Propiedades Físicas

Entre los tratamientos se presentaron diferencias significativas para arena (F_(5,5)= 5.49, P=0.002**), limo (F_(5,5)= 4.27, P = 0.01*), densidad real (F_(5,5)= 64.55, P = 0.00**), espacios porosos (F_(5,5)= 9.88, P = 0.00**) y capacidad de campo (F_(5,5)= 3.43, P = 0.01*). La lombricomposta influyó en los espacios porosos al mostrar mejor respuesta el tratamiento (4) con 150 g y manejo agroecológico (P = 0.00**) respecto al tratamiento control; no se presentaron diferencias estadísticas para las variables arcilla (F_(5,5)= 1.634, P = 0.188), humedad (F_(5,5)= 0.89, P = 0.51) y densidad aparente (F_(5,5)= 1.82, P = 0.15). La presencia de arcilla es importante para la disponibilidad y permanencia de nutrimentos en los suelos (^{Buckman y Brady, 1982}; ^{Fitzpatrick, 2011}; ^{Pirrera y Ferrara, 2017}). En general, se tiene conocimiento que los suelos agrícolas en las regiones semiáridas están más expuestos a problemas de degradación y pérdida de fertilidad, en este sentido, las enmiendas del suelo de tipo biológico se presentan como una herramienta importante para mejorar sus propiedades, entre ellas las físicas (^{Mohawesh et al., 2018}).

El análisis multivariado marcó alta significancia estadística (F = 2.6178; GL = 35,115; P = 6.596e-05). Al dejar la maleza como abono, se desintegra y surge una serie de procesos que intervienen directamente en el suelo, aparte de que sirve como cobertura para él, protegiéndole de las altas temperaturas, reteniendo humedad y promoviendo la presencia de macro, meso y microfauna que influyen en su estructura (^{Huerta et al., 2009}; ^{Álvarez-Solís et al., 2010}). Sin embargo, no se descarta un efecto de lixiviado de las partículas ocasionado por la pendiente del terreno, ya que según ^{Buckman y Brady (1982)} y ^{Pirrera y Ferrara (2017)} los cambios en la estructura del suelo no son inmediatos.

El análisis canónico (Figura 1) explica el 96.3% de la variabilidad de las variables. Claramente se observan cuatro diferentes grupos, los tratamientos 4 y 5 (con 150 y 75 g de lombricomposta) presentan similitud, con mayor presencia de las variables de arena, espacios porosos y densidad real, en relación positiva. Las variables densidad aparente, capacidad de campo y densidad real se relacionan fuertemente con el tratamiento 6 (suelo con manejo agroecológico); mientras que humedad y arcilla están relacionadas con el tratamiento 3 (suelo con 225 g de lombricomposta). Los tratamientos 1 y 2 (tratamiento control químico y suelo con 300 g de lombricomposta) para las propiedades físicas no difieren estadísticamente.

Figura 1 Análisis canónico para las propiedades físicas del suelo y su relación con las diferentes dosis de lombricomposta. DA = densidad aparente, DR = densidad real, EP = espacios porosos, CC = capacidad de campo; tratamientos 1 = suelo con manejo químico, 2 = suelo con 300 g de lombricomposta y manejo agroecológico, 3 = suelo con 225 g de lombricomposta y manejo agroecológico, 4 = suelo con 150 g de lombricomposta y manejo agroecológico, 5 = suelo con 75 g de lombricomposta y manejo agroecológico, 6 = suelo con manejo agroecológico. 

Propiedades Químicas

La lombricomposta influyó tanto en la disponibilidad del fósforo y el potasio presentando mayor cantidad en los cuatro tratamientos con dosis diferentes y manejo agroecológico, el pH fue neutro para estos mismos tratamientos (Cuadro 4). Las diferencias estadísticamente significativas se presentaron en la disponibilidad de fósforo (F_(5,5)= 3.31, P = 0.02*), potasio (F_(5,5)= 3.53, P = 0.01*), hierro (F_(5,5)= 6.31, P = 0.00**) y manganeso (F_(5,5)= 3.264, P = 0.02*).

