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Introducción
La degradación del suelo es un problema ambiental de importancia mundial (Gomiero, 2016; Pereira et al., 2017), particularmente en los trópicos y subtrópicos (Gibbs et al., 2010). Oldeman (1992) estimó 1965 millones de hectáreas de suelos degradados en el mundo, destacando la degradación por erosión hídrica (56%), erosión eólica (28%), degradación química por pérdida de nutrientes o materia orgánica (12%) y la degradación física (4%). En América Latina, la deforestación y el sobrepastoreo son las causas más frecuentes de la degradación (Gardi et al., 2014), en particular, la deforestación para expansión de la ganadería que se ha intensificado (Wassenaar et al., 2007; Gibbs et al., 2010). En México, el sobrepastoreo ha disminuido la fertilidad (92.7%) y aumentado la compactación del suelo (68.2%). Esta degradación física expone el suelo desnudo a la erosión eólica e hídrica, lo cual afecta negativamente su fertilidad por escurrimiento superficial y sedimentación (Bilotta, Brazier y Haygarth, 2007).
Los pastizales inducidos asocian vegetación herbácea, arbustiva y arbórea nativa que es útil para el forrajeo del ganado, sin embargo, la tendencia actual es la reconversión de pastizales nativos a monocultivos de gramíneas introducidas (Brown et al., 2004; Allen et al., 2011). No obstante, los ambientes de pastoreo que albergan una mayor diversidad de plantas pueden tener más beneficios que los monocultivos por la acción simultánea y complementaria de distintos grupos funcionales de plantas que pueden beneficiar al ganado y al suelo. Los herbívoros, incluyendo las especies domésticas, utilizan eficientemente la diversidad de plantas disponibles en ambientes biodiversos de pastoreo (Alayon-Gamboa y Álvarez, 2017; Gómez-Fuentes-Galindo et al., 2017; Espinosa-Palomeque, Castillo, Arellano, Pérez y López, 2020) obteniendo múltiples beneficios. A su vez, las plantas mantienen distintas funciones ecosistémicas que en su conjunto contribuyen a la estabilidad del suelo y del sistema completo (Hoosbeek, Remme y Rusch, 2018; Vazquez, Teutscherova, Lojka, Arango y Pulleman, 2020). Mantener la diversidad vegetal en pasturas y pastizales implica implementar técnicas de pastoreo que eficienticen el uso de la vegetación biodiversa, que disminuyan el impacto directo del ganado en el suelo, y también que disminuya la necesidad de insumos y prácticas de manejo agresivas al suelo.
El pastoreo racional Voisin (PRV) es un sistema eficiente de manejo del ganado y los recursos naturales (Pinheiro-Machado, 2011; López-Ortiz, 2018). Este sistema busca un equilibrio entre los ciclos del suelo, las plantas y el ganado implementando cuatro leyes descritas a detalle por Pinheiro-Machado (2011); las dos primeras estipulan los tiempos de ocupación (pastoreo) y descanso (recuperación de las pasturas) para un uso planificado de los recursos forrajeros (comunidad vegetal) (Pinheiro-Machado, 2011; Hanson, Johnson, Lichtenberg y Minegishi, 2013). Mientras que las otras dos estipulan el manejo nutricional del ganado basado en el pastoreo (ley de los rendimientos máximos y ley de los rendimientos regulares) (Murphy, Rice y Dugdale, 1986; Pinheiro-Machado, 2011). La correcta aplicación de las dos primeras leyes garantiza la restauración de la fertilidad de los suelos y la productividad del sitio en el tiempo, y en su conjunto contribuyen a otros beneficios del sistema completo (p. ej.: confort del ganado, menor emisión de metano, captura de carbono, protección del suelo, incremento de la actividad biológica, descomposición de la materia orgánica, ciclo de nutrientes, mejoras en la estructura y calidad del suelo) (Pinheiro-Machado, 2011). El pastoreo no se ha visualizado como un medio para restaurar los suelos que su práctica ha deteriorado, sin embargo, con el conocimiento de las prácticas relacionadas al pastoreo extensivo que son causantes del deterioro (sobrepastoreo, nula fertilización, eliminación de la diversidad vegetal, quema, uso de fármacos y agroquímicos, entre otras) es posible modificar el manejo para la restauración paulatina, lo cual podría tomar tiempos distintos dependiendo del grado del deterioro, tipo de suelo y condiciones agroecológicas imperantes en cada región; una vía para la restauración es el pastoreo racional Voisin (Pinheiro-Machado, 2011).
