Evaluación de la calidad del suelo y sus servicios ecosistémicos en agroecosistemas del Meta, Colombia

Resumen

Introducción: Los suelos proporcionan diversos servicios ecosistémicos (SE). Sin embargo, las prácticas agropecuarias convencionales los degradan, alterando su calidad y reduciendo la prestación de SE esenciales para la vida humana. Objetivo: Evaluar la calidad del suelo y sus SE en cinco agroecosistemas de dos fincas (Tres Romiles-3R y Los Yopos-Y) en Barranca de Upía (Meta), Colombia. Metodología: Se analizaron 16 variables edáficas, seleccionando un conjunto mínimo de datos (CMD) de 9 indicadores: Índice de estabilidad (IE), estabilidad de agregados (EA), densidad aparente (DA), diámetro geométrico medio (DGM), porosidad (PO), resistencia a la penetración (RP), conductividad eléctrica (CE), pH y actividad enzimática de catalasa (CAT). Con el CMD se calculó el Índice aditivo ponderado (ICSw). Para el análisis de SE, se seleccionaron 18 indicadores de la dimensión ecológica, incluyendo biodiversidad, resiliencia ecológica y reducción de impactos ambientales negativos. Resultados y discusión: Los valores más altos del ICSw se encontraron en cultivos de cítricos (0,86) y plátano (0,83 y 0,84) en la finca "3R", atribuidos a diferencias en prácticas agrícolas, afectando principalmente los indicadores físicos: EA, RP, DA, estructura y velocidad de infiltración. No se evidenciaron mejoras en biodiversidad ni en resiliencia ecológica en ambas fincas. Asimismo, los SE relacionados con la reducción de impactos ambientales negativos presentaron niveles bajos. Conclusiones: Algunos indicadores de calidad del suelo mostraron respuestas favorables al manejo agrícola, pero se requiere fomentar prácticas sostenibles para evitar su degradación y preservar los SE. Este estudio aporta información relevante para la toma de decisiones en políticas agrícolas y económicas enfocadas en la sostenibilidad de los agroecosistemas.

Palabras clave

Conjunto mínimo de datos

degradación del suelo

índices de calidad

propiedades edáficas

Citas

Álvarez, D., Estrada, I. y Cock, J. (2010). RASTA Rapid Soil and Terrain Assessment: Guía práctica para la caracterización del suelo y del terreno. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). Corporación Biotec, Cali, CO. 62 p. Recuperado de: https://cgspace.cgiar.org/items/ee7882aa-299f-491a-9d43-4e6a4c15899f.

Ardila-Garcia, V., Vallejo, V. E., y Plazas-Navarro, L.P. (2022). Agricultura De conservación Como Estrategia Potencial Para Incrementar La Calidad Del Suelo En Agroecosistemas De Colombia. Ciencia y Tecnología. Agropecuaria, 23(3). https://doi.org/10.21930/rcta.vol23_num3_art:2674.

Bedoya, G., Ortiz-Moreno, M.L & Ortiz-Rojas, L. Y. (2013). Efecto de la aplicación de agroquímicos en un cultivo de arroz sobre los microorganismos del suelo. Acta Agronómica. 62(1), 66-72, http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-28122013000100010&lng=en&tlng=es.

Bedoya-Gómez, Bis Davinson, Dossman-Gil, Miguel Ángel, & Marín-Fernández, Jeferson. (2021). Valoración ecológica de los servicios ecosistémicos prestados por el suelo en fincas cafeteras en Belén de Umbría, Colombia. Revista de Ciencias Ambientales, 55(1), 160-181. https://dx.doi.org/10.15359/rca.55-1.8

Calderón-Medina, C. L., Bautista-Mantilla, G. P y Rojas-González, S. (2018). Propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo, indicadores del estado de diferentes ecosistemas en una terraza alta del departamento del Meta. Orinoquia, 22(2), 141–157. https://doi.org/10.22579/20112629.524.

Das, B., Chakraborty, D., Singh, V., Ahmed, M., Singh, A. & Barman, A. (2016). Evaluating fertilization effects on soil physical properties using a soil quality index in an intensive rice-wheat cropping system. Pedosphere, 26(6), 887-894. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(15)60093-5

Diaz, F. A., Vuelvas, J., Correa, C.A., Vallejo, V.E & Patino, D. (2022). Machine learning and remote sensing techniques applied to estimate soil indicators – Review. Ecological Indicators, 135, https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.108517.

Fao y Mads. (2018). Guía de buenas prácticas para la gestión y uso sostenible de los suelos en áreas rurales. Construcción participativa para la gestión de planes de intervención prácticas de manejo sostenible de los suelos. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, Bogotá D.C, Colombia.

Farfán-Valencia, F y Hincapié-Gómez, E. (2014). Valoración de la sostenibilidad ambiental mediante indicadores de calidad del suelo, en sistemas de producción de café en Colombia. Cenicafé 62(1), 100-118. Link

Flores, L. y Alcalá, J. (2010). Manual de procedimientos analíticos: laboratorio de física de suelos. Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Geología. https://www.geologia.unam.mx/igl/deptos/lfs/manualLFS.pdf

Hemmati, S., N. Yaghmaeian, M. B. Farhangi & A. Sabouri. (2023). Soil quality assessment of paddy fields (in Northern Iran) with different productivities: establishing the critical limits of minimum data set indicators. Environment Science and Pollution Research, 30(4), 10286-10296. https://doi.org/10.1007/s11356-022-22846-8

Hermans, S.M., Buckley, H.L., Case, B.S., Curran-C, F.,Taylor, M, & Lear, G. (2020). Using soil bacterial communities to predict physico-chemical variables and soil quality. Microbiome, 8(79), 1-13. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00858-1.

