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Introducción
La fauna del suelo puede considerarse un medio muy eficaz para ayudar a los microorganismos a dominar, expandirse hacia los horizontes del suelo, mejorando su fertilidad, equilibrio, y desarrollo de la vegetación1,2. La macrofauna edáfica (ME) es uno de los indicadores de su calidad, y está ampliamente distribuida en todo tipo de suelo, pero es muy sensible a diferentes intervenciones humanas3. La ME es utilizada como bioindicador, por su simplicidad, bajo costo4, contribuye en el control de la estructura del suelo, alterando su agregación y porosidad, mejorando la infiltración, cambiando los patrones de retención de agua, contribuyendo a la mineralización de la materia orgánica (MO), con la descomposición de hojarascas5-7.
Los macroinvertebrados en el suelo alteran la actividad microbiana en los procesos de mineralización y humificación de la MO, por tanto, influyen en su disponibilidad de nutrientes asimilables por las plantas8, además, estos organismos contribuyen en la movilidad vertical de nutrientes asimilables siendo un gran beneficio para los sistemas radiculares de las plantas9.
La abundancia, diversidad de la ME son factores importantes para la sostenibilidad de la producción primaria en los ecosistemas de diferentes coberturas del suelo10, su riqueza refleja el estado de degradación de los suelos11.
La ME puede verse afectada por los periodos climáticos12, así mismo, la población de organismos se puede observar en mayor cantidad durante la época de lluvias13,14, algunos cultivos tienen efectos perjudiciales sobre la ME, sobre todo en las lombrices de tierra15.
Muy poco se conoce sobre la distribución de la ME bajo condiciones de temperaturas elevadas y bajo contenido de MO16. Estudios relacionan la probabilidad de la degradación física y compactación del suelo, relacionándola con la población de ME17. En otras investigaciones, han reportado que los invertebrados del suelo están muy correlacionados con la vegetación del entorno18,19, también se resalta la importancia de la biota del suelo con la recuperación de áreas degradadas20-22.
Los factores que pueden ser causantes de densidad reducida de la biota edáfica, en cultivos de maíz. posiblemente sea la pérdida de MO23. la ME en estos cultivos durante la época de crecimiento suele observarse poblaciones de especies que son en su mayoría plagas, como los Melolonthidae ("gallina ciega")24.
Existe escasa información sobre la ME en cultivos de maíz. Con base a lo mencionado, el objetivo de la presente investigación fue determinar la macrofauna edáfica y propiedades fisicoquímicas del suelo dedicado al cultivo de maíz.
Materiales y métodos
Ubicación. El muestreo se realizó en los meses de febrero y octubre del año 2020, en el caserío San Isidro, distrito de Cajaruro, provincia de Utcubamba, Región Amazonas-Perú figura 1. San Isidro, se encuentra a una altitud de 990 msnm. Con coordenadas 149950 este y 9350074 oeste. Las coordenadas se tomaron con GPS modelo GPSMAP 66i-GARMIN. La parcela se encuentra ubicada a la margen derecha del río Utcubamba y se caracteriza por ser un sector agrícola, su principal cultivo es el maíz amarillo duro25. La producción promedio por hectárea es de 4000 kg (80 qq/ha)26.
Los suelos que predominan son los vertisoles27. El tipo de clima es cálido, varía según los pisos altitudinales de la zona de 10 a 40 ºC, la precipitación es de 200 a 1000 mm anuales, los meses de enero a marzo suele llover con mayor intensidad y de junio a septiembre es la época de estiaje28.
Metodología. Se tomó en cuenta 2 épocas: a) época de desarrollo del maíz, cuando estaba a un mes de su crecimiento b) época de post cosecha (después dos meses de la cosecha), se seleccionó una parcela de maíz de una ha (10000 m²), la antigüedad de la parcela fue de 15 años. Para el muestreo se extrajo tres monolitos de 25 x 25 cm de ancho por 30 cm de profundidad, según la metodología "Biología y Fertilidad del Suelo Tropical" o TSBF29. La selección de la ME se realizó in situ, y de forma manual con ayuda de una manta blanca. Consistió en eliminar cuerpos extraños tales como piedras y residuos vegetales. Los organismos extraídos se almacenaron en frascos con alcohol etílico al 70 % para su posterior identificación y conteo de manera visual en el laboratorio de ingeniería agroindustrial de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza (UNTRM). Después se calculó la riqueza de las muestras, la diversidad con el índice de Shannon (H') y Simpson (DSi)30. Se tomó muestras de suelo para analizar pH, CE, con el método EPA 9045/Relación Suelo-Agua 1:131. El contenido de carbono orgánico (C) y nitrógeno (N) del suelo, se determinó a partir de la MO del suelo, a través del método propuesto por Walkley & Black32. Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Investigación de Suelos y Aguas del Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva (INDES-CES) de la UNTRM.