Bajo este escenario, el objetivo de esta investigación fue determinar los cambios en las propiedades del suelo perdidas por la práctica del pastoreo extensivo, después de la implementación del pastoreo racional Voisin en ambientes de pastoreo contrastantes en su composición botánica (monocultivo de gramíneas vs. sitio con vegetación secundaria remanente de selva baja).
Materiales y Métodos
Ubicación y descripción del área de estudio
La investigación se realizó en el municipio de Paso de Ovejas, Veracruz, México, dentro de la provincia fisiográfica llanura Costera del Golfo Sur donde predomina un paisaje de lomeríos de relieve moderado (Chiappy-Jhones, Gama, Soto, Geissert y Chávez, 2002), entre las coordenadas 96º 20’ O y 19º 08’ N, entre 10 y 400 m de altitud (INEGI, 2009). El clima es cálido subhúmedo subtipo Aw0 (el más seco de los subhúmedos), con lluvias en verano, temperatura media anual de 22 ºC y precipitación < 1000 mm anuales (García, 2004). Sin embargo, la precipitación medida localmente no excede los 694 mm anuales (Azuara-Morales et al., 2020).
El ecosistema original de la zona es selva baja caducifolia (Gómez-Pompa y Castillo-Campos, 2010), actualmente altamente fragmentada por la agricultura y ganadería (INEGI, 2020b) con parches de vegetación secundaria en la matriz del paisaje y árboles dispersos en las tierras agrícolas (Avendaño-Yánez, López, Perroni y Pérez, 2018). Entre 83 y 85% de los productores de la zona se dedican a la ganadería de doble propósito y cultivo de maíz (Villa-Herrera et al., 2009; Bautista-Tolentino et al., 2011). Los principales tipos de suelos existentes en la zona son Leptosol (37%), Phaeozem (35%) y Vertisol (27%) (INEGI, 2020a).
Descripción del sitio y de los ambientes de pastoreo
Se eligió un sitio donde coinciden potreros dominados por dos tipos de vegetación a los que se nombró ambientes de pastoreo: monocultivo de gramíneas (MonGra) dominado por Hyparrhenia rufa (Nees) Stapf y vegetación secundaria (VegSec) en proceso de sucesión ecológica temprana, donde coexisten especies vegetales de distintas formas biológicas. Todos los potreros tienen cerca de 50 años de estar sujetos al pastoreo extensivo.
Descripción e implementación de los sistemas de pastoreo
Se realizó una investigación de tipo longitudinal, con una evaluación inicial (julio de 2017) y otra final (septiembre de 2018). En cada ambiente se implementaron dos tratamientos denominados sistemas de pastoreo (Allen et al., 2011): pastoreo extensivo (PE) y pastoreo racional Voisin (PRV). Entre mayo y julio de 2017 se diseñaron (tamaño y arreglo espacial) y se construyeron los potreros para el PRV; la superficie para MonGra (1 ha) se dividió en 16 potreros de 25 × 25 m y la superficie de VegSec (1 ha) se dividió en 15 potreros de 22.5 × 22.5 m. Los potreros destinados a continuar con pastoreo extensivo permanecieron tal y como los dueños los tenían, es decir, un solo potrero con su extensión original (6 ha en el MonGra y 1.5 ha en VegSec), donde el ganado permaneció forrajeando en periodos irregulares de pastoreo y descanso.
El pastoreo se implementó entre julio de 2017 y septiembre de 2018 en los monocultivos (Castro-Mendoza, 20191), y en la vegetación secundaria (Espinosa-Palomeque et al., 2020). En el sistema PRV, el pastoreo se realizó cuando la vegetación mostró indicios de haber alcanzado su punto óptimo de reposo (momento en que las plantas han reestablecido sus reservas después de la última defoliación y se preparan para florecer) (Allen et al., 2011). Espinosa-Palomeque et al. (2020) y Castro-Mendoza (20191) describen a mayor detalle los momentos en que se efectuó el pastoreo y se evaluó la composición botánica de los sitios. Los potreros con PE continuaron ocupados según la agenda de los propietarios.