Esto corrobora lo mencionado por ^{Domínguez (2018)} cuando señala que la adición de lombricomposta tiene una estrecha relación con la disponibilidad de nutrimentos. Al tratarse de suelos franco arenosos, el porcentaje de pérdida de nutrimentos por lixiviación aumenta por naturaleza y su capacidad productiva disminuye, afectando en gran medida el rendimiento del cultivo de cacahuate. Estudios previos indican que la aplicación de lombricomposta, además de agregar materia orgánica, también adiciona diferentes cantidades de nutrimentos como nitrógeno, fósforo y potasio, indispensables para el desarrollo de las plantas; estos elementos, aunque normalmente se encuentran en el suelo en cantidades pequeñas, no están disponibles para las plantas (^{Buckman y Brady, 1982}); de igual forma, la lombricomposta modifica el pH, la capacidad de intercambio catiónico y la conductividad eléctrica del suelo (^{Atiyeh et al., 2000}). Sin lugar a duda, la nutrición adecuada de los cultivos redundará en mayores rendimientos. En diversos cultivares de cacahuate se ha demostrado que la acidez de los suelos limita el desarrollo de las raíces de las plantas (^{Caires y Rosolem, 1991}); por otra parte, suplementar hierro en suelos calcáreos evita la clorosis foliar de esta fabácea (^{Chen et al., 2016}), en la parcela experimental de Jiquipilas la diferencia significativa de este nutrimento se obtuvo por el tratamiento control con manejo agroecológico (Figura 2). En cuanto al fósforo, el cultivo de cacahuate demanda 40 kg ha^-1 (^{Barrera-Ocampo et al., 2002}) y la adición de lombricomposta favorece la disponibilidad de este macro nutrimento en el suelo. Un experimento desarrollado en varios suelos de Indonesia demostró que el biofertilizante influyó significativamente en la absorción del fósforo y crecimiento de cacahuate (^{Choirina et al., 2013}).

Figura 2 Diagrama de ordenación canónica de las variables químicas del suelo de la parcela con cacahuate en Jiquipilas, Chiapas. Vectores: CIC = capacidad de intercambio catiónico, CE = conductividad eléctrica, MO = materia orgánica con los diferentes tratamientos (1 = suelo con manejo químico; 2 = suelo con 300 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 3 = suelo con 225 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 4 = suelo con 150 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 5 = suelo con 75 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 6 = suelo con manejo agroecológico). 

En relación con el nitrógeno y materia orgánica no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos. Estas dos propiedades químicas están relacionas fuertemente con la fertilidad de los suelos (^{Pirrera y Ferrara, 2017}). El nitrógeno es uno de los principales elementos que participa en la nutrición de las plantas; la cantidad que se encontró en el suelo y los tratamientos es relativamente pequeña, si se toma en cuenta el requerimiento anual del cultivo de cacahuate (20 kg ha^-1) (^{Buckman y Brady, 1982}; ^{Barrera-Ocampo et al., 2002}), por lo que sería recomendable incrementar la fuente de nitrógeno al elaborar la lombricomposta. La temperatura y la humedad determinan el tiempo de descomposición de la materia orgánica y la presencia de poblaciones de microorganismos en el suelo. Para Jiquipilas la temperatura media anual es mayor a los 35 °C y la precipitación anual es de 852 mm (^{CONAGUA, 2016}); sin embargo, se considera que la deficiencia de nitrógeno en la parcela experimental se debe, principalmente, a la casi nula incorporación de materia orgánica al suelo.

El análisis multivariado reveló alta significancia estadística entre las variables (F = 1.8176; GL = 50,100; P = 0.0058). Esto se corrobora con el análisis canónico (Figura 2), donde el primer eje explica un alto porcentaje en la asociación de las variables químicas de los suelos con los tratamientos (P = 0.01**); sumando entre los dos ejes principales el 84.2% de la variabilidad y deja en evidencia la correlación de las variables, agrupando los tratamientos en cuatro. La variabilidad en el tratamiento 4 se debe a la mayor presencia de conductividad eléctrica, fósforo, pH y zinc. Los tratamientos 1, 2 y 3 (suelo con manejo químico, suelo con 300 g y 225 g de lombricomposta) son estadísticamente iguales, es evidente que los principales nutrimentos y la conductividad eléctrica están presentes en los tratamientos en donde se aplicaron las mayores dosis de lombricomposta.

