, Mg y acidez extraíble con KCl 1 N. La lectura de P con el método colorimétrico la determinación de los demás elementos (K, Cu, Mn, Zn, Ca y Mg) mediante espectroscopia por absorción atómica; para determinar la acidez extraíble se hizo una titulación con solución estandarizada de NaOH 0.01 N Díaz Romeu y Hunter (1978) % C total* % C total % N total 0-5 0-20 0-20 El C total y N total se determinaron con el método de combustión en equipo autoanalizador1 Briceño y Pacheco (1984) % Materia orgánica (MO) % Materia orgánica (MO) 0-5 0-20 % MO = % C x 1,724 C/N 0-20 C/N = % C total / % N total INDICADORES FUENTE - Bertsch (1995) (Bertsch 1995) INDICADORES Fraccionamiento de MO: • % FF (<53 µm) • % FG (>53 µm) • g C FF 100 g -1 • g C FG 100 g -1 Prof (cm) 0-5 METODOLOGÍA UTILIZADA FUENTE Separación de MO en fracción fina (FF) (<53 µm) y fracción gruesa (FG) (>53 µm) y se determina el C en cada una de las fracciones. Cambardella y Elliott (1992) Prof FUENTE (cm) INDICADORES % de agregación del suelo: % 8-2 mm % 2 mm-250 µm % 250-53 µm % < 53 µm 8 mm Cribado en húmedo C en los agregados: • g C 8-2 mm 100 g -1 • g C 2 mm-250µm 100 g -1 • g C 250-53 µm 100 g -1 • g C < 53 µm 100 g -1 2 mm 65ºC por 5 días 250 µm 0-5 Elliot (1986) 53 µm Determinación del % y de C en cada agregado INDICADORES Densidad aparente (DA) (g cc-1) Textura: % Arcilla % Arena % Limo Prof (cm) METODOLOGÍA UTILIZADA 0-5 Extracción de suelo con cilindros de 5 cm de altura y 5 cm de diámetro. Secado en horno a 105ºC por 24 horas 0-20 Método granulométrico de Bouyoucos FUENTE Henríquez y Cabalceta (1999) Indicadores biológicos INDICADORES UFC actinomicetes g -1 UFC bacterias g -1 *UFC hongos g -1 Prof (cm) 0-5 METODOLOGÍA UTILIZADA FUENTE Determinación de poblaciones de microorganismos del suelo mediante técnicas de recuento Weaver et al. (1994) UFC: Unidades formadoras de colonias Incubación: 5 días a 25ºC Conteo de UFC e Identificación INDICADORES Nemátodos saprofitos 100 cc-1 *Nemátodos fitopatógenos 100 cc-1 Prof (cm) METODOLOGÍA UTILIZADA 0-5 Extracción de nemátodos con tamizado y centrifugado con solución azucarada * Se identificaron nemátodos fitopatógenos a nivel de género Índices de Shannon (H) para nemátodos fitopatógenos n H = - ∑ pi ln pi i=1 INDICADORES Prof (cm) % de Micoparásitos % de Trichoderma % de Clonostachys 0-5 METODOLOGÍA UTILIZADA FUENTE Se determinó el % de micoparásitos Foley y sobre cuatro cepas de hongos Deacon (1985) fitopatógenos (cebos) George (2006) Rosellinia pepo Phytophthora palmivora Fusarium sp. Moniliophthora roreri INDICADORES Respiración microbiana (mg CO2-C kg-1 h-1) Prof (cm) 0-5 METODOLOGÍA UTILIZADA FUENTE Producción de CO2 en envases herméticos incubados a 25ºC por 24 horas Zibilske (1994) Incubación 24 horas 20 ml NaOH 10 g Suelo Titulación HCl 0,5 N INDICADORES Biomasa microbiana (mg C-biom kg-1) Prof (cm) 0-5 METODOLOGÍA UTILIZADA FUENTE Fumigación-incubación. determinación de C microbiano con equipo autoanalizador antes y después de la incubación Anderson e Ingram (1993) 48 