Efecto de diferentes tipos de abonos sobre hongos edáficos en el agroecosistema de Bothriochloa pertusa, (L) A. Camus, en Sabanas sucreñas, Colombia

R Pérez Cardozo, M Vertel Morrinson¹ y A Pérez Cordero

Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Sucre, Sincelejo, Colombia
rimanper7@hotmail.com
¹ Facultad de Educación y Ciencias, Universidad de Sucre, Sincelejo, Colombia

Resumen

El objetivo de este trabajo fue evaluar en las épocas seca y lluvias, el efecto de diferentes tipos de fertilización orgánica y química sobre la densidad poblacional de hongos rizosféricos en el agroecosistema de Bothriochloa pertusa en Sabanas de Sucre, Colombia. Para la evaluación de los abonos in situ se seleccionó un lote de 2280 m², delimitándose un área de 1848 m²; se utilizó un diseño de bloques completamente al azar con medidas repetidas para las épocas climáticas (seca, lluvias). Los tratamientos fueron: Testigo TEST: , abono mineral-urea ABM , composta de pollinaza COMP, composta de bovinaza COMB, lombricompost LOMB. En la fertilización química se aplicó 218 kg/ha de urea (46%), y en la orgánica, 1.5 ton/ha de abono orgánico. Para determinar el efecto de los abonos sobre la densidad poblacional de hongos en los tratamientos, se utilizaron análisis de correspondencias simples y para relacionar la abundancia de hongos con parámetros químicos de los tratamientos edáficos, análisis canónico de correspondencias. Los datos fueron analizados con el programa estadístico R.

El suelo con el tratamiento de lombricompost mostró mayor diversidad de grupos de hongos (Dematiaceae, Moniliaceae, Aspergillus sp, Penicillium sp y Humícola sp) durante el estudio. En la época seca, todos los suelos con los abonos respectivos presentaron mayores densidades, mostrando el Lombricompost el valor más alto con Dematiaceae. Se concluye que el suelo con el tratamiento de Lombricompost presentó las mejores condiciones microbiológicas en los dos períodos climáticos, siendo más abundantes estos microorganismos en la época seca.

Palabras clave: abono orgánico, diversidad, épocas climáticas, ganaderas, pastos, suelos

Effect of different types of fertilizers on soil fungi in the agroecosystem Bothriochloa pertusa (L)

Abstract

The objective of this work was to evaluate the effect of organic and chemical fertilization applied during the dry and rainy season on the population density of rhizosphere fungi in the agrocosystem of Bothriochloa pertusa in the sabanas of Sucre, Colombia. For the in-situ evaluation of fertilizers a plot of 2280 m² was selected, defining an area of 1848 m²; using a completely randomized block with measures repeated for the climatic seasons (dry, rainy). The treatments were: TEST control, ABM mineral fertilizer-urea, COMP chicken manure compost, COMB cattle manure compost and LOMB vermicompost. In the chemical fertilizer was applied 218 kg / ha of urea (46%), and in the organic, 1.5 tonnes / ha of organic fertilizer. To determine the effect of fertilizers on the population density of fungi (CFU/g) present in the treatments were used simple correspondence analysis, and to relate the abundance of fungi with chemical parameters of soil treatment was performed Canonical Correspondence Analysis. The data were analyzed in the statistical program R.

Vermicompost treatment during the study showed the greatest diversity of fungal group: Dematiaceae, Moniliaceae, Asprgillus sp, Penicillium sp and Humicola sp. In the dry season, all soils with the respective fertilizers had higher densities, showing the highest value Vermicompost with Dematiaceae. It is concluded that the soil with the treatment vermicompost presented the best microbiological conditions in two climatic periods, these microorganisms being more abundant in the dry season.