Muestreo del suelo para análisis fisicoquímico
En MonGra y VegSec destinados a pastoreo extensivo se trazaron tres transectos y se recorrieron en zigzag para recolectar una muestra cada 20 m y obtener tres muestras compuestas formadas por 4 submuestras en MonGra y cinco en VegSec. En los ambientes destinados a PRV se eligieron aleatoriamente cuatro potreros en cada ambiente y en cada potrero se obtuvo una muestra compuesta (n = 5 submuestras por potrero). Las muestras se tomaron en los primeros 10 cm de profundidad, porque el horizonte A es superficial y yace sobre una capa de material consolidado (llamado tepetate) (Gama-Castro et al., 2007).
La densidad aparente (DA) se estimó utilizando una probeta y aplicando el principio del picnómetro (Flores y Alcalá, 2010). Se midió la conductividad eléctrica (CE) directamente en el extracto de saturación con un conductímetro (Richards, 1980), el nitrógeno total (NT) se cuantificó por el método de micro Kjeldahl (Bremner, 1965), el fósforo disponible (P disponible) se estimó por el método de Bray 1 modificado (Bray y Kurtz, 1945), el potasio disponible (K disponible) se extrajo con acetato de amonio 1.0 N, ajustado a pH 7 y se midió por absorción atómica siguiendo la metodología de la NOM-021-RECNAT-2000 (SEMARNAT, 2002), el carbono orgánico (CO) se obtuvo por el método de Walkley y Black (1934), la materia orgánica (MO) se determinó por digestión húmeda del carbón oxidable con dicromato de potasio (Walkley y Black, 1934; León y Aguilar, 1987) y el pH a través del método electrométrico a partir de una suspensión de suelo: agua (relación 1:2). Los análisis se realizaron siguiendo las metodologías de la NOM-O21-RECNAT-2000 (SEMARNAT, 2002) en el Laboratorio de Física de Suelos del Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Estado de México.
Diseño y muestreo del suelo para identificar la macrofauna edáfica
Se recolectaron muestras de hojarasca y suelo para identificar la macrofauna edáfica siguiendo la metodología de Anderson e Ingram (1993), que consiste en obtener monolitos de 25 × 25 × 30 cm de profundidad, que se modificó para disminuir la profundidad de los monolitos a 10 cm debido a que los suelos son poco profundos. En MonGra y VegSec con pastoreo extensivo, se diseñó un transecto que se recorrió en zigzag para extraer un monolito cada 20 m (n = 4 por potrero) y su porción de hojarasca. En MonGra y VegSec asignados a PRV se eligieron los mismos potreros donde se obtuvieron muestras de suelo para análisis (n = 4), y en cada uno se colectaron dos monolitos con su respectiva capa de hojarasca. Se extrajeron los organismos de la hojarasca y del suelo, se depositaron en recipientes de plástico (100 ml) con alcohol al 70% y posteriormente se identificaron como morfo especie a nivel de clase, subclase, órdenes y familias taxonómicas, con un microscopio estereoscópico; se utilizaron las claves de Triplehorn y Johnson (2005).
Se calcularon los indicadores ecológicos con el software Species Diversity and Richness (SDR®) Versión IV (Seaby y Henderson, 2006). Se obtuvo la riqueza de especies, la abundancia relativa, y el índice de diversidad de Shannon-Wiener (H´) (Magurran, 2004). También se obtuvo la diversidad máxima (H max), que representa el valor máximo que H´ puede alcanzar en el sitio, se obtiene al multiplicar el ln por el valor de riqueza (S) (Magurran, 2004). Se obtuvo el índice de equidad que representa la proporción de la abundancia de cada morfoespecie (Magurran, 2004).
Análisis estadístico
Las variables físicas y químicas se analizaron bajo un diseño completamente al azar, que incluyó los efectos de sistema de pastoreo (PE o PRV) anidado en ambiente (MonGra o VegSec), momento del muestreo (inicial y final) y la interacción del sistema de pastoreo * momento de muestreo anidado en ambiente. Se utilizó el procedimiento GLM y la prueba de medias LSmeans, del paquete SAS Versión 9.2 (SAS, 2008). Los índices ecológicos se analizaron bajo un diseño complemente al azar, y solo se incluyó el efecto de tratamiento (n=4) porque se evaluaron solo al final de estudio; se utilizó el procedimiento GLM y la prueba de medias LSmeans. Se elaboraron curvas de rango abundancia (Magurran, 2004), para hacer un análisis comparativo de la fauna encontrada entre los ambientes y sistemas de pastoreo.