horas Cloroformo Lectura de C equipo autoanalizador INDICADORES Cociente metabólico (µg CO2-C mg-1 C-biom h-1) CÁLCULOS qCO2-C = CO2-C C-biom h FUENTE Visser y Parkinson (1993) CO2-C: respiración microbiana Índice de mineralización del C (% C 10 días-1) IM = CO2-C C-total x 100% CO2-C : respiración microbiana. Stanford y Smith (1972) INDICADORES Catalasa (mmol H2O2 g-1 h-1) Prof (cm) METODOLOGÍA UTILIZADA 0-5 Metodología de Johnson y Temple (1964) que mide el consumo de H2O2 Muestra (A) + 0,5 g suelo 45 ml Control (B) agua + 0,5 g suelo destilada Blanco (C) FUENTE Trasar et al. (2003) KMnO4 5 ml H2O2 Agitar 30 min 5 ml H2O Agitar 10 min 5 ml Filtrar H2SO4 25 ml INDICADORES Lombrices pequeñas m-2 Lombrices medianas m-2 Lombrices grandes m-2 Total de lombrices m-2 Prof (cm) 0-10 METODOLOGÍA UTILIZADA Bloques de suelo de 50 x 50 cm y 10 cm de profundidad. Recuento de lombrices de tres tamaños: pequeñas (0-3 cm), medianas (3-6 cm) y grandes (>6 cm) 50 50 c m cm INDICADORES Biomasa de hojarasca (kg ha-1) (seca) Prof (cm) - METODOLOGÍA UTILIZADA Recolección de hojarasca en sitios de 50 x 50 cm. Secada a 65ºC por 48 horas c 50 Hojarasca y restos vegetales (hasta ramas de 1 cm de diámetro) 50 c m m Índice de calidad de suelos aditivo (ICSA) (Andrews et al. 2002) Para los indicadores de “mayor es mejor” ICS = valor de cada indicador valor más alto del indicador El indicador con el valor más alto tendrá un ICS = 1 Para los indicadores de “menor es mejor” ICS = valor más bajo del indicador valor de cada indicador El indicador con el valor más bajo tendrá un ICS = 1 ICSA = ∑ ICS A > valor del ICSA > Calidad de suelo Análisis estadísticos • Diseños – Para indicadores físicos y químicos se utilizó un DCA con un solo factor (sistemas) Yij = μ + Si + Єij – Para indicadores biológicos se utilizó un DCA bifactorial y con parcelas divididas Factores: Sistemas (BARB, BL, CL, CM, PMC) Épocas (seca y lluviosa) Yijk = μ + Si + Єi + Ej + SEij + Єk(ij) •Análisis univariado • Análisis de la varianza (ANOVA) y pruebas LSD Fisher con un nivel de confianza de 95% Contrastes ortogonales Barbecho (BARB) Banano-laurel (BL) Cacao-laurel (CL) BARB vs resto PMC vs BL CL CM BL CL vs CM CL vs BL 4 0 0 0 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 Cacao monocultivo (CM) -1 -1 -2 0 Plátano monocultivo convencional (PMC) -1 3 0 0 •Análisis multivariado • Análisis de conglomerados • Análisis discriminante canónico • Análisis de varianza multivariado (MANOVA) • Análisis de componentes principales RESULTADOS Y DISCUSIÓN Caracterización ------------------------------------------ SISTEMAS --------------------------------------------------- Características Cacao-laurel Cacao monocultivo Banano-laurel Plátano monocultivo convencional Material híbrido híbrido Cavendish G.M. Curraré Densidad ha-1 500 – 650 450 – 650 600 – 800 1900 Laureles ha-1 80 – 130 ------------------- 90-110 -------------------------- Principales problemas Monilia Mazorca negra podas Monilia Mazorca negra podas Sigatoka negra Precio del banano