Key words: climatic seasons, diversity, livestock, organic fertilizers, pastures, soils

Introducción

La ganadería bovina en el departamento de Sucre, Colombia, ocupa 768600 ha de pastos que representan el 13.7% del área ganadera de la región Caribe; en la subregión Sabanas de Sucre existen 164000 ha con Bothriochloa pertusa, que corresponde al 21.3% del área total de pastos del departamento. El pasto colosuana, B. pertusa (L) A Camus, es una planta originaria de Asia y África, de la tribu Andropogonae, subfamilia Panicoidae, familia Gramineae (Tropical Forages 2013). En las praderas del bosque seco tropical de Colombia y de América Latina, B. pertusa ha desplazado gramíneas nativas e introducidas. Este pasto tiene una alta producción de estolones y de semillas viables, con una amplia adaptación a condiciones de suelos de baja fertilidad en áreas de escasa precipitación y buena tolerancia al pisoteo, características que lo convierten en una pastura agresiva, razón por la cual ha sido considerada como maleza. No obstante, estas características están siendo aprovechadas en algunas regiones ganaderas, donde se ha convertido en una alternativa nutricional bajo condiciones en las que otros pastos con mayor capacidad de producción y palatabilidad, no pueden subsistir (Chamorro et al 2005).

La subregión Sabanas de Sucre además de presentar una temporada seca de 4 a 6 meses, se ve afectada por los factores fisiográficos, las acciones antrópicas degenerativas del medio natural y el empleo de tecnologías inadecuadas en el área ganadera, que han dado lugar a la degradación de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, lo que ha limitado la oferta y la calidad de los pastos y forrajes, principalmente en la temporada seca, lo que conduce a la trashumancia en la subregión de la Mojana y de San Jorge (Aguilera 2005) y a una ganadería no competitiva en un mercado abierto. Estos problemas edáficos, indican la necesidad del desarrollo de estrategias para la rehabilitación de los suelos ganaderos de dicha subregión caribeña, con lo que se mejoraría su calidad a través de la aplicación de tecnologías de conversión agroecológica de sistemas convencionales de producción ganadera bovina, para obtener agroecosistemas de pasturas saludables. Para lograr tal propósito debe considerarse la diversidad del hábitat y el manejo orgánico del suelo, ya que la “integridad del agroecosistema depende de las sinergias entre la diversidad de plantas y el funcionamiento continuo de la comunidad microbiana edáfica, sustentada por un suelo rico en materia orgánica” (Altieri y Nicholls 2007).

La rizósfera (volumen de suelo afectado por las raíces de la planta), desempeña un papel importante en la fertilidad de suelo y crecimiento de las plantas (Chao et al 2012). La presencia de microorganismos en el suelo dependen de la energía del suelo, los exudados de raíces como ácidos orgánicos, azúcares y aminoácidos, los cuales pueden estimular el crecimiento de poblaciones microbianas y las actividades de enzimas extracelulares capaces de influenciar en el ciclo biogeoquímico del C, N, P y S (Fontaine y Barot 2005, Stevenson y Cole 1999). A la fecha existe escasa literatura sobre el efecto de abonos orgánicos sobre el papel y funcionalidad de poblaciones de hongos rizosféricos asociadas en pasto colosuana. Sin embargo, Pérez et al (2012) identificaron 53 especies de hongos en rizósfera y 43 en raíces, de los cuales encontraron 3 y 6 especies solubilizadoras de fosfatos, respectivamente en condiciones de manejo de fincas ganaderas del departamento de Sucre. Penicillium spp y Aspergillus niger fueron las especies más abundantes de hongos solubilizadores de fosfatos con respecto a Paecilomyces sp.

La fertilización orgánica e inorgánica que es ampliamente utilizada para mejorar la fertilidad del suelo y el rendimiento del cultivo, afecta las propiedades bioquímicas y biológicas del suelo. El efecto de fertilizantes orgánicos e inorgánicos sobre la ecología microbiana del suelo ha sido enfatizado recientemente, pero poco se sabe acerca de los efectos de la rizósfera en la actividad de enzimas extracelular y sobre la estructura de las comunidades microbianas en los suelos sometidos a prácticas agronómicas por largo tiempo (Yevdokimov et al 2008, Zhong et al 2010).

