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Efecto
de la incorporación de abonos verdes en la transformación de un Oxisol de
sabana de la Altillanura colombiana Amanda Silva Parra1 Carlos Armando Medina Polo2 Álvaro Álvarez Socha3 Recibido: (31 de enero de 2025) –
Aceptado: (07 de junio de 2025) – Actualizado: (11 de agosto de 2025) DOI:
10.17151/luaz.2025.60.4 Resumen Introducción. Las sabanas nativas de la Altillanura son poco productivas y se vienen utilizando en monocultivos para la producción de caña de alta densidad destinada a la generación de biomasa y biocombustibles, lo cual viene degradando las propiedades físico-químicas del suelo. Objetivo. El propósito de esta investigación fue evaluar el impacto de la incorporación de cinco especies de abonos verdes (AV) bajo tres densidades de siembra: alta (80 kg/ha), media (50 kg/ha) y baja (30 kg/ha) a dos profundidades del suelo (0-20 cm y 20-40 cm) en algunas propiedades físico-químicas de un Oxisol de sabana y en la productividad del cultivo de caña, para su transformación a suelos más fértiles. Materiales y métodos. La distribución de los tratamientos en el campo se realizó bajo un diseño de bloques completos al azar de tipo factorial con un arreglo en franjas en tres repeticiones, donde el factor A corresponde a los AV, el factor B a las densidades de siembra y el factor C a las profundidades. Se determinó la densidad aparente del suelo (DA), la resistencia mecánica a la penetración (RMS), la materia orgánica (MO) del suelo y el rendimiento de la caña de azúcar en toneladas de caña por hectárea (TCH). Resultados. La especie Crotalaria júncea con 30 kg/ha de densidad de siembra, redujo la RMS a los 10 cm de profundidad, así como la DA del suelo de 0-20 cm, mostrando una producción de TCH superior (93.67 t/ha) al testigo sin AV, de 50.01 t/ha. Conclusión. Los abonos verdes se presentan como una alternativa viable para la transformación de suelos de sabanas tropicales hacia una mayor fertilidad. Palabras clave: aireación;
impedancias físicas; macroporosidad; materia orgánica; sostenibilidad. Effect
of incorporating green manure species on the transformation of a savanna
Oxisol in the Colombian Highlands Abstract Introduction. The native savannas of the highlands are little productive and have been used in monocultures for the production of high-density sugarcane for biomass and biofuels, which has degraded the physical and chemical properties of the soil. Objective. The purpose of this study was to evaluate the impact of the incorporation of five green manure species (GM) under three planting densities: high (80 kg/ha), medium (50 kg/ha) and low (30 kg/ha) at two soil depths (0-20 cm and 20-40 cm) on some physical and chemical properties of a savanna Oxisol and on sugarcane crops productivity, for its transformation into more fertile soils. Materials and methods. Treatment distribution in the field was carried out using a factorial randomized complete block design with a strip arrangement in three replicates, where factor A corresponds to the GM, factor B corresponds to the planting densities and factor C corresponds to the soil depths. Soil bulk density (BD), mechanical resistance to penetration (MRP), soil organic matter (OM), and sugarcane yield in tons of cane per hectare (TCH) were determined. Results. Crotalaria júncea, planted at a planting density of 30 kg/ha, reduced the MRP at 10 cm depth and soil BD of 0-20 cm, showing a higher TCH production (93.67 t/ha) than the control without BD, which was 50.01 t/ha. Conclusion. Green manures are presented as a viable alternative for transforming tropical savanna soils towards greater fertility. Keywords: aeration; physical
impedances; macro-porosity; organic matter; sustainability. Introducción En la Altillanura, el monocultivo de la caña para
la producción de biocombustible viene ocasionando en los Oxisoles de sabana,
la pérdida de la materia orgánica (MO) del suelo y su compactación
(Silva-Parra, 2018). El adecuado uso de los abonos verdes (AV), junto
con otros factores de producción como la densidad de siembra, han demostrado
su capacidad para aumentar la productividad de los cultivos y su
sostenibilidad, ya que restauran la fertilidad del suelo, lo que impacta