La toma de temperatura atmosférica y humedad relativa se realizó con un Termohigrómetro Modelo: VA-EDT-1-55 y la temperatura del suelo se tomó con un termómetro digital de aguja de 13 cm, con código 111TMP14.
Para el procesamiento de datos en se utilizó el minitab 1733, para determinar promedios y su desviación estándar en las temperaturas (época de desarrollo y post cosecha del maíz).
Resultados
Tabla 1, se presentan los resultados de temperatura del suelo, y temperatura atmosférica, en el caserío San Isidro, en la etapa de la postcosecha la temperatura atmosférica fue mayor, en comparación de la temperatura del suelo, solo hubo variación de 0.9 °C.
Tabla 1 Temperatura durante las dos épocas de muestreo
| Fase de desarrolló (febrero) | Fase de post cosecha (octubre) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| TS | TA | HR % | TS | TA | HR % |
| 23.3±1.4 | 25.5±1.4 | 71.5±6.5 | 24.2±1.3 | 31.4±1.6 | 49.9±2.2 |
TS= Temperatura del suelo, TA= Temperatura atmosférica, HR=Humedad relativa
Parámetros fisicoquímicos.Figura 2, se observa el comportamiento de los parámetros fisicoquímicos para la época de febrero (fase de desarrolló), época de octubre (época de post cosecha). La MO para la época de la postcosecha se redujo de 5.67 a 3.37 %. El nitrógeno del suelo también se vio reducido para la época de la post cosecha (0.28-0.17 %).
Macrofauna edáfica en la fase de desarrollo del maíz. Se identificaron 13 familias de ME en la etapa de desarrollo del cultivo y los individuos que sobresalieron fueron las orugas (tabla 2).
Tabla 2 Macrofauna edáfica para la época de desarrollo del maíz en un área de 0.625 m2
| Época | Orden | Familia | Nombre común | N° Individuos |
|---|---|---|---|---|
| Desarrollo | Lepidoptera | Scarabaeidae | Cucaracha | 1 |
| Hymenoptera | Formicidae | Hormiga | 4 | |
| Hemípteros | Cydnidae | Chinche | 4 | |
| Araneae | Lycosidae | Araña | 3 | |
| Haplotaxida | Lumbricidae | Lombriz | 3 | |
| Dermaptera | Forficulidae | Tijeras | 1 | |
| Isoptera | Termitidae | comejen | 1 | |
| Diptera | Muscidae | Mosca | 2 | |
| Coleoptera Linnaeus | Bostrichidae | Escarabajo | 1 | |
| Lepidoptera | Noctuidae | Oruga | 11 | |
| Coleópteros | Elateridae | Gusano | 5 | |
| Diptera | Culicidae | Zancudo | 3 | |
| Blattodea | Termitidae | Cochinilla | 1 | |
| Total | 40 |
Índice de Shannon y Simpsom. En la etapa de desarrollo el índice de Shannon arrojo el valor de 0.13, mientras que en la etapa de post cosecha el índice de Shannon resultó 0.48. En cuanto al índice de Simpsom se confirma la riqueza faunística, al señalar el mismo comportamiento con valores de 2.09 durante la época de desarrollo del maíz y 7.69 para la época de la post cosecha (figura 3).
Discusión
Los individuos de ME pudo estar influenciado por la temperatura atmosférica y la del suelo, se observó que el aumento de temperatura durante la época de la post cosecha se relaciona de manera directa con el número de individuos y su abundancia. Así como la eliminación de la vegetación, puede reducir la protección del suelo contra las variaciones climáticas, provocando una alta insolación, altas temperaturas y baja humedad, hace que el entorno edáfico de algunos individuos sea menos favorable para su supervivencia34. La humedad puede ser una limitante para las plantas, sin embargo, algunas especies de la fauna del suelo han desarrollado mecanismos para tolerar las condiciones extremas de sequía35.