Referente con la capacidad de intercambio catiónico se presentaron bajos niveles en los seis tratamientos, lo que posiblemente tiene relación con la poca materia orgánica y el bajo porcentaje de arcilla que los suelos franco arenosos presentan. Aun con la adición de lombricomposta no se logró mejorar esa condición ya que fue una única aplicación y los procesos de cambio en el suelo son lentos y requieren manejo constante (^{Pirrera y Ferrara, 2017}). En este sentido, ^{Singh et al. (2018)} demuestran que el uso de biofertilizantes en dos ciclos agrícolas continuos mejora el contenido y absorción de los nutrimentos en garbanzo (Cicer arietinum L.).

Con la adición de lombricomposta se introducen microorganismos que se encargan de llevar a cabo los procesos químicos para hacer asimilables por las plantas los macroelementos que se encuentran en el suelo (^{Sridevi et al., 2016}). La fijación de estos compuestos también está en función del pH, por las formas iónicas en las que se encuentren (^{Gutiérrez-Miceli et al., 2011}). Su aprovechamiento se da mejor con pH de 5.5 a 6, entonces la lombricomposta influyó positivamente en el suelo; lo cual concuerda con lo señalado por ^{Atiyeh et al. (2000)}, cuando evaluaron los efectos de lombricompostas y compostas para el crecimiento de plantas y su contribución al suelo.

Propiedades Biológicas

Los resultados en relación con la respiración en el suelo (emisiones de CO₂) demuestran que hay diferencias altamente significativas entre tratamientos (F_(5,5)= 7.54, P = 0.00**). Las medias reportadas para los tratamientos de suelo con manejo químico (4.29 mg kg^-1), suelo con manejo agroecológico (2.06 mg kg^-1) y suelo con 75 g de lombricomposta y manejo agroecológico (3.79 mg kg^-1) evidencian la baja actividad microbiana según ^{Acosta et al. (2008)}; siendo mayor en los tratamientos 2, 3 y 4, con 300 g (7.24 mg kg^-1), 225 g (7.20 mg kg^-1) y 150 g (6.52 mg kg^-1) de lombricomposta con manejo agroecológico. Este aumento de la actividad microbiana coincide con lo reportado por Mogollon-Sandoval (2014)¹, quien evaluó diferentes dosis de lombricomposta para la biorremediación de suelos salinos, teniendo mejores resultados en el tratamiento con mayor porcentaje de lombricomposta. Maková et al. (2019) encontraron que el carbono emitido por la biomasa microbiana fue estadísticamente mayor al incorporar lombricomposta equivalente a 40 y 80 Mg ha^-1.

Por otra parte, los resultados obtenidos en relación con la densidad de macroinvertebrados solo se encontraron individuos pertenecientes a cinco órdenes de artrópodos y uno de anélidos (Hymenoptera, Coleoptera, Lepidoptera, Blattodea (Isópteros), Haplotaxida), en mayores cantidades se encontraron las termitas (isópteros) y hormigas (Hymenoptera); el suelo con manejo agroecológico fue el que mayor fauna presentó, sin embargo no se encontraron diferencias estadísticas entre los tratamientos (Hymenoptera F_(5,5) = 1.32, P = 0.29, Coleoptera F_(5,5) = 1.13, P = 0.37, Lepidoptera F_(5,5) = 0.65, P = 0.66, Haplotaxida F_(5,5) = 1, P = 0.44, Blattodea F_(5,5) = 0.59, P = 0.71). El análisis de estas variables de propiedades biológicas por el método de Random Forest evidenció una estimación de error del 94.44%, lo cual sugiere que los tratamientos no muestran diferencias significativas. De acuerdo con lo reportado por ^{Huerta-Lwanga et al. (2008)}, la diversidad de macroinvertebrados presentes en los suelos se relaciona directamente con su fertilidad, ya que son el primer contacto para la desintegración de residuos orgánicos (desechos de plantas, raíces, animales muertos, entre otros); asimismo, la presencia de ciertos organismos puede dar un panorama del grado de alteración que sufre un suelo (^{Huerta et al., 2009}). Por otra parte, se ha señalado que en suelos fértiles se encuentran hasta 45 morfoespecies pertenecientes a 12 órdenes taxonómicos en las diferentes capas del suelo, con gran abundancia de lombrices (^{Huerta y van der Wal, 2012}); por lo que, comparativamente el suelo de la parcela experimental con cacahuate mostró gran pobreza de macrofauna, ya que, además de lo señalado, entre todas las muestras solo se obtuvieron dos lombrices.

