Área de estudio

El área de estudio se localiza en la localidad de San Felipe en un área de bosque de pino en Calpulalpan Tlaxcala, México, ubicado en las coordenadas 19° 32’ 11.9” N, 98° 39’ 12.3” O, a una altitud de 2664 m (Figura 1). El clima es templado subhúmedo con una temperatura promedio de 13.6 °C y una precipitación anual de 655 mm (^{INEGI, 2018}). El material parental son cenizas volcánicas y lapillis pomáceos con diferentes secuencias y espesores. La vegetación corresponde a bosque de pino Ocote (Pinus patula Schl. et Cham), asociados con pastizales o con cultivos principalmente de maíz (Zea mays L.). Los suelos se clasifican como Vitric Andosols de acuerdo con el ^{IUSS grupo de trabajo de la WRB (2015)}.

Figura 1 a) Zona de estudio; b) suelo agrícola; c) bosque de pino/pastizal; d) bosque de pino en Calpulalpan, Tlaxcala, México.  

Figure 1 a) Study area; b) agricultural land; c) pine forest/pasture; d) pine forest in Calpulalpan, Tlaxcala, Mexico 

Fase de Campo

Después de recorridos de campo se seleccionaron tres sitios, los cuales varían en geomorfología, material parental (cenizas volcánicas Cv y lapillis La) y pinos con diferentes asociaciones: Sitio 1 (pendiente alta, con cultivo de maíz y Cv); Sitio 2 (pendiente media; con pastizales y Cv/La); y Sitio 3 (pendiente baja, pino natural y Cv/La). En cada sitio se excavó un pozo pedológico y se describieron los perfiles de suelos con base en el Manual de ^{Cuanalo (1982)}. La abundancia de micelio se determinó cuantificando el número de hifas por dm² en cada horizonte y usando la misma escala para las raíces: 0-5 raras, 5 a 10 pocas, 10-50 comunes, 50-100 abundantes; y > 500 muy abundantes. La habilidad radical se evaluó con base en las propiedades edáficas (textura y estructura) según la propuesta de ^{Pape y Lagger (1995)}.

Posteriormente, se colectaron muestras alteradas (análisis de laboratorio) e inalteradas (análisis micromorfológico) una por cada horizonte identificado en campo, dando un total de 15 muestras de suelo. En la identificación de esporas de HMA se utilizó una muestra compuesta, integrada por cinco submuestras, las cuales fueron colectadas de manera aleatoria en el horizonte superficial de los suelos estudiados a una profundidad de 0-20 cm. Todo el muestreo de campo se realizó durante el verano de 2014.

Análisis de laboratorio

Los análisis físicos y químicos realizados fueron: densidad aparente (terrón parafinado), pH (relación agua-suelo 2:1), capacidad de intercambio catiónico (acetato de amonio), cationes intercambiables Na⁺, K⁺ (flamometría), Ca⁺⁺, Mg⁺⁺ (absorción atómica), fósforo soluble (Bray y Olsen según pH), N_Tot (Kjeldahl) y materia orgánica (Walkley y Black, 1934). Las metodologías fueron extraídas del manual de ^{Van Reeuwijk (2002)}.

Aislamiento, cuantificación, identificación y abundancia de especies de HMA

Para la extracción de las esporas de hongos micorrízico arbusculares (HMA), se utilizó la metodología de tamizado y decantación propuesta por ^{Gerdemann y Nicolson (1963)}, seguida de la separación en un gradiente de sacarosa al 60%. La determinación taxonómica de las especies de HMA se realizó mediante características morfológicas observadas y reportadas por ^{IBG (1993)}. Asimismo, se calculó el índice de dominancia de especies (Índice de Simpson), lo que indicó la riqueza y variación de especies del sitio estudiado.

Análisis micromorfológico

Las muestras inalteradas se secaron a temperatura ambiente bajo sombra y se impregnaron con una mezcla de resina poliéster insaturada y monómero de estireno en una relación 70:30. Cada bloque inalterado se cortó de manera vertical y se elaboró una sección delgada (5 × 7.5 cm × 30 µm), con base en la metodología propuesta por ^{Murphy (1986)}. Los diferentes componentes del suelo (materia orgánica gruesa, fina e inorgánicos), así como su agregación y porosidad se describieron utilizando un microscopio petrográfico y la terminología de ^{Bullock et al. (1985)} y ^{Stoops (2003)}. Dentro de la fracción fina de la materia orgánica se describió el micelio y las esporas, su patrón de distribución y relación con los componentes del suelo.

Riqueza y abundancia de esporas de hongos micorrízico arbusculares

En el horizonte superficial del sitio intermedio (área para cultivo) se encontraron esporas de 10 especies de HMA con una riqueza de especies promedio de 5.8±1.6 D.E. y una dominancia variando de 0.27 a 8.4, que demuestra que existe variación de número de esporas de las especies identificadas. En la Figura 4 se muestra el promedio y error estándar del número de esporas registradas, donde Funneliformis mosseae fue el más abundante, seguido de Acaulospora morrowiae y Scutellospora pellucida.