directamente en el incremento de biomasa de los abonos verdes y los
rendimientos agrícolas (Alonso, 2017; Opala, 2020). La transformación de un Oxisol de sabana
destinado al cultivo de caña (Saccharum
officinarum L.), de baja fertilidad físico-química, mediante la
optimización de factores como el tipo de abonos verdes y la densidad de
siembra puede propiciar condiciones físicas favorables del suelo, para
satisfacer los requerimientos nutricionales y hídricos, además de incrementar
la productividad del cultivo, tal como lo reportan Duarte-Júnior y Coelho
(2008). Esta práctica no interfiere con la brotación de
la caña, su costo es relativamente bajo y promueve aumentos significativos en
las producciones del cultivo, gracias a su capacidad para generar altos
niveles de materia orgánica (MO) en el suelo (Pimentel et al., 2023). En la Altillanura, la introducción de abonos
verdes podría incrementar las toneladas de caña por hectárea (TCH) destinadas
a la producción de biocombustible; no obstante, se trata de un cultivo que
demanda una gran cantidad de nutrientes y que prefiere suelos adecuadamente
aireados, con alta porosidad y baja resistencia a la penetración de raíces
(Almeida-Santos et al., 2019), por lo que los abonos verdes pueden ayudar a
mejorar estas condiciones. Dentro del grupo de los abonos verdes, se
incluyen las leguminosas (Akshit et al., 2024), cuya función principal es la
fijación de nitrógeno en el suelo, además de mejorar las condiciones físicas
de los suelos para cultivos futuros gracias a la elevada producción de
residuos y materia orgánica (MO) incorporados al suelo (Carvalho, 2020). Los estudios han destacado el potencial
significativo de los abonos verdes para mejorar las propiedades físicas del
suelo y aumentar la productividad de los cultivos (Lyu et al., 2024). El
impacto de los abonos verdes en la caña es incrementar el nitrógeno (N), que
es uno de los elementos esenciales para su nutrición, incidiendo así en su
productividad (Schumann et al., 2000). Se ha informado que en terrenos donde se
incorporan abonos verdes, la densidad aparente del suelo (DA) y la
resistencia mecánica del suelo (RMS) a la penetración son indicadores físicos
significativos, los cuales están vinculados al ciclo de nutrientes y a la
dinámica de la materia orgánica (MO), ya que favorecen la agregación del
suelo (Ansari et al., 2022; Bahadur et al., 2023). A pesar de las variaciones entre las especies de
abonos verdes, una de las características que comparten es su rápido
crecimiento, así como la alta producción de biomasa y materia orgánica,
siendo crucial el estudio de las densidades de siembra óptimas para el
cultivo (Resende et al., 2001), ya que juegan un papel importante como
descompactadores y mejoradores de suelos (Huang et al., 2023; Zhang et al.,
2024), alterando las propiedades físico-químicas de los suelos. En la Altillanura, se ha llevado a cabo una
investigación limitada sobre las alternativas de manejo de suelos de sabana
que integren abonos verdes (AV), densidades de siembra y que sean adecuadas
para las condiciones climáticas y edáficas (Silva-Parra, 2018), con el
objetivo de lograr cambios significativos en su fertilidad. A partir de lo anterior, el objetivo de este
estudio fue examinar el efecto de diferentes especies de abonos verdes con
diferentes densidades de siembra en un Oxisol de la Altillanura colombiana,
en relación con las propiedades físico-químicas del suelo y la productividad
del cultivo de caña, con el propósito de fomentar una transformación más
sostenible y sustentable de los suelos de sabanas. La pregunta de
investigación es si optimizando los factores de producción de los abonos
verdes se puede mejorar la fertilidad físico-química de un Oxisol de sabana
de baja fertilidad? Materiales
y método Área de estudio El ensayo se llevó a cabo en la finca Alcaraván,
corregimiento del Remolino, municipio de Puerto López, Meta, Colombia, con
coordenadas 4°16’6.43’’ N y 72°31’56.12’’O (Figura 1). Figura 1. Ubicación finca “Alcaraván”  Nota: Finca
Alcaraván delimitado por la línea azul, las oficinas y planta productora de
Bioenergy, señaladas en amarillo, se encuentran en las coordenadas
4°10’44.14’’N y 72°31’56.12’’O, situadas a la margen derecha de la vía.