El papel ecológico de las hormigas, escarabajos y lombrices es importante como desintegradores de desechos orgánicos, son individuos que promueven la excavación de túneles, creación de galerías, entre otras, que contribuyen a la formación de la estructura de los suelos, así como en la retención de agua y transportación de nutrimentos (^{Cabrera y Crespo, 2001}; ^{Rojas-Fernández, 2003}; ^{Domínguez, 2004}; ^{Huerta et al., 2011}).

En ausencia de materia orgánica se ocasiona la pérdida paulatina de la fertilidad de los suelos y, por ende, del rendimiento productivo del cultivo. La práctica realizada en Jiquipilas de extraer los residuos de cosecha del cacahuate ha traído como consecuencia que el suelo quede desprotegido y sin aporte de materia orgánica, por lo tanto, no hay alimento para la fauna edáfica y se impide su presencia, permaneciendo únicamente aquellos organismos que tienen una adaptabilidad alta (como las hormigas, termitas y gallina ciega). Al respecto, ^{Pascual-Córdova et al. (2018)} al obtener escasa macrofauna en época de secas sugieren la degradación del suelo en caña de azúcar; cabe señalar que este cultivo tiene un manejo similar al del cacahuate, al extraer toda la biomasa de las parcelas, sin permitir que restos vegetales ayuden al reciclamiento de los nutrimentos, donde la micro, meso y macrofauna tienen relevante papel en las propiedades físicas y químicas del suelo. Sin embargo, con una sola aplicación de lombricomposta no se puede asegurar que las poblaciones de fauna permanezcan y se establezcan nuevamente las cadenas tróficas edáficas.

El estudio demuestra que en ausencia de materia orgánica se promueve que la escasa macrofauna, en los diferentes tratamientos, se alimente del cultivo (herbívoros), ya que es la única fuente de alimentación, quedando importantes vacíos en las cadenas alimenticias al interior del suelo como ecosistema.

Desarrollo del Cacahuate (Germinación, Floración y Rendimiento)

La emergencia de las plántulas inició cuatro días después de la siembra en los tratamientos con diferentes dosis de lombricomposta y un día después (5°) para aquellos en los cuales no se aplicó (suelo con manejo químico y suelo con manejo agroecológico). Para el número total de plantas emergidas se encontró diferencia estadística entre los tratamientos (F_(5,5) = 4.50, P = 0.005**), siendo mayor en los que tuvieron abono orgánico. Experimentos implementados en Ocozocuautla, Chiapas, demuestran que el periodo de emergencia es de seis a ocho días después de la siembra (^{Barrera-Ocampo et al., 2002}).

