Indicadores de calidad en los suelos Cotito (Lithic Kandiudox) y Coto (Typic Hapludox) del noroeste de Puerto Rico

Abstract

La calidad del suelo depende de su composición natural y de los cambios causados por el uso y las prácticas de manejo del ser humano. Un suelo de calidad ayuda a preservar la salud humana, siendo fuente de alimentos saludables y preservando la calidad del medio ambiente. La calidad del suelo no se puede medir directamente, se puede inferir a través de indicadores que sean sensibles a los cambios en el manejo y el clima, integradores, universales y accesibles a diferentes usuarios para mejorar la capacidad inherente de un suelo y restaurar suelos degradados. El objectivo de este trabajo fue evaluar indicadores de calidad de suelos en dos Oxisoles: Cotito (Lithic Kandiudox) y Coto (Typic Hapludox) bajos sistemas de labranza convencional y sin labranza. El estudio se estableció en la Subestación Experimental Agrícola (EEA) de Isabela de la Universidad de Puerto Rico. El experimento se realizó en diseños completamente aleatorizados (DCA) en parcelas divididas. Para cada serie de suelo se seleccionó un predio con práctica de labranza convencional (LC) y un predio sin labranza (L0), por un total de cuatro predios experimentales con 16 parcelas cada uno. Los predios de LC fueron talados y arados cada dos meses y a los de L0 solamente se pasó la taladora. Se realizó dos muestreos en cada predio experimental a dos profundidades (0 - 8 y 8 - 20 cm), el segundo muestreo se tomó en un intervalo de 11 meses tras el primero. Se evaluaron indicadores químicos, físicos y biológicos. Entre estos pH, P disponible, materia orgánica (MO), capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE), estabilidad de agregados (EA), densidad aparente (Da), resistencia a penetración (RP), textura y la actividad de deshidrogenasa (DHA), fosfatasa alcalina (FOSal), fosfatasa ácida (FOSac) y respiración basal (RB). El pH del suelo Cotito fue moderadamente alcalino (7.5 - 7.9). El P disponible (20.6 mg kg-1), MO (4.19 %), EA (87.7 %), FOSal (115 µg PNP. g -1. h-1) y la tasa de RB (1.87 µg CO2-C. g-1. h-1) del suelo fueron significativamente mayores en predio de L0. En cambio, CICE (37.1 cmolc kg-1) y DHA (15.0 µg TPF. g -1. h-1) fueron superiores en predio de LC. Se encontró mayores proporciones de P disponible, MO, CICE, EA, DHA, FOSal y RB y menor Da a profundidad 0 - 8 cm. Se aumentó significativamente la concentración de MO, EA, Da y FOSal en el segundo muestreo y se disminuyó DHA, RB en el suelo Cotito. En el suelo Coto el predio de LC con pH levemente ácido (6.7) y el de L0 con pH moderadamente ácido (5.2). El P disponible (16.3 mg kg-1), CICE (6.12 cmolc kg-1) y DHA (8.20 µg TPF. g -1. h-1) del suelo fueron significativamente mayores en predio de LC. En cambio, MO (3.81 %), EA (88.2 %) y Da (1.18 g cm-3) fueron superiores en predio de L0. Se encontró mayores proporciones de P disponible, MO, DHA, FOSac y RB y menor Da a profundidad 0 - 8 cm. Se aumentó significativamente la concentración de MO, Da, DHA, FOSac y RB en el segundo muestreo. Para el suelo Coto y Cotito el porcentaje de EA está en un rango entre 70 - 90, lo cual se considera bueno para suelos de alto potencial agrícola. La RP fue más alta en suelo de L0 y alcanzó su valor máximo a menor profundidad en ambos suelos. En el suelo Cotito se observó correlaciones lineales positivas significativas entre el P disponible con la FOSal (r = 0.27), la EA con la MO (r = 0.35), la MO con la FOSal (r = 0.28). El suelo Coto mostró correlaciones positivas entre la tasa de RB con la DHA (r = 0.25), la tasa de RB con la FOSac (r = 0.34), la EA con la MO (r = 0.23), la MO con la FOSac (r = 0.19). El suelo Coto muestra parámetros de calidad de suelos superiores al suelo Cotito. El suelo Cotito tiene la limitación de ser poco profundo y valores de pH moderadamente alcalinos. El pH bajo del suelo Coto puede ser fácilmente corregido mediante encalado y la profundidad de este suelo le provee a los cultivos un mejor ambiente para el desarrollo de las raíces, absorción de nutrimentos y agua disponible. En ambos suelos la RP aumenta a profundidades mayores de la capa arable, pero parámetros como EA y Da no se ven afectados negativamete por la labranza en ninguno de los dos suelos. Es necesario obtener datos a largo plazo para evaluar más efectivamente el efecto de la labranza y no labranza en parámetros como acumulación de MO, EA, RP y actividad enzimática.

