Ubicación del área de estudio

El estudio se desarrolló en la unidad de producción Rancho Xamantun del Instituto Tecnológico de Chiná, en Chiná, Campeche (19°42’ N y 90°25’O y 44 m de altitud). En donde predomina, el clima cálido subhúmedo con lluvias en verano (^{INIFAP, 2017}).

Diseño experimental

Se empleó un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. La unidad experimental consistió en lotes de 4×8 m². Los tratamientos consistieron en: T1 (MUSIN)= Mucuna (Mucuna pruriens L.), T2 (XPESIN)= Xpelón (Vigna unguiculata L.), T3 (IBSIN)= Ibes (Phaseolus lunatus L.), T4 (MUCON) = Mucuna (M. pruriens) inoculada con Endomicorrizas (EM) y Bacterias benéficas fijadoras de nitrógeno (BFN), T5 (XPECON) = Xpelón (V. unguiculata) inoculada con EM y BFN, T6 (IBCON) = Ibes (P. lunatus) inoculada con EM y BFN, T7 (ARDAP)= Testigo constituido por la incorporación de arvenses más 200 kg ha^-1 de fosfato diamónico (DAP). Las arvenses predominantes en la cenosis fueron Sorghum halepense, Cenchrus equinatus, Cucumis sp., Amaranthus spp., Kallstroemia spp., Merremia spp, Ipomoea spp.

Análisis general de suelo

Previo al inicio del experimento se realizó un análisis general de suelo en la parcela experimental a una profundidad de 0.30 m de la capa arable, mediante la técnica cinco de oros, por medio de la cual se tomaron cinco submuestras para conformar una muestra homogénea representativa de todo el terreno (^{Murillo, Adame, Cabrera y Fernandez, 2019}) que fue enviada al Laboratorio Nacional de Investigación y Servicio Agroalimentario y Forestal (LANISAF) para la determinación de las características químicas, antes de la incorporación de los abonos verdes.

Siembra de los abonos verdes

El cultivo de abonos verdes se estableció, respetando las recomendaciones técnicas, con marco de plantación de 0.20 entre plantas y de 0.80 m entre surcos para V. unguiculata, y P. lunatus (^{Jara y Alejos, 2016}; ^{Batista de Sousa, Brito, Almeida, Ferreira y Branco, 2020}) y 0.50 m entre plantas y de 0.80 m entre surcos, para M. pruriens (^{Sanclemente-Reyes, Prager y Beltran, 2013}; ^{Rojas-Molina, Zuñiga, Peña y Montero, 2018}).

Incorporación al suelo de los abonos verdes

A los 60 días después de la siembra (dds), se tomaron muestras de tejido de todos los tratamientos evaluados para la determinación del contenido de nutrientes en la biomasa aérea, de igual manera se tomaron datos del aporte en materia seca de cada uno de los abonos verdes, consecutivamente los abonos verdes fueron cortados, dejados en campo para un proceso de intemperización de 15 días, posteriormente fueron incorporadas al suelo (^{Martin, Costa, Urquiaga y Rivera, 2007}; ^{Rivero-Herrada, Plaza, Gaibor, Leandro y Ferreira, 2016}).

Variables de estudio

Después de un lapso de 30 días de incorporados los abonos verdes al suelo, periodo en que se permitió la descomposición del tejido vegetal, se realizó un análisis de suelo en cada una de las unidades experimentales a una profundidad de 0.30 m de la capa arable, para la determinación de las propiedades químicas y el aporte de nutrientes de cada uno de los tratamientos evaluados (^{Murillo et al., 2019}). Las variables consideradas fueron el porcentaje de materia orgánica (MOS), conductividad eléctrica (CE), características de pH, así como la determinación del contenido macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg y Na), micronutrientes (B, Fe, Mn, Cu, Zn), suma bases intercambiables (meq 100 g^-1), relación C:N.

Análisis estadístico

Se realizó un análisis de varianza de las variables estudiadas para un diseño de bloques completos al azar. Para ello previamente se analizó la normalidad de los datos, esto mediante la prueba de Kolmogórov-Smirnov, así como por método gráfico QQ Plot. La comparación de medias se realizó por medio de la prueba de medias de Tukey (P < 0.05), ampliamente utilizadas en experimentos agropecuarios (Moreno-Ugartemendia, 2015¹; ^{Fernández-Labrada, Seone, Illera y López, 2019}) El programa empleado para esta prueba fue el InfoStat versión 2020 (^{Balzarini et al., 2008}).