Sigatoka negra Nemátodos Picudo Prácticas de cultivo Poda (c/año) Chapeas (c/3meses) Poda (c/año) Chapeas (c/3meses) Deshoja Chapea (c/3meses) Deshoja (c/15 días) Deshija (c/2 meses) Chapea (c/4 meses) Cosechas 2 por año (oct-nov; jun-jul) 2 por año (oct-nov; jun-jul) Cada 22 días Cada 7 días Fertilización ------------------- ------------------ ------------------ Fórmula completa Urea azufrada Nutran Herbicidas Nematicidas ------------------- ------------------ ------------------ Gramoxone (i.a. Paraquat) Roundup (i.a. Glifosato) ------------------- ------------------ ------------------ Vydate (i.a. Oxamil) Counter (i.a. Terbufos) Fungicidas ------------------- ------------------ ------------------ Tilt (i.a. Propiconazole) Rendimiento ha-1 200 kg cacao seco 165 kg cacao seco 5000 kg 27000 kg (1800 racimos) Indicadores químicos INDICADORES PMC CM BL CL BARB N total (%) C total (%) MO (%) C/N pH Acidez (cmol(+) l-1) K (cmol(+) l-1) P (mg l-1) Ca (cmol(+) l-1) Mg (cmol(+) l-1) Cu (mg l-1) Zn (mg l-1) Mn (mg l-1) Fe (mg l-1) 0,19c 1,65c 2,84a 8,79 6,77c 0,05b 0,47b 10,61c 25,24b 6,39b 8,91 1,71bc 4,80c 47,86a 0,21bc 1,89bc 3,26ab 9,11 5,73ab 0,17ab 0,15a 6,12ab 8,26a 2,97a 6,14 1,24c 11,76b 118,80b 0,19c 1,58c 2,73a 8,25 5,92b 0,09b 0,21a 7,71bc 12,69a 3,73a 6,27 0,89c 5,99bc 102,80b 0,27ab 2,43ab 4,20bc 9,07 5,33ab 1,51a 0,18a 4,41ab 7,06a 3,12a 7,17 2,71b 38,74a 180,00b 0,33a 2,92a 5,03c 8,96 5,16a 2,59a 0,23a 3,34a 11,39a 2,77a 9,30 9,20a 49,23a 149,14b † Fuente: Bertsch (1995), por debajo de estos valores se consideran críticos. (ANOVA) †Ámbito óptimo 0,0003* 0,0003* 0,0003* 0,135 <0,0001* 0,002* 0,0001* 0,0004* 0,002* 0,024* 0,103 0,0002* <0,0001* 0,0015* 10-12 5,6-6,5 0,5-1,5 0,2-0,6 10-20 4-20 1-5 2-20 2-10 5-50 10-100 Valor p Hojarasca 4200 b b 3850 3500 Kg MS ha-1 3150 2800 a 2450 a 2100 a 1750 1400 1050 700 350 0 BARB BL CL SISTEMA CM PMC Indicadores físicos INDICADORES -1 DA (g cc ) Arena (%) Limo (%) Arcilla (%) Textura Humedad época seca (%) Humedad época lluviosa (%) Valor p PMC CM BL CL BARB 0,96c 31,26 46,06 22,69a F. limosa 0,90bc 47,20 38,00 14,80a Franco 0,92bc 42,40 41,83 15,77a Franco 0,83ab 44,11 34,06 21,83a F. arcillosa 0,78a 33,83 32,11 34,06b F. arcillosa 0,0024* 0,1651 0,1240 0,0003* - 28,19a 21,02b 22,81b 22,79b 28,56a 0,0012* 32,01 29,05 30,66 30,44 33,36 0,2741 (ANOVA) 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2,7 A) %de suelo en fracciones B) C en fracciones 2,4 g C 100 g-1 suelo % de suelo Fraccionamiento de MO 2,0 1,7 1,4 1,0 0,7 0,3 0,0 BARB BL CL CM PMC SISTEMA Fracción fina (<53µm) BARB BL CL SISTEMA Fracción gruesa (>53µm) CM PMC % de agregación (estructura) 55 2,7 A) % de agregación 50 g C 100 g-1 suelo 45 40 % de suelo B) C en agregados 2,4 35 30 25 20 15 2,0 1,7 1,4 1,0 0,7 10 0,3 5 0 0,0 BARB BL CL CM PMC BARB BL SISTEMA Agregados 8 - 2 mm CL CM SISTEMA Agregados 2 mm- 250 µm Agregados 250 - 53 µm Agregados <53 µm PMC Indicadores biológicos Poblaciones de lombrices INDICADORES Lombrices pequeñas m-2 Lombrices medianas m-2 Lombrices