The quality of the soil depends on its natural composition and on the changes caused by anthropogenic use and management practices. A good quality soil helps preserve human health, provides healthy food, and preserves the quality of the environment. Soil quality cannot be measured directly, but it can be inferred through indicators that are sensitive to changes in management and climate, inclusive, universal, and accessible to different users to improve the inherent capacity of a soil and restore degraded soils. The objective of this work was to evaluate soil quality indicators in two Oxisols: Cotito (Lithic Kandiudox) and Coto (Typic Hapludox) under conventional tillage and zero tillage systems. The study was established at the Isabela Agricultural Experiment Substation (AES) of the University of Puerto Rico. The experiment was carried out in completely randomized designs (CRD) in divided plots. For each soil series, a field with conventional tillage practice (CT) and a field m with no tillage (NT) were selected, for a total of four experimental farms with 16 plots each. The CT plots were felled and plowed every two months and the L0 plots were only passed by the logger. Two samplings were carried out in each experimental farm at two depths (0 - 8 and 8 - 20 cm), the second sampling was taken at an interval of 11 months after the first. Chemical, physical, and biological indicators were evaluated. Among these pH, available P, organic matter (OM), effective cation exchange capacity (ECEC), aggregate stability (AS), Bulk density (BD), penetration resistance (PR), texture and dehydrogenase activity (DHA), alkaline phosphatase (ALP), acid phosphatase (ACP), and basal respiration (BR). The Cotito soil pH was moderately alkaline (7.5 - 7.9). Available P (20.6 mg kg-1), OM (4.19 %), AS (87.7 %), ALP (115 µg PNP. g -1. h-1) and the rate of BR (1.87 µg CO2-C. g-1. h-1) were significantly higher in the NT field. On the other hand, ECEC (37.1 cmolc kg-1) and DHA (15.0 µg TPF. g -1. h-1) were higher in CT field. Higher proportions of available P, OM, ECEC, AS, DHA, ALP, and BR and lower BD were found at depth 0 - 8 cm. Organic matter OM content, AS, BD, and ALP increased significantly in the second sampling, and DHA activity and RB decreased in Cotito soil. In the Coto soil, the CT field showed a slightly acidic pH (6.7), and the NT field a moderately acidic pH (5.2). The available P (16.3 mg kg-1), ECEC (6.12 cmolc kg-1), and DHA activity (8.20 µg TPF. g -1. h-1) of Coto soil were significantly higher in the CT field. On the other hand, OM (3.81 %), AS (88.2 %), BD (1.18 g cm-3) were higher in the NT field. Higher values of available P, OM, DHA, ACP, and BR were found at 0 - 8 cm depth, but th BD was lower. Organic matter, BD, DHA, ACP, and BR increased significantly in the second sampling. For the Coto and Cotito soil, AS ranged from 70 to 90 %, which is considered good for soils with high agricultural potential. Penetration resistence was higher in NT plots and reached its maximum value at a shallower depth in both soils. Significant positive linear correlations were observed for available P and ALP (r = 0.27), for AS and OM (r = 0.35), and for OM and ALP (r = 0.28) in Cotito soil. Coto soil showed positive correlations for BR rate and DHA activity (r = 0.25), for BR rate and ACP (r = 0.34), for EA and OM (r = 0.23), and for OM and ACP (r = 0.19). Coto soil showed better soil quality parameters than Cotito soil. Cotito soil is a shallow soil with moderately alkaline pH values. The low pH of Coto soil can be easily corrected by liming and the depth of this soil provides crops with a better environment for root development, nutrient absorption, and available water. Penetration resistance was higher in both soils below the plow layer, but AS and BD were not affected by tillage. Long-term data is needed for a thorough evaluation of the effect of tillage and no-tillage on soil parameters such as OM accumulation, AS, PR, and enzymatic activity.