Fuente: Google earth Condiciones edafo-climáticas Las condiciones climáticas en la zona incluyen
una temperatura media de 24,26 °C, una humedad relativa del 90,07 %, una
precipitación media de 639,40 mm, una velocidad del viento de 0,37 m/s y una
radiación solar de 140,72 W/m². El análisis inicial del suelo corresponde a un
Oxisol típico, ácido, con un pH promedio de 4,67. Presenta alto contenido de
Al (3.6 cmolc/kg), y características distróficas, los niveles de calcio (Ca),
magnesio (Mg) y potasio (K) son de 1,40, 0,90 y 0,10 cmolc/kg, con una suma
de bases baja, menor a 5 cmolc/kg. Presenta un contenido de fósforo (P), con
menos de 20 mg/kg (actualmente 5 mg/kg), y contiene trazas de elementos
menores. La capacidad de intercambio catiónico (CICE) es de 6,0 cmolc/kg. La materia orgánica (MO) es baja, menor al 2 %
(1,5 %), y la densidad aparente superaba a los 1,3 g/cm³. Tiene una textura
arcillosa, lo que lo hace propenso a problemas de compactación, evidenciando
un suelo de baja fertilidad físico-química. En el lote del ensayo, se realizó una preparación
del suelo mediante rastra, seguida de la aplicación de 4,5 t/ha de cal
dolomita, y un pase final con rastrillo pulidor. La siembra de los materiales
de abonos verdes se llevó a cabo con equipo agrícola de tractor y boleadora,
en diferentes densidades de siembra. Tratamientos
y diseño de campo La distribución de los abonos verdes en el campo
se hizo bajo un diseño de bloques completos al azar, con un arreglo en
franjas con tres repeticiones (tipo factorial), correspondiendo a cinco (5)
especies de abonos verdes (Factor A) (Tabla 1). Tabla 1.
Tratamientos de abonos verdes  Fuente: elaboración propia. Se utilizaron tres densidades de siembra: 30, 50
y 80 kg/ha (Factor B), y el Factor C correspondió a dos profundidades de
muestreo: 0-20 cm y 20-40 cm en las variables DA y MO del suelo, y tres
profundidades para RMS, 10, 20 y 30 cm (Factor C). El diseño de campo se presenta en la Figura 2. Figura 2.
Distribución de parcelas de abonos
verdes en relación a la densidad de siembra de 30, 50 y 80 kg/ha de semilla
en los lotes 1, 2 y 3 respectivamente.  Nota.
El lote número 1 (representado en color lila), corresponde a 30 kg/ha de
semilla de cada material, con parcelas de 36 m de ancho por 200 m de largo,
7200 m². El lote número 2 (indicado en color verde), corresponde a 50 kg/ha
de semilla, con parcelas de 28 m de ancho por 300 m de largo, 8400 m². El
lote número 3 (marcado en color azul), con 80 kg/ha de semilla, parcelas de
31 m de ancho por 300 m de largo, abarcando un área de 9300 m². Fuente:
elaboración propia. Todas las parcelas recibieron una cantidad
uniforme de fertilizante, equivalente a 100 kilogramos del producto con la
fórmula tipo 6-31-18. La incorporación de los abonos verdes se realizó a los
60 días después de la emergencia de los cultivos de cada especie, utilizando
equipos agrícolas como el rodillo (rolo) y la rastra aradora. Primero se pasó
el rolo para aplanar y descomponer el material, y luego, con una rastra
aradora de tipo pesada y a mínima traba, se integraron los materiales en el
suelo. Variables medidas Propiedades físico-químicas del suelo Las mediciones físico-químicas se realizaron en
dos momentos distintos: tres días antes de la incorporación y 30 días después
de su integración. Para medir la resistencia mecánica a la penetración (RMS)
a la penetración, se utilizó un penetrómetro Daiki 00842 en las diferentes
parcelas en tres profundidades 10, 20 y 30 cm. Para determinar el límite
crítico (LC), se empleó un valor de 3 MPa (García-Díaz y Vidal-Díaz, 2020),
equivalente a 30.59 kg/cm². La humedad del suelo en las muestras fue de 21,3
%. Para determinar la densidad aparente (DA) del
suelo, se tomaron muestras alteradas en cada parcela a dos profundidades:
0-20 cm y 20-40 cm, utilizando el método de terrón parafinado. La materia
orgánica del suelo se analizó mediante el método de Walkley y Black
(Jaramillo, 2002). Toneladas de caña por hectárea y calidad de los
abonos verdes La producción del cultivo de caña de azúcar se
midió en toneladas por hectárea (TCH) al momento de la cosecha. Además, se
evaluaron parámetros de calidad de los abonos verdes antes de su
incorporación, como la producción de materia seca (t/ha), y el porcentaje de