Una estrategia para la rehabilitación de los suelos de fincas ganaderas en la subregión Sabanas de Sucre podría ser mediante el aprovechamiento de los residuos orgánicos que producen las fincas ganaderas, para la preparación de compostas y lombricompostas que puedan ser utilizadas como abonos o enmiendas, previa evaluación de la calidad de los mismos en los agroecosistemas de pasturas, ya que las características de los abonos determinan su calidad, y su uso apropiado en cada agroecosistema. Basado en todo lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar en las épocas seca y lluvias, el efecto de diferentes tipos de fertilización orgánica y química sobre la densidad poblacional de hongos rizosféricos (UFC/g) en el agroecosistema de B. Pertusa en Sabanas de Sucre, Colombia.

Materiales y métodos

Localización

 El presente trabajo duró 12 meses y se realizó en la finca ganadera El Peñón, vereda Santa Elena, municipio de Sampués, perteneciente a la subregión Sabanas del departamento de Sucre, Colombia, situado a 9º03´54” y 9º15’ latitud norte; 75º13´42” y 75º28´20” longitud oeste.

Características de la zona de estudio

El municipio de Sampués posee piso térmico cálido o isomegatérmico con temperatura promedio de 27ºC; precipitación media de 1227 mm, y se dan dos épocas climáticas durante el año: seca (diciembre a marzo) y lluvias (abril a noviembre), humedad relativa promedio 80%; brillo solar mensual 169 horas y evapotranspiración de referencia (ETo) 1266 mm (Pérez et al 2000).

La zona de estudio presenta paisaje de lomerío, relieve fuertemente ondulado, susceptible a erosión. El suelo corresponde al subgrupo taxonómico asociación Lithic Ustorthens-Typic Ustorthens de clases VIsc - VIIesc, con textura Fr y Fr.Ar, y fertilidad baja a moderada. Debido a la tala de bosques y a la ganadería extensiva, la vegetación predominante es el pasto colosuana (B. pertusa); además se encuentra vegetación aislada de roble (Tabebuia pentaphylla), caracolí (Anacardium excelsum), ceiba tolúa (Bombacopsis quinata), matarratón ( Gliricidia sepium), carbonero (Calliandra cf pittrieri), campano (Samanea saman), guarumo (Cecropia peltata), totumo (Crescentia cujete), corozo de lata (Bactris major), palma amarga (Sabal nauritiaeformis), guásimo ( Guasuma ulmifolia), orejero (Enterolobium cyclocarpum), algunos frutales y cultivos transitorios.

Área experimental

Se seleccionó un lote de terreno de 2280 m² (60 m de largo y 38 m de ancho) de relieve ligeramente inclinado con 2% de pendiente, se adecuó y se delimitó un área de 1848 m² donde se desarrolló la investigación. Considerándose la inclinación como criterio de bloqueo, se trazaron tres bloques a través de la pendiente, y en cada uno de ellos se hizo el trazado de cinco parcelas de 10 m x 10 m, para un área de 100 m² cada una, con una separación de 1,5 m entre parcelas, y un espacio libre de 2 m alrededor, entre las parcelas y la cerca de los lados y al fondo, y en la cabecera una separación de 3 m. En cada bloque se sortearon aleatoriamente los tratamientos: Testigo TEST: , abono mineral-urea ABM , composta de pollinaza COMP, composta de bovinaza COMB, lombricompost LOMB.