Figura 4 Especies de hongos micorrízico arbusculares del suelo en el horizonte A de un Vitric Andosol en Calpulalpan, Tlaxcala, México.  

Figure 4  Species of arbuscular mycorrhizal fungi of the soil in the horizon A of a Vitric Andosol in Calpulalpan, Tlaxcala, Mexico. 

Análisis micromorfológico

Los hongos se asociaron con diferentes componentes del suelo de acuerdo con el material parental, tipo de horizonte y minerales amorfos. En el horizonte O (Sitio 3), el micelio fue abundante y se distribuyó por toda la capa de mantillo (Figura 5a). Esta relación cambió en el horizonte A de los tres sitios, donde los hongos y raíces entrelazaron microagregados y formaron macroagregados (Figura 5b); las esporas de diferentes hongos se concentraron dominantemente en el espacio poroso, lo que sugiere que éste es un nicho propicio para su formación. El patrón de crecimiento fúngico y su relación con partículas orgánicas e inorgánicas, se observó por toda la sección delgada correspondiente a cada horizonte.

Figura 5 Micelio de hongos micorrízicos arbusculares asociados con diferentes componentes del suelo. a) con residuos orgánicos; b) con macroagregados; c) con imogolita, flecha azul (fíbulas); d) con piedra pómez (flecha azul) y espacio poroso. Luz polarizada plana. Andosol de un bosque de Calpulalpan, Tlaxcala, México.  

Figure 5  Mycelium of arbuscular mycorrhizal fungi associated with different soil components. a) with organic residues; b) with macro-aggregates; c) with imogolite, blue arrow (fibulas); d) with pumice stone (blue arrow) and porous space. Flat polarized light. Andosol from a forest in Calpulalpan, Tlaxcala, Mexico. 

^{McDaniel et al. (2012)} mencionaron que los Andosols pueden degradarse debido a la implementación de cultivos, que desplaza a la cobertura vegetal original y de hecho se consideran suelos frágiles (^{Krasilnikov et al., 2013}). Sin embargo, los autores no consideraron el papel de las comunidades microbianas en los suelos agrícolas en donde los hongos forman parte del fenómeno de resiliencia del sistema. Aunque se identificaron esporas de 10 especies de HMA en el horizonte superficial, fue F. mosseae quien dominó, lo cual concuerda con los reportado por otros autores, quienes indican que esta especie contribuye en otros suelos a la formación y estabilidad de agregados de diferentes tamaños en la rizósfera (^{Wu et al., 2014}). Este resultado sugiere que es probable que la alta actividad fúngica podría permitir, en parte que los Andosols de Calpulalpan, se conserven a pesar de la alta degradación de los suelos generada por las actividades humanas (SEMARNT-CP, 2002¹).

Los lapillis intemperizados (horizontes Bw) presentaron abundante micelio de basidiomicetos (por la presencia de fíbulas; Figura 5c), principalmente asociados con macroagregados y minerales amorfos como imogolita y alofano (Figura 5d). Finalmente, las hifas de estos hongos se insertan a las arenas pomáceas a través de las vesículas tubulares y van formando una especie de cadenas en forma de cuentas de partículas (Figura 5d), lo que significa que son más afines a las partículas minerales que a la MO, ya que en el horizonte C prácticamente fue donde se observaron.

La mayoría de los HEcM (Ascomycota y Basidiomycota) tienden a presentarse generalmente en los horizontes superficiales (^{Jumpponen et al., 2010}), donde se concentran los nutrimentos del suelo entre ellos el fósforo. Las condiciones edáficas de los suelos estudiados generaron que las raíces hospederas se desarrollaran, sin ninguna restricción, a mayores profundidades a través de todo el perfil junto con los hongos. Este crecimiento atípico del micelio está relacionado con los componentes del suelo con imogolita, partículas primarias (pómez), agregados, y con la MO en proceso de descomposición (^{Brady y Weil, 1999}). Específicamente, con la imogolita, la cual es un mineral amorfo común en Andosols (^{Jongmans et al. 1994}), y tiene la capacidad de retener fosfatos y agua (^{Ma et al., 2012}; ^{Guimarães et al., 2013}; ^{Yuliani et al., 2017}). Además, la imogolita junto con la materia orgánica, contribuye a la construcción de microagregados (^{Totsche et al., 2017}), por lo que los hongos pueden estar asociados con éstas partículas, como una fuente de nutrimentos.

En los suelos estudiados, también fue importante la presencia de raíces que formaron macro-poros y se relacionaron con redes miceliares que sujetaron a microagregados, y a su vez formaron macroagregados, lo que incrementó el número de microporos y por lo tanto, el reservorio de humedad y de nutrimentos (^{Sedov et al., 2010}). Asimismo, con la liberación de mucílago, se establecen microambientes que los microorganismos colonizan, logrando que el agregado sea más estable (^{Angers y Caron, 1998}).