Resultados y Discusión
Descripción de los ambientes y sistemas de pastoreo
Los ambientes y sistemas de pastoreo tenían distintas características de paisaje al inicio del estudio (Cuadro 1). Ambos sitios de VegSec tenían alta cobertura de suelo y similar cobertura de vegetación herbácea, pero diferían ampliamente en su cobertura de leñosas (principalmente de árboles). En VegSec con PE se observaron áreas donde la vegetación tuvo una estructura vertical de tres estratos (incluyendo hierbas, arbustos y árboles) y claros dominados por H. rufa; en cambio, en VegSec con PRV, la vegetación se distribuyó claramente en tres estratos con especies de todas las formas biológicas.
Cuadro 1: Características de los ambientes de vegetación secundaria (VegSec) y monocultivo de gramíneas (MonGra) sujetos a pastoreo extensivo y pastoreo racional Voisin (PRV).
Table 1: Characteristics of secondary vegetation (SecVeg) and grass monoculture (GraMon) environments under both extensive and Voisin grazing (VG).
| Condiciones | VegSec | MonGra | ||
|---|---|---|---|---|
| Extensivo | PRV | Extensivo | PRV | |
| Vegetación dominante | árboles | árboles | gramíneas | gramíneas |
| Cobertura vegetal del suelo (%) | 75 | 85 | 35 | 40 |
| Cobertura de leñosas (%) | 40 | 52 a 95 | 25 | 0-30 |
| Cobertura de herbáceas (%) | 70 | 38 a 90 | 55 | 20-80 |
| Pedregosidad (%) | 80 | 14 a 78 | 75 | 10-80 |
| Pendiente (%) | < 10 | < 5 | < 20 | < 1 |
Los sitios del ambiente MonGra tuvieron cobertura del suelo y de vegetación muy similares y en ambos dominaba H. rufa, hubo baja cobertura del suelo por leñosas, había árboles dispersos de Caesalpinia cacalaco Bonpl. y Vachellia pennatula (Schltdl. & Cham.) Seigler & Ebinger en el sitio de PE y Bursera simaruba (L.) Sarg., Diphysa minutifolia Rose y Lysiloma acapulcense (Kunth) Benth en el sitio PRV. Todos los sitios tuvieron alto porcentaje de pedregosidad, pendientes moderadas y suelos del tipo migajón-arcilloso.
Propiedades físicas y químicas del suelo
Algunas propiedades del suelo variaron por efecto del momento en que se realizó la evaluación (P < 0.05), indicando cambios debido al manejo (Cuadro 2). La DA, NT, MO y CO fueron indicadores que mejoraron después de un año de manejo. La DA disminuyó (P< 0.0001), mientras que, NT (P = 0.0037), MO (P= 0.0041) y CO (P = 0.0040) aumentaron.
Cuadro 2: Propiedades físicas y químicas del suelo evaluadas antes (inicial) y después (final) de implementar dos sistemas de pastoreo en ambientes con distinto tipo de vegetación.
Table 2: Soil physical and chemical properties evaluated before (beginning) and after (end) implementing two grazing systems in environments with different types of vegetation.
| Variables | Inicial | Final |
|---|---|---|
| Densidad Aparente (g cm-3) | 1.118 ± 0.011 a † | 1.042 ± 0.11 b |
| Nitrógeno Total (%) | 0.258 ± 0.015 b | 0.340 ± 0.019 a |
| Fósforo disponible (mg kg-1) | 0.188 ± 0.041 | 0.143 ± 0.040 |
| Potasio disponible (cmol (+) kg-1) | 0.862 ± 0.077 | 1.585 ± 0.356 |
| Materia orgánica (%) | 4.917 ± 0.233 b | 5.991 ± 0.305 a |
| Carbono orgánico (%) | 2.852 ± 0.135 b | 3.476 ± 0.177 a |
| Conductividad eléctrica (dS m-1) ‡ | 0.325 ± 0.016 | 0.350 ± 0.040 |
† Letras diferentes en la misma fila indican diferencias significativas, α = 0.05 (LSmeans). ‡ deciSiemens por metro.
† Different letters in the same row indicate significant differences, α = 0.05 (LSmeans). ‡ deciSiemens per meter.