Preparación, caracterización y aplicación de abonos

Los abonos orgánicos fueron preparados con materias primas procedentes de la zona de estudio, y a cada uno se le hizo caracterización nutricional, físico-química y microbiológica (Pérez et al 2010). Para la aplicación de los abonos se desarrolló el plan de nutrición: toma de muestras de suelo de 0-20 cm de profundidad, interpretación de análisis físicos, químicos y microbiológicos de suelos para conocer tales aspectos; determinación de la disponibilidad de nutrientes en el suelo por ha, con base en su análisis químico; selección de la fuente y dosis del abono mineral (urea 46%), teniendo en cuenta la disponibilidad de nutrientes en el suelo, respuesta que éste y otras especies de colosuana han tenido en diferentes regiones a fuentes y dosis de abonos minerales (McIvor y Howden 1992); determinación de la cantidad de abono orgánico aplicada por ha, con base en los criterios de disponibilidad de nutrientes del suelo, contenido de nutrientes de los abonos, racionalidad ambiental y económica.

En las respectivas unidades experimentales, después de un corte del pasto B. pertusa en período lluvioso, se aplicó en el fondo de surcos separados entre ellos a 50 cm, a una profundidad de 7 cm, las siguientes cantidades de abonos: en las ABM: 2.18 kg/parcela de 100 m², urea (46%), fraccionado en dos dosis: una mitad después del corte de pasto, y otra mitad a los 30 días después de la primera aplicación; en las COMP,  COMB y LOMB,  se aplicaron 15 kg/parcela de 100 m² de abonos orgánicos en una sola dosis, los que se incorporaron en el fondo de los surcos, debido a la mayor compactación del suelo en los primeros 5 cm, y para reducir las pérdidas de N por volatilización. Para el cálculo de la dosis de 7.2 ton/ha de abonos orgánicos, se utilizó la fórmula del Colegio Oficial de Ingenieros Agrónomos (1996), y por criterio de racionalidad ambiental y económica, se aplicó 1.5 ton/ha (20.7%) del total de la dosis calculada. Lo anterior se definió con base a los siguientes aspectos:

Ambiental:

El lote de investigación con pendiente del 2% e infiltración muy lenta a moderadamente lenta está ubicado en una zona propensa a escorrentía y erosión, lo que lo hace susceptible al arrastre por efecto de pendiente hacía suelos de lotes aledaños y aguas superficiales abajo, con las consecuentes pérdidas de P asociado con las partículas erosionadas como P adsorbido o P soluble transportado por la escorrentía hacía fuentes de agua, ocasionando eutrofización, lo que será mayor al aplicar altas cantidades de abonos.

El lote se encuentra en el área del acuífero de Morroa, y el horizonte C de textura arenosa a 40 cm de profundidad, aunque está compactado, podría descompactarse al realizar labores profundas de cincelamiento y/o al aplicar altas cantidades de abono orgánico que podrían llegar a este horizonte por infiltración y lavado a través del perfil, y lixiviarse nitrato hacía el agua subterránea.

En los abonos orgánicos y en el suelo del lote de investigación, se identificaron diversos hongos solubilizadores de fosfatos, y de bacterias solubilizadoras de fosfatos y fijadoras de nitrógeno.

Económica:

Al aplicarse altas cantidades de abonos, además de traer mayores costos de producción al productor, también hay mayores pérdidas de N y de P con los consecuentes perjuicios que pueden ocasionar a la salud.

Para determinar el conteo de poblaciones de hongos se tomaron muestras de suelos rizosféricos a los 4 y 8 meses después de la aplicación de los abonos. Este muestreo se realizó en la época seca y de lluvias. La densidad poblacional de hongos (UFC/g de suelo) se realizó por medio de la técnica de dilución seriada y posterior siembra en superficie de medios de cultivos.