grandes m-2 Total lombrices m-2 Valor p ------------------------- SISTEMAS ------------------------PMC CM BL CL BARB (ANOVA) 14,86 11,33 16,48 13,71 19,33 0,3099 11,05a 11,33a 13,33a 12,76a 20,76b 0,0073* 4,76a 6,13a 7,62ab 8,95ab 11,43b 0,0351* 30,67a 28,80a 37,43a 35,43a 51,52b 0,0186* Poblaciones de nemátodos saprófitos INDICADOR Nemátodos saprófitos 100 cc-1 suelo Valor p ------------------------- SISTEMAS ------------------------PMC CM BL CL BARB (ANOVA) 87,50 98,90 70,21 51,43 117,50 0,2052 Población de bacterias 16 Ln UFC g-1 suelo 14 b ab 11 ab b a 9 7 5 2 0 BARB BL CL CM PMC SISTEMA UFC: unidades formadoras de colonias Micoparásitos % Trichoderma % Total de micoparásitos 20 18 bc 14 %Trichoderma 12 10 bc b 8 6 4 a 2 0 BARB BL CL SISTEMA CM PMC %Total de micoparásitos c 16 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 b b b b a BARB BL CL SISTEMA CM PMC Biomasa microbiana 1200 mg C-biom kg-1 suelo d 1000 cd 800 bc ab 600 a 400 200 0 BARB BL CL CM SISTEMA PMC Indicadores biológicos en época seca y lluviosa INDICADORES Lombrices pequeñas m-2 Lombrices medianas m-2 Lombrices grandes m-2 Total lombrices m-2 Nemátodos saprofitos 100 cc-1 suelo H Nemátodos fitopatógenos Bacterias (UFC g-1 suelo) Trichoderma (%) Clonostachys (%) Total micoparásitos (%) Biomasa microbiana (mg C-biom kg-1 suelo) Hojarasca (Kg ha-1) --------- ÉPOCA --------Seca Lluviosa 13,74 17,01 13,21 14,79 5,25a 10,50b 32,20a 42,30b 35,58a 132,97b 1,35 1,38 4,3E+6a 5,0E+6b 12,63 8,33 8,84 4,04 22,47 14,39 737,85 719,12 2901,86 2913,58 Valor p (ANOVA) 0,0832 0,4214 0,0034* 0,0016* <0,0001* 0,6817 0,0007* 0,4096 0,1212 0,1697 0,748 0,9415 *Indica diferencias significativas detectadas con el ANOVA (p<0,05). Letras diferentes en filas indican diferencias significativas entre sistemas (Prueba LSD Fisher, p<0,05). Valores entre paréntesis () son la desviación estándar. Actividad microbiana mg CO2-C kg-1 suelo h-1 4,0 Equilibrio en la actividad microbiana 3,5 A) Respiración microbiana 3,0 “Estrés de microorganismos” 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 BARB BL CL CM PMC SISTEMA 20,0 6,0 B) Cociente metabólico C) Índice de mineralización del C 5,0 16,0 % C 10 días-1 µg CO2-C mg-1 C-biom h-1 18,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 4,0 3,0 2,0 1,0 2,0 0,0 BARB BL CL CM PMC SISTEMA 0,0 BARB BL CL SISTEMA Época lluviosa Época seca CM PMC Actividad enzimática mmol H2O2 g-1 h-1 3,8 D) Catalasa 3,6 3,4 3,2 3,1 2,9 2,7 BARB BL CL CM PMC SISTEMA Época lluviosa Época seca Poblaciones 8,60E+04 9,40E+06 E) Hongos F) Actinomicetes 7,40E+06 UFC g-1 suelo UFC g-1 suelo 6,90E+04 5,20E+04 3,50E+04 5,40E+06 3,40E+06 1,80E+04 1,40E+06 BARB BL CL CM PMC SISTEMA BARB BL CL CM PMC SISTEMA 300 270 G) Nemátodos fitopatógenos 240 210 Época lluviosa 180 150 120 90 60 30 BARB BL CL SISTEMA CM PMC Época seca Géneros de nemátodos fitopatógenos identificados Géneros de nemátodos fitopatógenos Radopholus Pratylenchus Helicotylenchus Hoplolaimus Ditylenchus Discocriconemella Criconema Tylenchus Tylenchorhynchus