Macrofauna edáfica y características físicas y químicas del suelo en áreas con diferentes sistemas de manejo en el departamento del Atlántico, Colombia

Abstract

En el departamento del Atlántico, Colombia, se presenta degradación de los ecosistemas por el cambio de uso del suelo y las actividades de ganadería extensiva, lo cual ha causado deterioro ambiental, reducción de la biodiversidad y pérdida en la capacidad productiva de los suelos; situación que ha llevado a la implementación de sistemas silvopastoriles (SSP) como una alternativa que favorece procesos naturales e interacciones ecológicas donde los macroinvertebrados del suelo prestan servicios ecosistémicos importantes. Sin embargo, la abundancia y diversidad de la macrofauna edáfica puede ver afectada por el estado de perturbación generado por el cambio de uso y manejo del suelo. Considerando la importancia de estos organismos en los sistemas, al participar en la transformación de las propiedades del suelo por sus procesos de digestión e incorporación de materiales orgánicos, en esta investigación se evaluó el efecto de diferentes sistemas de manejo en la macrofauna edáfica y en las características físicas y químicas de suelos del departamento del Atlántico. Se seleccionaron como áreas de estudio tres fincas que presentaban tres tipos de uso de suelo, sistemas convencionales (SC), sistemas silvopastoriles (SSP) y sistemas de regeneración natural (SRN). En cada sistema se tomaron ocho muestras de suelo para recolectar la macrofauna edáfica empleando la metodología TSBF modificada; se determinaron las propiedades físicas (textura, densidad aparente, resistencia a la penetración, humedad, permeabilidad e índice estructural) y químicas (pH, materia orgánica, NO3, NH4, P, Ca+2, Mg+2, K+) del suelo, empleando las metodologías propuestas para el análisis de cada parámetro. Las variables consideradas en el análisis de la macrofauna del suelo fueron la densidad de individuos, riqueza taxonómica, índice de diversidad de Shannon-Wiener y índice de equidad de Pielou. En los sistemas de estudio fueron recolectados 641 macroinvertebrados del suelo (tres filos, siete clases y 13 órdenes), siendo Coleoptera y Formicidae los taxones con mayor representación. Los mayores valores de densidad y diversidad de la macrofauna edáfica se registran en los SSP y SRN; igualmente estos sistemas se vieron favorecidos con la menor compactación del suelo, mayor permeabilidad y acumulación de materia orgánica. La macrofauna edáfica tuvo respuestas y sensibilidad diferente a las propiedades del suelo; sin embargo, la mayoría de grupos taxonómicos estuvieron relacionados positivamente con la presencia de materia orgánica, mientras que algunos taxones estuvieron asociados a suelos con altos valores de permeabilidad, humedad y estabilidad estructural, y menores de resistencia a la penetración. A pesar de que las características particulares de cada finca (ubicación, relieve, vegetación, tipo de suelo y manejo) pudieron determinar el comportamiento de los parámetros evaluados en los diferentes sistemas de uso, los suelos en sistemas agroforestales (SSP) presentan tendencia a tener características similares a los suelos de áreas naturales (SRN). En este estudio, se evidencia que la adopción de sistemas silvopastoriles puede afectar de forma positiva la calidad biológica, física y química del suelo y la conservación de la biodiversidad en áreas ocupadas anteriormente con sistemas convencionales de ganadería, no obstante, estos beneficios pueden ser percibidos a largo tiempo.

In the department of Atlantico ubicated in Colombia, there is the degradation of ecosystems due to changes in land use and extensive livestock activities, which has caused environmental deterioration, reduction of biodiversity, and loss of productive capacity of soils. This situation has led to the implementation of silvopastoral systems (SSP) as an alternative that favors natural processes and ecological interactions where soil macroinvertebrates provide important ecosystem services. However, the abundance and diversity of the edaphic macrofauna can be affected by the state of the disturbance generated by the change in land use and management. For the importance of these organisms in the systems, participating in the transformation of soil properties by their digestion processes and incorporation of organic materials, this research evaluated the effect of different management systems over the edaphic macrofauna and the physical and chemical characteristics of the Atlantico Department soils. Three farms with three types of land use, conventional systems (SC), silvopastoral systems (SSP), and natural regeneration systems (SRN) were selected as study areas. In each system, eight soil samples were taken to collect the edaphic macrofauna using the modified TSBF methodology. Physical properties (texture, bulk density, resistance to penetration, humidity, permeability, and structural index) and chemical properties (pH, O.M., NO3, NH4, P, Ca+2, Mg+2, K+) of the soil were determined using the proposed methodologies for the analysis of each parameter. The variables considered in the analysis of the macro-fauna of the soil were the density of individuals, taxonomic richness, Shannon’s diversity index, and Pielou’s evenness index. In the study systems, 641 macroinvertebrates of the soil were collected (three phyla, seven classes, and 13 orders). Coleoptera and Formicidae were the taxa with the highest representation. The highest values of density and diversity of the edaphic macrofauna were recorded in the SSP and SRN; also these systems were favored with less soil compaction, higher permeability, and accumulation of organic matter. The soil macrofauna had different responses and sensitivity to soil properties. However, most taxonomic groups were positively related to the presence of organic matter while some taxa were associated with soils with high values of permeability, humidity, structural stability, and lower penetration resistance. Although the particular characteristics of each farm (location, relief, vegetation, soil type, and management) could control the behavior of the parameters evaluated in the different systems of use. The soils in agroforestry systems (SSP) tend to have characteristics similar to the soils of natural areas (SRN). In this study was evident that the adoption of silvopastoral systems can affect positively the biological, physical, and chemical quality of the soil and the conservation of biodiversity in previously occupied areas with conventional systems of livestock, nonetheless, these benefits can be perceived in a long time.