La mayoría de las propiedades del suelo evaluadas mostraron un cambio positivo en sus contenidos al final del estudio, y aunque P disponible, K disponible y CE se mantuvieron igual, se puede considerar un balance positivo, a pesar del corto tiempo de haber implementado los sistemas de pastoreo. Otros autores han reportado resultados similares después de implementar sistemas de pastoreo mejorados, pero en periodos más largos (3 a 25 años) (Conant, Six y Paustian, 2003; Teague et al., 2010; Sanderman, Reseigh, Wurst, Young y Austin, 2015). En 3 años de evaluación, Teague et al. (2010) encontraron cambios solo en CO en una sábana de clima continental. En otros estudios de corto plazo (5 años) se observó aumento de CO, NT, y disminución de la DA y P extraíble bajo un pastoreo de tiempo controlado (time-controlled grazing) (Sanjari, Ghadiri, Ciesiolka y Yu, 2008). Algo similar reportaron Battisti, Filho, Loss y Sinisgalli (2018) en un periodo de 4 años, bajo un sistema de pastoreo rotacional. En el corto plazo, en el presente estudio se observaron cambios en la DA, NT, MO y CO como en las citadas investigaciones, lo cual es un indicio positivo de que, mediante sistemas mejorados, las condiciones del suelo pueden empezar a mejorar en el corto plazo. Las otras variables podrían requerir mayor tiempo de manejo para mostrar cambios medibles.
Al mismo tiempo, las propiedades del suelo variaron por efecto del sistema de pastoreo anidado en el tipo de ambiente (P < 0.05) (Cuadro 3). En VegSec con PRV, DA disminuyó (P < 0.05), mientras que en MonGra no hubo cambios en ningún sistema. La MO (P < 0.05) y CO (P < 0.05) aumentaron en MonGra con PE, mientras que en VegSec ambas propiedades permanecieron igual (P > 0.05). El P disponible fue mayor en VegSec con PRV en comparación con PE, mientras que en MonGra no hubo cambios (P= 0.1950) en ningún sistema de pastoreo, sin embargo, la concentración es similar a VegSec con PRV.
Cuadro 3: Composición física y química del suelo en los ambientes de vegetación secundaria (VegSec) y monocultivo de gramíneas (MonGra) sujetos a pastoreo extensivo y pastoreo racional Voisin (PRV), en condiciones de clima cálido subhúmedo.
Table 3: Soil physical and chemical composition in secondary vegetation (SecVeg) and grass monoculture (GraMon) environments under both extensive and Voisin grazing (VG), in warm sub-humid climate conditions.
| Variables | VegSec | MonGra | ||
|---|---|---|---|---|
| Extensivo | PRV | Extensivo | PRV | |
| Densidad Aparente (g cm-3) | 1.090 ± 0.010 a † | 1.045 ± 0.010 b | 1.096 ± 0.010 a | 1.090 ± 0.010 a |
| Nitrógeno Total (%) | 0.303 ± 0.017 | 0.341 ± 0.017 | 0.268 ± 0.017 | 0.283 ± 0.017 |
| Fósforo disponible (mg kg-1) | 0.084 ± 0.041 b | 0.163 ± 0.041 a | 0.156 ± 0.041 a | 0.260 ± 0.041 a |
| Potasio disponible (cmol (+) kg-1) | 0.906 ± 0.261 | 1.187 ± 0.261 | 1.153 ± 0.261 | 1.648 ± 0.261 |
| Materia orgánica (%) | 5.702 ± 0.235 b | 5.243 ± 0.235 b | 6.366 ± 0.235 a | 4.505 ± 0.235 b |
| Carbono orgánico (%) | 3.306 ± 0.136 a | 3.043 ± 0.136 a | 3.693 ± 0.1365 a | 2.615 ± 0.136 b |
| Conductividad eléctrica (dS m-1) ‡ | 0.346 ± 0.032 | 0.315 ± 0.032 | 0.353 ± 0.032 | 0.336 ± 0.032 |
† Letras diferentes en la misma hilera indican diferencias significativas para cada tipo de ambiente, α = 0.05 (LSmeans). ‡ deciSiemens por metro.
† Different letters in the same row indicate significant differences for each type of environment, α = 0.05 (LSmeans). ‡ deciSiemens per meter.