Análisis de suelos preincorporación de abonos verdes

Los resultados del análisis general de suelo (Cuadro 1), lo ubican dentro de los luvisoles férricos, con textura arcillo arenosa (46% arena, 16% limo, 38% arcilla), con buen contenido de materia orgánica, siendo considerado apto para la agricultura. Sin embargo, análisis detallados hechos sobre las propiedades texturales en la parcela experimental demuestran que el luvisol presentaba valores para arena de 6 a 34%, limo de 46 a 59% y arcilla de 18 a 47%, que ubica predominantemente a este suelo con clase textural de franco limoso a franco arcillo limoso. Esta tipología de suelo no presenta dificultades para el manejo agronómico y tampoco riesgos de compactación (^{Medina et al., 2006}). Las diferencias entre los análisis pre y post incorporación respecto a las clases texturales pueden deberse a que, en el primer caso, se evaluó una muestra compuesta, mientras que en el segundo caso se enviaron muestras individuales por cada parcela.

Aporte de biomasa seca de la parte aérea en los abonos verdes

El aporte de materia seca (g) por los abonos verdes, resultó superior para con M. pruriens inoculada (MUCON) y sin inocular (MUSIN), seguido por las arvenses naturales. No obstante, respecto a la producción de materia seca por unidad de superficie, se concluye que V. unguiculata, logró los mayores aportes de materia seca (Cuadro 2).

Propiedades químicas en el suelo después de la incorporación de los abonos verdes

Los resultados del análisis de varianza de las propiedades químicas del suelo no mostraron diferencias estadísticas entre tratamientos (P < 0.05), para las variables consideradas (Cuadro 3), encontrándose semejanzas en los contenidos de materia orgánica, conductividad eléctrica y reacción del suelo (pH). El contenido de materia orgánica en este suelo puede considerarse apropiado para el uso agrícola de un suelo calcáreo, es decir, con alta saturación de bases como es el caso y, que, además, puede disminuir la alcalinidad del suelo y los valores del pH.

Los valores de la materia orgánica del suelo se encuentran comprendidos entre el 2 al 4% mencionados por ^{Cruz-Macias et al. (2020)}, como rangos óptimos para esta característica, puesto que valores por debajo del 2% pueden generar problemas de acidez, mientras que los valores cercanos al 4%, tienden a reducir problemas de toxicidad en cultivos por elementos como el aluminio. Lo anterior se debe a que, como señalan ^{Torres et al. (2017)}, los contenidos de materia orgánica, tienden a equilibrar las condiciones del pH en suelos ácidos y alcalinos, facilitando la nutrición vegetal.

Es importante considerar que los abonos verdes permitieron un efecto neutralizador en las condiciones de pH, a través de la incorporación de la materia orgánica como puede observarse con V. unguiculata y P. lunatus inoculadas, que presentaron numéricamente los valores más bajos en relación al pH. Esto resulta de suma importancia para el uso agrícola de los suelos calcáreos en la Península de Yucatán, los cuales presentan altas cantidades de bases disponibles (^{Espinosa y Carillo, 2002}) que pueden limitar la disponibilidad del fósforo y microelementos como el Fe, Cu, Zn o Mo, ocasionando deficiencia de nutrientes en las plantas, que puede reducir los rendimientos y por tanto la rentabilidad esperada (^{Arizmendi, Rivera, Cruz, Castro y De la Garza, 2011}; ^{López, Duval, Martínez, Gabbarini y Gaslantini, 2019}).

Las relaciones carbono-nitrógeno halladas en el suelo, después de la incorporación de los abonos verdes no mostraron diferencias estadísticas entre todos los tratamientos (P < 0.05). La relación C:N está vinculada con la calidad del suelo, debido al efecto que tiene sobre los microorganismos del suelo en la mineralización de la materia orgánica. Alta C:N ocasiona procesos lentos de descomposición de MO, mientras el óptimo para este proceso oscila entre 10 y 14 (^{Gamarra-Lezcano, Diaz, Vera, Galeano y Cabrera, 2018}).

En el caso particular de nuestro estudio los valores hallados en el suelo, están cercanos a 10, destacando el suelo con el abono verde de Ibes (P. lunatus) con 9.84, el cual además obtuvo los contenidos más altos de MO. En general todos los abonos verdes estudiados, incluyendo la incorporación de las arvenses más DAP, posibilitan la acción de los microorganismos del suelo. Los tratamientos que incluía V. unguiculata y P. lunatus, tienen la ventaja de ser preferidos regionalmente en comparación M. pruriens (^{Cuanalo y Uicab, 2005}).