Criconemella Xiphinema Ecphyadophora Lobocriconema Hemicriconemoides Hemicycliophora Trichodorus Scutellonema Paratylenchus Rotylenchulus Meloidogyne Aphelenchoides Aphelenchus Gracilacus Heteroderidae Boleodorus Total BARB 0,0 0,8 21,3 0,2 0,1 29,5 0,0 11,4 7,6 11,0 1,5 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 0,2 1,8 2,3 6,8 0,4 0,0 0,1 4,4 0,0 100 Frecuencia relativa (%) BL CL CM 0,0 0,0 0,0 1,2 0,1 0,0 28,2 26,0 33,7 0,2 1,8 3,8 0,0 0,1 0,0 0,4 3,7 0,0 0,0 0,1 0,0 6,0 8,7 4,7 0,1 1,6 0,4 47,3 48,1 35,4 0,2 1,5 1,1 0,0 0,9 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,3 0,0 0,2 1,9 0,2 0,1 1,9 0,0 0,0 0,0 1,7 0,5 0,8 0,0 0,1 0,0 13,3 5,2 13,3 0,6 0,3 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,1 0,4 0,9 0,6 0,5 1,5 100 100 100 PMC 2,1 8,7 32,4 0,0 0,2 1,5 0,0 15,3 0,0 4,0 0,2 0,8 0,0 0,0 0,1 6,4 0,6 1,5 3,8 18,1 1,0 2,1 0,0 1,0 0,2 100 Índice de Shannon Sistema PMC CM BL CL BARB Valor p (ANOVA) H 1,51 1,4 1,2 1,33 1,39 0,1777 Conglomerados PMC:7,00 CM:4,00 CL:1,00 CL:2,00 BL:7,00 CM:1,00 CM:3,00 CM:2,00 CL:3,00 BL:5,00 BL:4,00 BL:3,00 PMC:4,00 PMC:1,00 PMC:6,00 PMC:3,00 PMC:2,00 BL:6,00 PMC:5,00 BL:2,00 CL:7,00 CM:5,00 BL:1,00 BARB:7,00 BARB:6,00 CL:6,00 CL:4,00 CL:5,00 BARB:4,00 BARB:3,00 BARB:5,00 BARB:2,00 BARB:1,00 0,00 Ward Distancia: (Euclidea) (2) (3) (1) 11,26 Conglomerado(1) 22,52 Conglomerado(2) 33,78 Conglomerado(3) 45,04 32 indicadores de mayor peso seleccionados con análisis discriminante y ANOVA • Biológicos: nemátodos fitopatógenos, nemátodos saprofitos, hongos, bacterias, actinomicetes, respiración microbiana, biomasa microbiana, cociente metabólico, índice de mineralización, catalasa, lombrices grandes, total lombrices, Trichoderma, total micoparásitos y hojarasca. • Químicos: N total, MO, pH, Ca, K, P, Mg, Mn, Fe, Zn, C en FG, C en agregados de 8-2mm y C en agregados de 250-53 µm. • Físicos: DA, % suelos 8-2 mm, % de suelo 250-53 µm, % suelo <53 µm. Análisis multivariado de la varianza SISTEMAS Plátano monocultivo convencional Cacao monocultivo Banano-laurel Cacao-laurel Barbecho Conglomerados formados Conglomerado 1 Conglomerado 2 Conglomerado 3 Hotelling A B C D E Hotelling A B C Biplot de componentes principales Selección de 12 indicadores de mayor peso para determinar calidad de suelos • Biológicos: respiración microbiana, biomasa microbiana, número total de lombrices, total de micoparásitos, actinomicetes, nemátodos fitopatógenos. • Químicos: pH, C total, N total y K. • Físicos: DA y % de agregación. Índice de calidad de suelos aditivo (Andrews et al. 2002) ÍNDICES ------------------- SISTEMAS --------------- Valor p PMC CM BL CL BARB ANOVA ICSA TOTAL (con todos los indicadores) 19,3 a 18,8 a 20,5 a 19,5 a 24,4 b <0,0001 ICSA 32 IMP (con los 32 indicadores de mayor peso) 12,3 ab 11,7 a 12,4 ab 13,4 b 16,8 c <0,0001 ICSA 12 IMP (con los 12 indicadores de mayor peso) 6,3 a 6,2 a 6,4 a 7,1 a 8,9 b <0,0001 ICSA SINQMC (sin indicadores químicos) 13,7 a 14,6 ab 15,1 ab 15,8 b 19,3 c <0,0001 CONCLUSIONES • Los sistemas CL, BL