nitrógeno (% N) mediante el método de Kjeldahl (Jaramillo, 2002). Para la determinación de la producción de
toneladas de caña por hectárea, se siguió el procedimiento de evaluación de
precosecha de la empresa Bioenergy, que consiste en delimitar un área de 10
m², cosechar el material, descogollar, deshojar y pesar los tallos molinables
en tres sitios del lote, para luego extrapolar los resultados a valores por
hectárea. La variedad sembrada fue SP832847, con una producción en finca de
77,01 toneladas de caña por hectárea y un contenido de azúcares totales
recuperables (ATR) de 11.73 %. Análisis estadístico Para este estudio, se utilizó un diseño de
bloques completamente al azar con arreglo factorial 5 x 3, en franjas
divididas. Las subparcelas correspondieron al factor A (tratamientos),
mientras que las franjas principales representaron el factor de densidad de
semillas (factor B). Se realizaron tres repeticiones, resultando en un total
de 15 tratamientos y 45 unidades experimentales por cada profundidad
evaluada, siguiendo el modelo matemático de Silva-Parra et al., (2018). Para el análisis de los datos, se llevó a cabo un
análisis de varianza (ANOVA) con niveles de significancia del 99 y 95 %
(Prueba de Fischer), que permite descomponer la variabilidad de las variables
de respuesta entre los diferentes factores. Aquellas variables que mostraron
diferencias significativas en el ANOVA se compararon las medias de los
tratamientos mediante análisis de medias (Duncan 95 %) utilizando el software
SPSS. Resultados
y discusión Resistencia mecánica a la penetración del suelo
(RMS) y densidad aparente (DA) La resistencia mecánica a la penetración del
suelo (RMS) varía según el uso de abonos verdes, la densidad de siembra y la
profundidad (Figura 3). En general, la resistencia aumenta con la profundidad,
siendo menor en los tratamientos con Crotalaria y Cannavalia con todas las
densidades en los primeros 10 cm con RMS
< de 30 kg/cm2, presentando el menor valor Crotalaria con 30 kg/ha
de densidad de siembra a los 10 cm con respecto a los demás tratamientos
(Figura 3). La resistencia mecánica del suelo (RMS) a la
penetración proporciona información importante sobre los procesos de
compactación y perdida de la macroporosidad del suelo (Jaramillo, 2002). En
la Figura 3, la línea punteada muestra cómo el valor del límite crítico de la
RMS está asociado a una mayor profundidad del suelo para todos los
tratamientos. Figura 3.
Efecto de la siembra e incorporación de
los abonos verdes, en tres densidades de siembra, sobre la RMS a tres
profundidades 10, 20 y 30 cm.  Fuente: elaboración propia. Los abonos verdes ejercen una labor biomecánica
importante gracias al desarrollo de su sistema radicular, el cual ayuda a
romper las capas compactas del suelo (Carvalho et al., 2020). En otros estudios,
se ha comprobado el efecto de distintas especies de abonos verdes. Por
ejemplo, Zancan et al. (2017) observaron un mejor efecto descompactador del
consorcio de Nabo forrajero y Vicia en comparación con el de Avena blanca en
un suelo compactado, bajo diferentes niveles de mecanización. Se requiere
encontrar especies de abonos verdes de tipo multipropósito que tengan un
efecto descompactante a mayor profundidad como el caso de la Crotalaria. La Figura 4 muestra los efectos dobles debido al
uso de los abonos verdes y las densidades de siembra en la DA del suelo. Figura 4. Efecto de la siembra e incorporación de
los abonos verdes, en tres densidades de siembra en los cambios en la
densidad aparente del suelo.  Fuente: elaboración propia. En particular, la especie Crotalaria con 30 kg/ha
ocasiono la mayor disminución en la densidad aparente del suelo pasando de
1,59 a 1,29 g/cm3, se destaca en menor grado como Cannavalia y 50 kg/ha;
Caupí y Crotalaria con 80 kg/ha, lograron disminuir también la DA del suelo
(Figura 4). Los resultados iniciales de la densidad aparente
(DA) del Oxisol de sabana son elevados, lo cual es típico de los suelos de la
altillanura (Silva-Parra, 2018). Esto permite inferir y valorar los cambios
ocasionados por la acción de los abonos verdes. La variación en la DA con las
distintas especies de abonos verdes en diferentes densidades de siembra es
positiva porque su valor disminuye. A diferencia de lo que reportaron Carvalho et al.