Análisis estadístico

Para la evaluación de los abonos in situ se utilizó un diseño de bloques completamente al azar con medidas repetidas en el tiempo (a los 4 y 8 meses después de aplicados los abonos, correspondientes a las épocas climáticas: seca y lluvias, respectivamente), donde se utilizaron tres bloques por tratamientos, que fueron: To Testigo, T1 Abono mineral-urea, T2 Composta de pollinaza, T3 Composta de bovinaza, T4 Lombricompost. Antes de realizar ANOVA, se evaluaron supuestos del error (normalidad: Shapiro-Wilk y homogeneidad de varianzas: Bartlett). Al no cumplirse supuestos de normalidad, se realizó la Prueba de Friedman (Análisis de varianza no paramétrico para diseños de bloque completos al azar) y para comparación de tratamientos DMS no paramétrico (Vertel 2005). Para determinar la densidad poblacional de hongos (UFC/g) presentes en los tratamientos se utilizó análisis de Correspondencias Simples (Cabarcas y Pardo 2001), y para relacionar la abundancia de hongos con parámetros químicos de los tratamientos del suelo se realizó análisis Canónico de Correspondencias (Vertel 2010). Los datos fueron analizados en el programa estadístico R (R Development Core Team 2011).

Resultados y discusión

Las variables de estudio fueron conteos de Aspergillus sp, Dematiaceae, Penicillium sp, Levaduras, Rhizopus sp, Humícola sp, y Moniliaceae; las cuales para 4 y 8 meses individualmente no presentaron normalidad y homogeneidad de varianza. El ANOVA no paramétrico (Friedman) mostró efectos significativos al 5% para Penicillium sp y Humícola sp a los 4 meses (época seca) para los tratamientos en estudio. En el hongo Penicillium sp, los tratamientos testigo y bovinaza mostraron los mayores conteos, seguido de Lombricompost. Mientras que, el abono mineral fue el que presentó mayores valores para el hongo Humícola sp. A los 8 meses (época de lluvias) no mostraron diferencias significativas los tratamientos para los hongos en estudio al nivel del 5% de significancia.

Densidad poblacional de hongos en la época seca

En la Figura 1 se observan los resultados del análisis de correspondencias simples de la densidad de hongos en función a tratamientos del suelo en la época seca. Al relacionar en época seca la densidad de los hongos presentes en los tratamientos del suelo (testigo, abono mineral-urea 46%, composta de pollinaza, composta de bovinaza y lombricompost), se aprecia en el factor 1, que el 34.8% correspondió a la mayor densidad de hongos de la familia Moniliaceae en las compostas de pollinaza y de bovinaza, y en el testigo; Humícola sp en el abono mineral; Penicillium sp en la composta de bovinaza y en el lombricompost. En el factor 2 un 30.5% correspondió a la mayor presencia de hongos de la familia Dematiaceae en el lombricompost y en el abono mineral; Aspergillus sp en el testigo, en la composta de pollinaza y en el lombricompost; Rhizopus sp en la composta de bovinaza; levadura en la composta de bovinaza y en el lombricompost.

Figura 1. Análisis de correspondencias simples de la densidad de hongos en diferentes tratamientos del suelo en época seca. Testi1: Testigo bloque 1, Testi2: testigo bloque 2, Testi3: testigo bloque 3, Abmin1: abono mineral bloque1, Abmin2: abono mineral bloque2, Abmin3: abono mineral bloque3, Pollin1: composta de pollinaza bloque1, Pollin2: composta de pollinaza bloque 2, Pollin3: composta de pollinaza bloque 3, Bovin1: composta de bovinaza bloque1, Bovin2: composta de bovinaza bloque 2, Bovin3: composta de bovinaza bloque 3, Lombric1: lombricompost bloque1, Lombric2: lombricompost bloque2, Lombric3: lombricompost bloque 3.

En la Figura 2 se aprecian los resultados de densidad poblacional de los grupos de hongos asilados en los diferentes tratamientos del suelo durante la época seca: el lombricompost presentó la mayor diversidad de hongos pertenecientes a los grupos (Dematiaceae, Aspergillus sp, Moniliaceae,Penicillium sp y levadura) y la más alta densidad correspondió a miembros de la familia Dematiaceae (1400 x10³ UFC/g) y aAspergillus sp (300 x 10³ UFC/g); en la composta de bovinaza se observó las más alta densidad de Penicillium sp (300 x10 ³ UFC/g), mientras que en el abono mineral-urea perteneció a Humícola sp (200 x10³ UFC/g), y en el testigo a miembros de la familia Moniliaceae (300 x 10³ UFC/g).