Los valores de DA registrados en esta investigación fueron influidos positivamente por el sistema PRV, particularmente en VegSec con PRV. Sanjari et al. (2008) reportaron valores ligeramente más altos a estos (1.17 a 1.20 g cm-3) al implementar el pastoreo controlado como método de pastoreo mejorado en comparación al continuo. Por el contrario, Teague et al. (2011) reportaron DA inferior (0.98 a 1.06 en pastoreo continuo, 0.91 en pastoreo rotacional y 0.90 g cm-3 en sin pastoreo o control). El cambio en DA en VegSec con PRV puede ser efecto de manejo de potreros realizado por Espinosa-Palomeque et al. (2020), principalmente por los tiempos de ocupación cortos y periodos de reposo largos, lo cual disminuye el impacto constante del pisoteo por el ganado. Rotich, Onwonga, Mbau y Koech (2018) atribuyeron menor DA a las mismas razones, cuando practicaron un sistema rotacional en suelos del tipo Vertisol, Acrisol y Cambisol de ambientes semi áridos.
En general, el P disponible fue más bajo que lo reportado por Battisti et al. (2018) después de 4 años de pastoreo rotacional en clima subtropical húmedo. Sin embargo, en VegSec con PRV hubo cambios, lo cual es positivo. El P disponible puede ser variable en el tiempo debido a la interacción en la interfase suelo-planta, por ejemplo, Sanjari et al. (2008) detectaron una disminución drástica después de 5 años, debido al consumo de P por las plantas que aumentaron su cobertura. Las propiedades como K disponible y CE se le da hado menor importancia en este tipo de estudios. A 8 años de evaluación, Vecchio, Golluscio, Rodríguez y Taboada (2018) reportaron mayor CE en suelos salinos-sódicos (distinto al tipo evaluado por nosotros).
La MO y CO aumentaron en MonGra con PE, Benito, Brossard, Pasini, Guimarães y Bobillier (2004) sugieren que esto sucede en potreros que son más o menos estables en ausencia de labranza; también se ha sugerido (Battisti et al., 2018) que altos contenidos de MO en sistemas extensivos se debe a la mayor cantidad de raíces de las gramíneas, que dominan en las capas superficiales del suelo. En VegSec, las leñosas dominaron sobre las herbáceas, creando posiblemente un entramado radicular diferente y con menor abundancia de raíces en las capas más superficiales. No obstante, el contenido de CO observado es más alto que lo reportado por Rotich et al. (2018) y Vecchio et al. (2018)
El pH difirió entre los tipos de manejo debido a la interacción sistema de pastoreo*momento de muestreo anidado en ambiente (P = 0.0010) (Cuadro 4). Los cambios en pH sucedieron bajo PRV en ambos ambientes; sin embargo, esta propiedad se incrementó en VegSec y disminuyó en MonGra. Se sugiere que en VegSec con PRV pudo deberse a una distribución irregular de la hojarasca de la vegetación secundaria, mientras que menor pH en MonGra con PRV pudo ser a un mayor impacto del sistema de pastoreo, la deposición continua de residuos de raíz de gramíneas, así como mayor actividad de la biota del suelo que liberan ácidos orgánicos que repercute en altos niveles de materia orgánica y por lo tanto menor pH (Battisti et al., 2018). Se espera una tendencia a la neutralidad y estabilización del pH bajo un manejo de PRV en el largo plazo, porque un manejo adecuado de los recursos en pastizales debe mantener en equilibrio los procesos del ecosistema que garantizan que todos los componentes funcionen en armonía para mantener los servicios ecosistémicos.
Cuadro 4: pH del suelo en los ambientes de vegetación secundaria (VegSec) y monocultivo de gramíneas (MonGra) sujetos a pastoreo extensivo y pastoreo racional Voisin (PRV), en dos momentos de evaluación (inicial y final).
Table 4: Soil pH in secondary vegetation (SecVeg) and grass monoculture (GraMon) environments under both extensive and Voisin grazing (VG), at two evaluation moments (beginning and end).
| Año | VegSec | MonGra | ||
|---|---|---|---|---|
| Extensivo | PRV | Extensivo | PRV | |
| 1 (beginning) | 6.378 ± 0.014 a † | 6.360 ± 0.014 b | 6.500 ± 0.014 a | 6.750 ± 0.014 a |
| 2 (end) | 6.372 ± 0.014 a | 6.395 ± 0.014 a | 6.563 ± 0.014 a | 6.445 ± 0.014 b |
† Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas para cada tipo de manejo, α = 0.05 (LSmeans).
† Different letters in the same column indicate significant differences for each type of handling, α = 0.05 (LSmeans).