(2020), no encontraron ninguna influencia inmediata en el suelo al evaluar el
efecto de once especies de abonos verdes durante un período de 90 días
después de la siembra, en relación con la densidad aparente y porosidad del
suelo. De acuerdo con Zhang et al. (2024), los abonos
verdes se han utilizado en iniciativas para la restauración de terrenos
degradados debido a su capacidad de enraizamiento, los cuales ayudan a
descompactar suelos duros, así como a mejorar la aireación y la porosidad del
suelo. Materia orgánica (MO) del suelo La materia orgánica (MO) del suelo mostró efectos
relacionados con el uso de abonos verdes, así como con la densidad y la
profundidad (Figura 5). Figura 5.
Efecto de la interacción de la densidad
de siembra, la profundidad de muestreo y las especies de los abonos verdes
sobre la materia orgánica (MO) del suelo en un Oxisol en la Altillanura
Colombiana.  Fuente: elaboración propia. Todos los abonos verdes comparados con el
tratamiento testigo, independientemente de las densidades de siembra, se
destacan por su gran capacidad para producir materia orgánica en el Oxisol de
sabana de los 0-20 cm de profundidad comparada con la profundidad de 20-40 cm
(Figura 5). Sin embargo, de los 20-40 cm, se resalta especialmente la acción
de la Mucuna con una dosis de 30 kg/ha en la producción de materia orgánica
del suelo (Figura 5). La producción de la materia orgánica (MO) por los
abonos verdes depende de la calidad de los restos orgánicos que está
directamente relacionada con su capacidad de producción de biomasa para aportar
nutrientes y sustancias recalcitrantes, sino también de proporcionar, con el
tiempo, características que mejoran la fertilidad física del suelo (Sousa,
2023). Además, los abonos verdes pueden contribuir al
mayor secuestro de carbono en el suelo, ayudando a mitigar los efectos
negativos del clima (Silva-Parra, 2018) y a mejorar la fertilidad potencial
del suelo. Producción de caña de azúcar, materia seca y
calidad nutricional de los abonos verdes Se observó un impacto positivo en la producción
de toneladas de caña por hectárea (TCH) debido a la utilización de abonos
verdes y a las densidades de siembra, en comparación con el testigo (Figura
6). El rendimiento más alto en la producción de
toneladas de caña por hectárea fue alcanzado por Crotalaria con una densidad
de siembra menor (30 kg/ha), alcanzando 93,67 (TCH), siendo similar
estadísticamente a Crotalaria con 50 kg/ha, la cual presentó 83 (TCH) y
Cannavalia con 30 kg /ha, con 88 kg/ha, Cannavalia y Mucuna en sus diferentes
densidades de siembra, fueron las que presentaron los valores intermedios, y
el Caupi con el Kudzu los valores más bajos de TCH (Figura 6). Figura 6.
Efecto de la interacción de los abonos
verdes y la densidad de siembra en la producción de toneladas de caña (TCH)
de la caña de azúcar. Var SP832847  Fuente: elaboración propia. La respuesta óptima de toneladas de caña por
hectárea a la baja densidad de siembra de los abonos verdes es crucial,
debido a las limitaciones en el mercado por los altos costos de las semillas
de los abonos verdes y también por la complejidad de lograr una
sincronización entre la liberación de los nutrientes presentes dependiendo de
la cantidad de plantas y la demanda del cultivo principal (Resende et al.,
2001). Tenelli et al. (2021), en un estudio de cuatro
cosechas, indica que el uso de abono verdes incrementa el rendimiento de la
caña de azúcar en un 9 % (5 t/ha) en suelo arenoso y en un 15 % (16 t/ha) en
suelo arcilloso en comparación con el barbecho desnudo. Adicionalmente, el abono
verde proporcionó un reemplazo anual de fertilizante de N de 9 y 15 kg/ha en
suelo arenoso y arcilloso respectivamente. Por otra parte, la calidad de los abonos presenta
efecto en función de las densidades de siembra, reflejada en la producción de
la MS y el %N (Tabla 2). Tabla 2.