 Densidad poblacional de hongos (UFC/g) en época de lluvias

En la Figura 3 se detallan los resultados de los análisis de correspondencias simples de la densidad de hongos en los tratamientos del suelo a los ocho meses durante la época de lluvias. En esta figura se observa en el factor 1 que el 32.8% correspondió a la mayor abundancia de hongos de la familia Moniliaceae en las compostas de pollinaza y bovinaza, en el lombricompost y en el testigo; Penicillium sp y levadura fue encontrado en el testigo. En el factor 2, se observa que el 23.9 % correspondió a la mayor presencia de hongos de la familia Dematiaceae para el abono mineral; la especie Humícola sp en el lombricompost y abono mineral; Rhizopus sp en el abono mineral, y Aspergillus sp en las compostas de pollinaza y bovinaza, en lombricompost y testigo.

Testi1: testigo bloque 1, Testi2: testigo bloque 2, Testi3: testigo bloque 3, Abmin1: abono mineral bloque1, Abmin2: abono mineral bloque2, Abmin3: abono mineral bloque3, Pollin1: composta de pollinaza bloque 1,Pollin2: composta de pollinaza bloque 2, Pollin3: composta de pollinaza bloque 3, Bovin1: composta de bovinaza bloque1, Bovin2: composta de bovinaza bloque 2, Bovin3: composta de bovinaza bloque 3, Lombric1: lombricompost bloque1,Lombric2: lombricompost bloque2, Lombric3: lombricompost bloque3, Demat: Dematiaceae, Humic: Humícola, Penic: Penicillium, Levad: Levadura, Asper: Aspergillus, Monil: Moniliaceae, Rhizop:Rhizopus

En la Figura 4 se reportan los principales grupos de hongos y sus densidades poblacionales, con respecto a los diferentes tratamientos del suelo durante la época de lluvias. Grupos de hongos pertenecientes a la familia Moniliaceae y Aspergillus sp se encontraron en todos los tratamientos a excepto en el abono mineral-urea; así mismo se observa que los hongos de la familia Moniliaceae con la mayor densidad poblacional (200 x 10³UFC/g) se reportó para el tratamiento lombricompost y composta de bovinaza, mientras que Aspergillus sp presentó la más alta densidad (150 x10³UFC/g) para el abono lombricompost.

 Al relacionar número de hongos aislados, con respecto a los parámetros químicos de los tratamientos en la época seca del presente estudio, se encontraron las mejores condiciones edáficas para la presencia de diversidad y de densidad poblacional de hongos (Tablas 1 y 2).

El tratamiento con lombricompost presentó durante el estudio la mayor diversidad de grupos de hongos: en época seca, Dematiaceae, Moniliaceae, Asprgillus sp, Penicillium sp y levadura, y en el período de lluvias, Humícola sp, Aspergillus sp y Moniliaceae, y en todos los tratamientos se dieron las mayores densidades (UFC/g) en época seca, presentando el lombricompost con una dosis de 1.5 ton/ha las más altas densidades en las dos épocas climáticas: en período seco en la familia Dematiaceae, y en el de lluvias en Moniliaceae y Aspergillus sp; esto refleja que en el agroecosistema de B. pertusa, la abundancia de los microorganismos estuvo condicionada por las características químicas edáficas que mostraron los tratamientos en las épocas climáticas, presentando estos tratamientos en época seca las mejores condiciones requeridas por los hongos anotados (Tabla 1) (Pérez 2011), lo que está acorde con Reyes y Valery (2007), quienes manifiestan que existe una asociación entre las densidades poblacionales microbianas y las condiciones físicas y químicas del suelo.