Tabla 3 Macrofauna edáfica para la época de post cosecha del maíz en un área de 0.625 m2
| Época | Orden | Familia | Nombre común | N° Individuos |
|---|---|---|---|---|
| Total, post cosecha | Lepidoptera | Scarabaeidae | Cucaracha | 6 |
| Scolopendrida | Scolopendridae | Ciempies | 4 | |
| Hymenoptera | Formicidae | Hormiga | 86 | |
| Hemipteros | Cydnidae | Chinche | 4 | |
| Araneae | Lycosidae | Araña | 5 | |
| Haplotaxida | Lumbricidae | Lombriz | 1 | |
| Isoptera | Termitidae | comejen | 3 | |
| Lepidoptera | Noctuidae | Oruga | 8 | |
| Coleópteros | Elateridae | Gusano | 4 | |
| Diptera | Culicidae | Zancudo | 1 | |
| Blattodea | Termitidae | Cochinilla | 3 | |
| Ortópteros | Grylloidea | Grillo | 1 | |
| Total | 126 |
En la época de desarrollo del maíz se pudo observar mayor abundancia de orugas, se intuye su presencia por que se alimentan de hojas del maíz36, la presencia de lombrices de tierra en pequeñas cantidades en ambas épocas se atribuye a que estas tienden a prevalecer en ambientes edáficos húmedos, no compactados, con alto contenido de MO37. Sin embargo, la mayor cantidad de lombrices de tierra fue durante el desarrollo del maíz, los resultados tienen una relación con el desarrollo de estas plantas, dado las lombrices suelen salir de los suelos profundos en busca de medios favorables38.
En la etapa de post cosecha la mayor cantidad de individuos, hormigas, característico de la época de verano y restos panca del maíz, los sistemas de labranza pueden influir en la abundancia de grupos depredadores39. Las hormigas son bioindicadores importantes, ya que estos se adaptan a diferentes regímenes de perturbación, como aumento del número de plantas invasoras, inhibición de la descomposición, niveles de contaminación, generalmente por agroquímicos40.
El número de familias de macrofauna del suelo en cultivos de maíz es similar a la vegetación nativa41, quedando abierto la posibilidad de estudiarla en parcelas nativas aledañas. Las hormigas y termitas son clasificados como “ingenieros del ecosistema”42, presentes en suelos de baja altitud43. Las hormigas se observó su prevalencia en abundancia y resistencia en sistemas que tenían algún nivel de intervención antrópica44. La riqueza y abundancia de la macrofauna fueron los que coincidieron en época de postcosecha, época de verano. La familia dominante en la mayoría de los sistemas de uso de la tierra fue Formicidae (hormigas)45, el cambio de uso del suelo puede ser una de las mayores amenazas para la biodiversidad del suelo46.
Cuando se observa resultados de menor densidad de macrofauna en la época de estiaje, no concuerda con los resultados de Jiménez et al.47, sin embargo, es válido la existencia de mayor presencia del orden Araneae (Arachnida).
Las variables tales como MO, afectan a la distribución de los grupos edáficos de fauna48, los valores de pH cercanos a 7, el número de individuos puede disminuir, sin embargo, esto está de acuerdo con el tipo uso del suelo49. En tanto en este estudio el pH estuvo entre 8.5 y 8.3 para la post cosecha. La temperatura y la humedad son factores que regulan la MO50,51, las lombrices de tierra, estuvo asociado con la MO y el pH, esto se constató, cuando la MO y el pH arrojaron valores altos, hubo mayor cantidad.
El índice de Shannon, así como el índice de Simpson, indica un comportamiento similar señalando la abundancia de la ME, se puede observar mayor abundancia en la época de post cosecha. Concordando con el estudio realizado por Reis-Ferreira et al.52 señalo que la abundancia y la riqueza total en suelos de maíz fueron generalmente más altas en la estación seca. La riqueza específica de la ME de este sitio es baja, lo que posiblemente refleja el estado de degradación del suelo53. El índice de Shannon suele tener valores más altos en épocas de máxima de precipitación54. La MO es importante para diversificar las comunidades de ME en el suelo55.
La mayor abundancia se pudo observar durante la época de postcosecha, en tanto el mayor número de individuos que represento esta época fueron las hormigas, característica de suelos secos de baja altitud y estuvo asociada a los parámetros fisicoquímicos. La temperatura y los restos de panca de maíz durante la época de la post cosecha, pudo haber influido en el número de individuos (hormigas). La MO y el N es característica de suelos húmedos donde se afirma al obtener valores altos en la época de desarrollo del maíz a diferencia de la época de la post cosecha arrojo valores bajos.