Hyun, J., Kim, Y., Kim, A., Plante, A. & Yoo, G. (2022). Ecosystem services-based soil quality index tailored to the metropolitan environment for soil assessment and management. Science Total Environment, 820. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004896972200393X

Instituto de Hidrología, Meteorología & Estudios Ambientales – IDEAM. (2023). Atlas Climatológico de Colombia. IDEAM. http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasClimatologico.html

Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC. (2016). Clases de suelos - categoría orden según USDA. IGAC. https://www.colombiaenmapas.gov.co/#

Jamioy, D., Menjivar, J. y Rubiano, Y. (2015). Indicadores químicos de calidad de suelos en sistemas productivos del Piedemonte de los Llanos Orientales de Colombia. Acta Agronómica, 64(4), 302-307. https://doi.org/10.15446/acag.v64n4.38731

Karlen, D. & D. Stott. (1994). A framework for evaluating physical and chemical indicators of soil quality. En: Doran, J.W., D.C. Molina y R.F. Stewart (eds.). Defining soil quality for a sustainable environment. Special Publication #35. Soil Science Society of America (SSSA), Madison, WI.

Li, Y., Nie, C., Liu, Y., Du, W., & He, P. (2019). Soil microbial community composition closely associates with specific enzyme activities and soil carbon chemistry in a long-term nitrogen fertilized grassland. Science of The Total Environment, 654, 264-274. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.11.031

Li, K., Wang., C., Zhang, H., Zhang, J., Jiang, R., Feng, G., Liu, X., Zuo, Y., Yuan, H., Zhang, C., Gai, J., Tian, J., Li, H., Sun, Y., & Yu, B. (2022). Evaluating the effects of agricultural inputs on the soil quality of smallholdings using improved indices. Catena, 209(1). https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105838.

Melgarejo, V., Bautista-Rodríguez, S. C., y Camargo Pardo, M. (2021). Dimensiones y enfoques de valoración de los servicios ecosistémicos en agroecosistemas. Cuadernos de Desarrollo Rural, 18. https://doi.org/10.11144/Javeriana.cdr18.devs

Moura, E., Sousa, R., Campos, L., Cardoso-Silva, A., Mooney, S., & Aguiar, A. (2021). Could more efficient utilization of ecosystem services improve soil quality indicators to allow sustainable intensification of Amazonian family farming? Ecological Indicators 127. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107723

Nabiollahi, K., R. Taghizadeh-Mehrjardi, R. Kerry., & S. Moradian. (2017). Assessment of soil quality indices for salt-affected agricultural land in Kurdistan Province, Iran. Ecological Indicators. 83, 482-494. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.08.001.

Rodríguez, I., H. Pérez, y R. García. (2021). Degradación del suelo en sistemas agrícolas de la granja Santa Inés, provincia de El Oro, Ecuador. Revista Universidad y Sociedad, 13(2), 557-564.

Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales. (2003) Norma Oficial Mexicana NOM-022-SEMARNAT-2003, que establece las especificaciones para la preservación, conservación, aprovechamiento sustentable y restauración de los humedales costeros en zonas de manglar. Diario Oficial de la Federación. Link

Shepherd, G. (2000). Visual Soil Assessment Field guide for cropping and pastoral grazing on flat to rolling country (2 ed.). Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). http://orgprints.org/30582/1/VSA_Volume1_smaller.pdf

Tabatabai, M. A. (1994). Soil enzymes. pp. 775-833. In: R. W. Weaver, J. S. Angle, and P. S. Bottomley (eds.). Methods of soil analysis. Part 2. Microbiological and biochemical properties.

Vallejo, V. E, Afanador, L. N, Hernández, M. A, y Parra, D. C. (2018). Efecto de la implementación de diferentes sistemas agrícolas sobre la calidad del suelo en el municipio de Cachipay, Cundinamarca, Colombia. Bioagro, 30(1), 27-38. Link

Vallejo, V., Afanador-Barajas, L., Coca, D., Vargas, A., Bautista, M., y Hernández, A. (2020). Evaluación de la calidad de suelos en agroecosistemas de Colombia a través de la selección de un conjunto mínimo de datos. Colombia forestal, 23(1), 35-50. https://doi.org/10.14483/2256201X.14856

Vallejo, V., Ardila, V. y Plazas, L. P. (2021). Evaluación de la calidad física de suelos. Universidad Central https://doi.org/10.30578/c.suelos.2021

Vázquez, L. L., y Martínez, H. (2017). Propuesta metodológica para la evaluación del proceso de reconversión agroecológica. Agroecología, 10(1), 33-47.https://revistas.um.es/agroecologia/article/view/300721

Wanjiru, L., Acosta-Martinez, V., DeBryn, J., Schaeffer, S., Tyler, D., Odoi, E., Mpheshea, M., Walker, F. & Eash, N. (2015). Long term tillage, cover crop, and fertilization effects on microbial community structure, activity: Implications for soil quality. Soil Biology and Biochemistry, 89, 24-34. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2015.06.016.

Zeraatpisheh, M., E. Bakhshandeh, M. Hosseini, & S. M. Alavi. (2020). Assessing the effects of deforestation and intensive agriculture on the soil quality through digital soil mapping. Geoderma, 363. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114139

Zhang, L., X. Chen., Xu, Y., Jin, M., Ye, X., Gao, H., Chu, W., Mao, J. & Thompson, M (2020). Soil labile organic carbon fractions and soil enzyme activities after 10 years of continuous fertilization and wheat residue incorporation. Scientific Reports 10, https://doi.org/10.1038/s41598-020-68163-3