Indicadores ecológicos del suelo
La abundancia relativa de grupos taxonómicos de fauna edáfica difirió marginalmente entre los ambiente y sistemas de pastoreo (P = 0.063), (Cuadro 5), fue más alta con manejo PRV (P < 0.05). En las curvas de rango abundancia (Figura 1), el sistema PRV promovió mayor abundancia de los órdenes Isoptera, Oligochaeta, Formicidae y Araneae, en ambos ambientes. Al agrupar las morfoespecies por orden, Isoptera representó el 62% en MonGra y 52% en VegSec, lo que influyó en una menor equidad (representada por una mayor pendiente de la curva) que el sistema extensivo (menor pendiente) (Magurran, 2004). Si se quitara el orden dominante, la equidad aumenta.
Cuadro 5: Indicadores ecológicos del suelo en los ambientes de vegetación secundaria (VegSec) y monocultivo de gramíneas (MonGra) sujetos a pastoreo extensivo y pastoreo racional Voisin (PRV), en condiciones de clima cálido subhúmedo.
Table 5: Soil ecological indicators in secondary vegetation (SecVeg) and grass monoculture (GraMon) environments under both extensive and Voisin grazing (VG), in warm sub-humid climate conditions.
| Variables | VegSec_Extensivo | VegSec_PRV | MonGra_Extensivo | MonGra_PRV |
|---|---|---|---|---|
| Abundancia relativa | 11.00 ± 7.152 b † | 35.25 ± 7.152 ab | 3.00 ± 7.152 b | 68.25 ± 7.152 a |
| Riqueza | 5.60 ± 0.888 bc | 10.50 ± 0.888 ab | 2.66 ± 0.888 c | 15.25 ± 0.888 a |
| Diversidad | 1.21 ± 0.175 | 1.82 ± 0.175 | 0.94 ± 0.175 | 1.71 ± 0.175 |
| Hmax | 1.41 ± 0.157 bc | 2.30 ± 0.157 ab | 0.96 ± 0.157 c | 2.69 ± 0.157 a |
| Equidad | 0.67 ± 0.076 | 0.82 ± 0.076 | 0.98 ± 0.076 | 0.64 ± 0.076 |
† Letras diferentes en la misma fila indican diferencias significativas para el efecto de manejo en ambiente, α = 0.05 (LSmeans).
† Different letters in the same row indicate significant differences for the ambient handling effect, α = 0.05 (LSmeans).
La riqueza de morfoespecies (P = 0.0021) y H max (P= 0.0106) fueron mayores en PRV de ambos ambientes, la abundancia relativa cambió solo marginalmente (P = 0.063), mientras la diversidad (P = 0.3246) y equidad (P = 0.4561) no cambiaron (Cuadro 5). Aunque estos atributos son bajos y permanecieron similares entre tratamientos, la H max esperada es superior con manejo PRV que en PE. Estos resultados son prometedores después de un año de implementar el PRV en ambos ambientes aun con una historia de 50 años de pastoreo extensivo, significa que la fauna del suelo empieza a restablecerse para efectuar sus funciones ecológicas en el suelo, como la fertilidad (Huerta et al., 2008; Pinheiro-Machado, 2011).
La mayor abundancia encontrada en PRV coincide con sitios de mayor cobertura vegetal donde dominan grupos funcionales de detritívoros (Cabrera-Dávila et al., 2017), en este caso las termitas (Isoptera), el manejo PRV concentra los residuos vegetales y heces en espacios delimitados, lo cual puede favorecer las poblaciones de termitas comparado a grandes potreros que se usan en PE, aunque las poblaciones de termitas pueden variar temporalmente por las condiciones climáticas imperantes. Brown et al. (2004) y Marchão et al. (2009) también registraron alta densidad del orden Isoptera (y Oligochaeta) con pastoreo mejorado (no PRV), en trópico seco y condiciones de estiaje. Lo registrado en nuestra evaluación y los resultados de Brown et al. (2004) y Marchão et al. (2009) sugieren que los organismos del orden Isoptera toleran condiciones de ecosistemas secos, pero bajo cobertura de vegetación con prácticas de manejo racional de ganado y sistemas integrados, donde se crean las condiciones adecuadas de hábitat. Un mejor manejo del pastoreo y una mayor diversidad vegetal (similar a los bosques secundarios) en conjunto, propician mayor abundancia de organismos del suelo (Cabrera-Dávila, Robaina y Ponce de León, 2011), porque brindan sombra, protección, humedad, regulación de la temperatura y aportan hojarasca y detritos, que, en su conjunto, benefician a la gama de macrofauna (Cabrera-Dávila et al., 2017).