El efecto de la aplicación de la lombricomposta también se reflejó en el tiempo de floración de las plantas, el análisis multivariado mostró diferencias estadísticas entre los tratamientos en los tres tiempos evaluados (F = 2.58; GL = 15,75; P = 0.0037). Otros estudios revelan que el tiempo de floración del cacahuate inicia a los 35 días después de la siembra (^{Barrera-Ocampo et al., 2002}); así que con la adición de lombricomposta el tiempo de floración se acortó ligeramente (32 días) para los tratamientos 2-5 (300, 225, 150 y 75 g de lombricomposta y manejo agroecológico), además de que florecieron uniformemente. El análisis canónico (Figura 3) marca diferencias significativas para esta variable entre tratamientos (P = 0.003668). El primer eje canónico explica el mayor porcentaje (92.3%) en la asociación de los tratamientos; nótese que en los control (1 y 6 en la figura, sin lombricomposta) siempre la floración requirió mayor número de días. Esto pudiera deberse a reguladores de crecimiento (compuestos húmicos y nutrimentos) presentes en la lombricomposta (^{Zucco et al., 2015}). La fenología del cultivo no solo depende de la variedad que se use, también un buen desarrollo se propicia por la intervención de muchos otros requerimientos, entre ellos la humedad y la temperatura.

Figura 3 Análisis canónico de la floración de cacahuate, según los tratamientos con y sin lombricomposta, evaluada en tres momentos en Jiquipilas, Chiapas. Tratamientos: 1 = suelo con manejo químico; 2 = suelo con 300 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 3 = suelo con 225 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 4 = suelo con 150 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 5 = suelo con 75 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 6 = suelo con manejo agroecológico. Vectores indican el número promedio de días después de la siembra en que se registró la floración por planta de cacahuate. 

La variación en los parámetros de rendimiento evaluados (pesos fresco y seco de follaje, raíz, fruto y número de frutos) no mostraron separación clara entre tratamientos; follaje fresco (F_(5,5) = 1.80, P = 0.15), follaje fresco (F_(5,5) = 1.10, P = 0.38), raíz fresca (F_(5,5) = 0.72, P = 0.62), raíz seca (F_(5,5) = 0.80, P = 0.56), frutos frescos (F_(5,5) = 1.20, P = 0.34), frutos secos (F_(5,5) = 0.71, P = 0.62), número de frutos (F_(5,5) = 0.85, P = 0.53). El análisis multivariado corrobora que no hay diferencias significativas para las variables de rendimiento del cultivo de cacahuate entre tratamientos (F = 1.0438; GL = 35,115; P = 0.418), pero sí se muestra fuerte relación positiva de las siete variables con ligera tendencia para incrementar el rendimiento cuando se adiciona la lombricomposta (Figura 4). Es probable que de continuar con su aplicación los suelos estabilicen sus propiedades físicas, químicas y biológicas, así como su capacidad productiva. Se sabe que la aplicación de lombricomposta, además de los efectos positivos en el desarrollo de los cultivos, incrementa su rendimiento (^{Mohawesh et al., 2018}). Además, diversos estudios (^{Agarkar et al., 2011}; ^{Singh et al., 2018}) afirman que es hasta después de dos o tres años de uso de lombricomposta cuando se mejoran los rendimientos agrícolas.

Figura 4 Diagrama de ordenación canónica de las variables relacionadas con el rendimiento del cacahuate, según los tratamientos con diferentes dosis de lombricomposta en Jiquipilas, Chiapas. Tratamientos: 1 = suelo con manejo químico; 2 = suelo con 300 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 3= suelo con 225 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 4= suelo con 150 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 5= suelo con 75 g de lombricomposta y manejo agroecológico; 6 = suelo con manejo agroecológico. 

Particularmente con la producción de cacahuate, ^{Silawibawa et al. (2018)} obtuvieron el mayor crecimiento y producción al usar estiércol de vaca y micorrizas además del biofertilizante; llegan a resultados similares ^{Choirina et al. (2013)} al añadir a la lombricomposta inóculo microbiano o, ^{Sridevi et al. (2016)}, con lombricomposta de jacinto de agua (Eichornia crassipes [Mart.] Solms) y estiércol de vaca. ^{Bouhraoua et al. (2015)} concluyen que se pueden obtener altos rendimientos de cacahuate minimizando sustancialmente la fertilización química al usar biofertilizantes en interacción con bacterias solubilizadoras de fosfato, hongos micorrízicos arbusculares nativos y rizobios.