Y CM reciben poco manejo y no se aplica ningún tipo de insumos; mientras que en el PMC el manejo es más frecuente y con aplicación de agroquímicos. • Los suelos del PMC tuvieron mayor contenido de P, K, Ca y Mg que los otros sistemas por la aplicación de fertilizantes inorgánicos, pero su contenido de N total fue el menor. • El BARB y CL registraron mayor % de MO y % de N total, lo que indica que en estos sistemas hay mayor y mejor reciclaje de biomasa, y se mantiene mejor el N. • El BARB y CL presentaron mejores condiciones de porosidad y aireación, reflejados por la menor DA y mayor % de agregados de 8-2 mm • Las poblaciones de lombrices en general y biomasa microbiana fueron mejores en el BARB y en los sistemas agroforestales. En cuanto a nemátodos y poblaciones de microorganismos no hubo diferencias claras. • En los suelos de BARB, sistemas agroforestales (CL y BL) y CM la actividad microbiana fue estable. Mientras que en el PMC se evidenció un desequilibro notorio, provocado por la aplicación de agroquímicos que conducen a un “estrés de los microorganismos”. • Por los análisis univariados y multivariados se concluye que el sistema agroforestal CL es el más parecido al BARB en cuanto a indicadores de calidad de suelos. • Los 12 indicadores de calidad de suelos de mayor peso fueron: respiración microbiana, biomasa microbiana, número total de lombrices, total de micoparásitos, actinomicetes, nemátodos fitopatógenos, pH, C total, N total, K, DA y % de agregación. • Con base en el ICSA se concluye que el BARB tiene la mejor calidad de suelos y los sistemas agroforestales (CL y BL) y PMC son iguales. El PMC iguala a los sistemas agroforestales en calidad de suelos gracias a la fertilización inorgánica, sin esa ventaja tendría la menor calidad de suelos. RECOMENDACIONES • Hacer un balance de nutrientes en los sistemas agroforestales y en los platanales convencionales, esto podría dar más argumentos sobre la sostenibilidad de los sistemas agroforestales de cacao. • Si se quieren incrementar las producciones de cacao o banano se debería incrementar los contenidos de P y K en el suelo y también encalar el suelo para incrementar Ca y corregir la acidez. Pero esto no es suficiente, aunado a esto se recomienda más y mejor manejo. • En los platanales convencionales se debería replantear el plan de fertilización y aplicación de plaguicidas que aplican los productores; puesto que en las condiciones actuales hay pérdidas de N y las condiciones para la biota del suelo no son buenas. • En estudios o monitoreos de calidad de suelos donde no se pueda utilizar gran cantidad de indicadores, se recomienda utilizar los 12 indicadores de mayor peso propuestos en este estudio. • Se recomienda utilizar el % de agregación en posteriores estudios de este tipo, pues demostró ser útil para diferenciar sistemas agroforestales de convencionales y es un método fácil y accesible; que podría ser utilizado como alternativa al fraccionamiento de MO que es más complicado. GRACIAS FUE MI CASA EN SHIROLES, TALAMANCA