La elevada abundancia relativa de algunas especies refleja su éxito en la competencia por el acceso a recursos limitados en los ambientes de pastoreo, mientras que las especies de baja abundancia relativa se consideran raras o infrecuentes (Magurran, 2004; Magurran y Henderson, 2011). Aunque la abundancia depende de las características de la comunidad (p. ej.: en ambientes tropicales existe tendencia a alto número de especies raras), así como de aspectos metodológicos (momento, método e intensidad de muestreo y espacio) (Magurran y Henderson, 2011).
El reemplazo de los bosques por pastizales aunado a otras prácticas ganaderas hace vulnerable a los suelos, reducen drásticamente el número de morfoespecies y las especies exóticas reemplazan a las nativas (Decaëns et al., 2004). De la Rosa y Negrete-Yankelevich (2012) demostraron que en pasturas de gramíneas hay menos taxones y menor diversidad (en suelo y hojarasca) que en pastizales con vegetación nativa y vegetación secundaria. El pastoreo extensivo después de la deforestación también impacta negativamente la riqueza de especies, la estructura y biomasa de la macrofauna del suelo (Benito et al., 2004; García, Ramírez y Sánchez, 2014). Aunque el tipo de pastoreo es un factor preponderante que afecta estos indicadores, también influyen otros factores como el reemplazo de la vegetación nativa y el clima (Brown et al., 2004; Marchão et al., 2009). Todos estos factores se conjuntaron en los potreros evaluados en esta investigación.
Es posible que la concentración de heces y el periodo de descanso de los potreros en PRV explique la mayor abundancia de termitas, ya que el descanso es una tregua a la perturbación de estos insectos que habitan en la interfase suelo-superficie, en cambio cuando el ganado permanece indefinidamente, la perturbación a la vida de otros organismos es continua. Por otro lado, las termitas suelen tener mayor actividad en sitios con alta cantidad de materia muerta con alta cantidad de fibra (Coleman, Crossley y Hendrix, 2004), lo cual pudo suceder en el ambiente MonGra, aunque esto solo sucedió en PRV.
Conclusiones
A 14 meses de implementarse el PRV en ambientes sujetos a pastoreo extensivo por más de 50 años, fue posible observar algunos cambios positivos en las condiciones fisicoquímicas y biológicas del suelo, en un ecosistema de selva baja de clima subhúmedo. Algunos cambios ocasionados por el PRV sucedieron tanto en MonGra como en VegSec, principalmente cambios en la biología del suelo, pero otros como la DA y P disponible fueron más evidentes en VegSec o MonGra en el caso de MO y CO. La DA, P disponible, MO, CO, abundancia riqueza y diversidad máxima se modificaron visiblemente, sin embargo, se requieren periodos de evaluación más largos para observar cambios en otros indicadores al implementar sistemas de manejo mejorados como el PRV.
Disponibilidad de Datos
Los conjuntos de datos generados y analizados durante el estudio estarán disponibles hasta el momento en que los autores los hayan publicado.
Fondos
Beca otorgada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología al estudiante Germán Bautista García.
Contribución de los Autores
Conceptualización: S.L.O., P.P.H. y G.B.G. Contribuyeron en la formulación y desarrollo de ideas iniciales, y objetivos de investigación. Metodología: S.L.O., F.D.M.C. y G.B.G. diseñaron e implementaron los muestreos, y análisis estadístico de datos. Validación: S.L.O., G.B.G., P.P.H., F.D.M.C., E.O.J. y C.J.L.C. aprobaron las ideas y objetivos de investigación contribuyendo con ideas para la interpretación. Investigación: G.B.G. elaboró la revisión bibliográfica y documentación. Escritura: S.L.O., P.P.H. y G.B.G. colaboraron en la redacción general del manuscrito. Escritura: revisión y edición: S.L.O., F.D.M.C., G.B.G., C.J.L.C. y P.P.H. contribuyeron en la corrección de estilo, normas editoriales, edición de cuadros y figuras. Administración del proyecto: S.L.O. contribuyó en la gestión de recursos institucionales asignados a G.B.G.