Efecto de la interacción entre las
especies de abonos verdes y las densidades de siembra en la materia seca
(t/ha) y el %N, durante la siembra e incorporación de abonos verdes en un
Oxisol de la Altillanura Colombiana.  Nota. Test:
Duncan. Letras distintas indican diferencias significativas (p<=0,05).
Fuente: Los autores El Caupí con 50 kg/ha logró un valor más elevado
de materia seca (MS) en t/ha con respecto a los otros tratamientos. Sin
embargo, Crotalaria con 30 y 80 kg/ha contiene mayor %N con respecto a los
demás tratamientos (Tabla 2). Este hallazgo coincide con lo que mencionan
Ojeda-Quintana et al. (2019), donde se señala que la Crotalaria (Crotalaria juncea L.) es una especie
que produce entre 5 600 y 14 000 kg/ha de MS, contribuyendo con hasta 204
kg/ha de N. En Oxisoles de sabana con escasa materia orgánica
(MO) en el suelo, los abonos verdes de tipo leguminosas pueden promover la
fijación biológica del N, gracias a la interacción microbiana con el Rhizobium, lo que reduciría en alto
grado la dependencia de fertilizantes nitrogenados en el cultivo de la caña.
Sin embargo, se deben encontrar especies de abonos verdes como gramíneas que
exhiban una mayor R C/N, ya que en Oxisoles de baja fertilidad (Silva-Parra,
2018), pueden promover los procesos de humificación de los suelos, debido a
un mayor contenido de fibra compuesta por hemicelulosa, celulosa y lignina,
entre otros compuestos orgánicos. Conclusiones Las especies de abonos verdes evaluadas a
diferentes densidades de siembra y profundidades mejoraron positivamente las
condiciones físicas y de fertilidad de un Oxisol de sabana en la Altillanura
colombiana, incrementando las toneladas de caña por hectárea. La Crotalaria en dosis de 30 kg/ha disminuyeron
la resistencia mecánica a la penetración y la densidad aparente del suelo de
los 0-20 cm de profundidad. La materia orgánica del suelo aumentó con los
abonos verdes en comparación con el testigo indistintamente de la densidad de
siembra en los primeros 20 cm. Crotalaria con 30 y 80 kg/ha exhibe los mayores
porcentajes de N, y Caupí de MS, lo que contribuye a mejorar la fertilidad
química del Oxisol de sabana. La productividad de la caña en toneladas de caña
por hectárea se vio favorecida principalmente por Crotalaria en la menor
densidad de siembra (30 kg/ha). La incorporación de Crotalaria con densidad de 30
kg/ha representa una práctica adecuada, de fácil manejo y adopción, para
enfrentar problemas de compactación de suelos en la Altillanura Colombiana,
debido a la alta producción de materia orgánica del suelo. Agradecimientos Los autores agradecen a Bioenergy, a la Maestría
en Producción Tropical Sostenible, al Grupo de Investigación Innovación en
Sistemas Agrícolas y Forestales de la Universidad de los Llanos por todo el
acompañamiento y apoyo en esta investigación. Potencial
conflicto de intereses Los autores declaramos que no existe conflicto de
intereses en la realización de la investigación. Fuentes de
financiación Este estudio fue financiado por la Dirección
General de Investigaciones de la Universidad de los Llanos, a través del
Proyecto de Investigación “Transformación de sabanas nativas en sistemas de
pasturas y su Impacto en el recurso suelo, económico y social en zona de
Piedemonte y Altillanura (Meta)” código C01-01-2025-001. Referencias
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Profesor de tiempo completo, Grupo de Investigación en Innovación en Sistemas
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Colombia. aalvarez@unillanos.edu.co. ORCID:
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este artículo: Silva Parra, A., Medina Polo, C. A. y Álvarez
Socha, Á. (2025). Efecto de la incorporación de abonos verdes en la
transformación de un Oxisol de sabana de la Altillanura colombiana. Revista Luna Azul, (60), 51-65. https://doi.org/10.17151/luaz.2025.60.4 Esta obra está bajo una Licencia de Creative
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