Las semejanzas en el aporte de materia orgánica entre los distintos tratamientos experimentales, pueden explicar en gran medida las similitudes entre las otras variables químicas analizadas, debido al efecto estabilizador (“buffer”) de la MO en el pH y la C:N, que a su vez uniforman la acción de los organismos del suelo en la descomposición y mineralización del tejido vegetal incorporado así como, subsecuentemente, la tasa de liberación de los nutrientes (Beltran et al., 2005).

Contenido de macronutrientes en el suelo. El contenido de nutrientes mayores, fue estadísticamente igual entre tratamientos (P < 0.05). Los contenidos de N, P y K fueron ligera y numéricamente más altos en los abonos verdes en comparación con la fertilización con ARDAP (Cuadro 4). Los resultados concuerdan con ^{Fernández et al. (2019)}, quien estudió tres abonos verdes (Vicia faba, Lupinus luteus y Trifolium incarnatum). Al utilizar abonos verdes la disponibilidad de nutrientes en el suelo, se ve influida por la tasa descomposición de la materia orgánica por la fauna edáfica, proceso que en algunas especies puede llevar cerca de 45 días, coincidiendo con el periodo que se dio en este estudio, para favorecer la descomposición y entonces tomar las muestras de suelo.

La disponibilidad del fósforo en suelos calcáreos se encuentra dentro de un rango crítico aceptable de 11.9 mg kg^-1, para cultivos como el chile habanero, siendo considerado este valor como un nivel aprovechable alto para otros cultivos (^{Borges, González y Soria, 2008a}). Es importante mencionar que el fósforo del suelo, no siempre es aprovechado por los cultivos en su totalidad, pues su disponibilidad real se encuentra afectada por condiciones físicas del suelo como la compactación, la concentración de sales y por rangos de pH alcalino (^{Gueçaimburu et al., 2019}).

Los contenidos de K fueron altos y coincidentes con ^{Medina et al., (2006)}, quienes mencionan que en los suelos de Campeche el promedio es 1.8 cmol kg^-1 (ó 703.7 mg kg^-1). Sin embargo, de este valor tan solo es aprovechable un promedio de 1 al 2% (^{Borges, Soria, Casanova, Villanueva y Pereyda, 2008b}). La disponibilidad del potasio puede ser afectada por condiciones de pH básico, debido a la acción de los carbonatos, con los cuales forma compuestos estables de baja solubilidad (^{Restrepo, 1982)}.

Los resultados para el contenido de macronutrientes en el suelo, fueron favorecidos por la incorporación de materia orgánica de los abonos verdes, al mejorar la estructura del suelo, la infiltración y retención de agua (^{Acevedo, Contreras, González, Acevedo y García, 2014}). Esto es relevante dado que, con la fertilización convencional, gran parte de los nutrientes se pierden por lixiviación, generando contaminación por nitratos, salinidad y a largo plazo pérdida de la capacidad productiva del suelo (^{Rivera-Vázquez, Vargas, Terrazas y Gavi, 2002}). La lenta descomposición de la MO y de la liberación de nutrientes en los abonos verdes incorporados, favorece su aprovechamiento por cultivos posteriores durante todo su ciclo (^{Cruz, Salgado, Catzin y Ortíz, 2002}).

Contenido de micronutrientes en el suelo. No se registraron diferencias significativas entre los tratamientos (P < 0.05), respecto al contenido de microelementos, sin embargo, en términos numéricos sobresalió P. lunatus inoculada con los elementos como B, Fe, Mn y Cu (Cuadro 5). El contenido de micronutrientes en el suelo, es importante en el metabolismo de las plantas, por lo cual la carencia o exceso de los mismos está relacionada con la sanidad vegetal, al hacerlas susceptibles a enfermedades, sobre todo en elementos como Fe, Mn, Zn y Mo (^{Prieto-Méndez, González, Román y Prieto, 2009}).

La disponibilidad de estos elementos puede verse afectada por pH de 7.5 a 8.5 (^{Restrepo, 1982}; ^{Noval, Garcia, Garcia, Quiñones y Mollineda, 2014}) situación que se presentó en el luvisol férrico independientemente del tratamiento experimental evaluado. Por tanto, este pH constituye una de las propiedades químicas que debe ser considerado como el más limitante en suelos calcáreos. El incremento de los contenidos de MO puede ayudar a corregir este problema y los abonos verdes, si se utilizan como parte del manejo agronómico, junto con la no quema y otras medidas culturales (^{Cuanalo y Uicab, 2005}), pueden coadyuvar a lograr acumulativamente ese objetivo.