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Introducción
En México, factores socioeconómicos y las actividades humanas (agricultura, ganadería y deforestación) influyen en la degradación de los suelos al propiciar la erosión eólica e hídrica (Cotler et al., 2022); en particular, en zonas rurales (Espinosa et al., 2011; Li y Fang, 2016) del estado de Tlaxcala se presenta este problema en 76.8 % de su superficie (Semarnat y Colpos, 2002).
Debido a esa problemática situación, la construcción de obras de conservación de suelo ha sido muy recomendada para acelerar el proceso de su rehabilitación, ya que buscan mejorar y recuperar la calidad y minimizar el proceso de erosión de los suelos. Dentro de las obras de conservación de suelo, en México destaca la zanja trinchera, la cual se implementa indistintamente en diversas condiciones geográficas y ecológicas (Cotler et al., 2015); sin embargo, se argumenta que su construcción puede afectar las condiciones de infiltración del agua, incrementar el proceso de erosión y disminuir el contenido de carbono orgánico (CO) en el suelo, lo que afecta la actividad biológica (Cotler et al., 2022).
En contraste, hay estudios en los que se consignan resultados positivos con algunas obras de conservación. Por ejemplo, González-Romero et al. (2018) analizaron, a lo largo del tiempo, la funcionalidad y el efecto en el suelo del establecimiento de presas de control de azolves a través de las propiedades físicas, químicas y biológicas. Los mismos autores indicaron que las obras influyeron de manera positiva en la disminución de la densidad aparente (DA) y el pH, además de registrar incrementos en la concentración de MO y de la actividad de la enzima deshidrogenasa (DHS).
Por otro lado, en terrazas a base de piedra como obra de conservación se mejoraron las condiciones del suelo, con respecto a sitios sin ellas, los efectos positivos se evidenciaron en la fertilidad del suelo y producción vegetal (Welemariam et al., 2018). Reyes et al. (2019) registran que las zanjas bordo favorecen la captación de agua, y con ello el establecimiento de especies vegetales. Los pastos y otras herbáceas se establecen con mayor rapidez en áreas con obras de conservación debido al incremento de la humedad en el suelo (Doria et al., 2022). Muscolo et al. (2014) señalan que las propiedades del suelo son sensibles a las variaciones del clima y manejo, por lo que evaluarlas permitirá identificar los impactos de la degradación.
Por lo anterior, bajo las diferentes condiciones edáficas de los sitios y la intervención por medio de las obras de conservación y el establecimiento de la vegetación es posible un cambio positivo en las variables edáficas. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo con y sin presencia de obras de conservación y determinar posibles efectos y relaciones entre dichas propiedades en cada área de estudio.
Materiales y Métodos
Sitios de estudio
Sitio 1. Ejido Gustavo Díaz Ordaz (GDO). Se localiza en el municipio Emiliano Zapata (19°32'31.6'' N y 98°08'58.0'' O) a 2 415 msnm, con una superficie total de 470 ha. Clima templado subhúmedo, temperaturas entre 6.5 y 22.1 °C, precipitación de 6.8 a 140.8 mm, y orden de suelo predominante Leptosol (30.11 %) (INEGI, 2010a). La vegetación dominante es bosque de pino-encino (Pinus pseudostrobus Lindl., P. greggii Engelm. ex Parl., Quercus laurina Bonpl. y Q. rugosa Née) (Conafor, 2012), y entre las obras de conservación hay una notable presencia de pastos.
En 2012, se establecieron diferentes obras de conservación en el paraje Peña del Chivo, cuyos suelos muestran degradación moderada debido a la deforestación y erosión hídrica; en 30 ha se construyeron zanjas trinchera y zanjas bordo de manera alternada, con una pendiente de 40° (Conafor, 2012). El área específica de estudio fue de 2.5 ha, incluidas las obras de conservación y el testigo (sin obras de conservación).
Sitio 2. Zacapexco (ZAC). Predio de propiedad privada dentro de la comunidad San Pedro Ecatepec, municipio Atlangatepec (19°32'31.6'' N y 98°08'58.0'' O) con un intervalo altitudinal entre 2 480 y 2 600 m; clima templado subhúmedo con lluvias en verano, temperatura entre 12 y 14 °C, precipitación de 600 a 700 mm, y orden de suelo Phaeozem (54 %) (INEGI, 2010b).
En 2015, se construyeron 40 ha de zanja bordo y 50 ha de terrazas individuales. En el lugar hay pendientes de 15 a 20 % y la degradación del suelo fue causada, principalmente, por sobrepastoreo y erosión hídrica de tipo laminar (Conafor, 2015). La vegetación predominante corresponde a bosques de Juniperus deppeana Steud., donde se establecieron las obras de conservación se plantó Pinus pseudostrobus.
Sitio 3. San Bartolomé Matlalohcan (SBM). Comunidad que se localiza en el municipio Tetla de La Solidaridad (19°28'11.68" N y 98°07'16.65" O) a una altitud promedio de 2 516 m; clima templado subhúmedo con lluvias en verano, temperatura de 12 a 14 °C, precipitación entre 600 y 900 mm, y orden de suelo Phaeozem (61.8 %), con una pendiente de 15 a 20 % (INEGI, 2010c). Entre los años 1976 y 1978 se construyeron zanjas bordo y terrazas en 7 ha, como parcelas experimentales del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), para la rehabilitación del tepetate. Durante el muestreo se observó la presencia de especies introducidas como el eucalipto (Eucalyptus L'Hér. spp.) y la casuarina (Casuarina equisetifolia L.).
Muestreo de suelo y preparación de las muestras
En el sitio GDO se trazó una cuadrícula con cuadrantes de 158 m×158 m en 2.5 ha de terreno, mediante el método sistemático de muestreo de suelo de Schweizer (2011). Se seleccionaron dos cuadrantes con zanja trinchera (18 muestras) y dos con zanja bordo (18 muestras), además de seis muestras en un cuadrante como testigo (sin obra de conservación). Dentro de cada cuadrante, las muestras de suelo se recolectaron entre zanjas a una profundidad de 0-30 cm. En ZAC se muestrearon 3 ha con zanja bordo (nueve muestras) y como testigo, 1 ha (sin obra de conservación, cinco muestras). Para SBM, el muestreo fue en 1.5 ha con zanja bordo (nueve muestras) y en 0.5 ha sin obra de conservación considerada testigo (nueve muestras).
Para el análisis microbiológico se tomaron 100 g de cada una de las muestras de suelo y se trasladaron al Laboratorio de Recursos Naturales del Centro de Investigación en Genética y Ambiente-UATx, dentro de una hielera Coleman ® con bolsas de gel refrigerante de 250 g POWERICE ®. Por cada sitio, se consideraron muestras compuestas por el método del cuarteo con base en la NOM-021- RECNAT-2000 (Semarnat, 2002). Para GDO se obtuvieron 14 muestras compuestas, en ZAC siete y SBM seis; posteriormente, se almacenaron a 4 oC en un refrigerador Imbera ® para inhibir la actividad microbiana. El resto del suelo de cada muestra se colocó en papel Kraft para secarse a temperatura ambiente y a la sombra; se tamizó en una malla de 2 mm, de acuerdo con la NOM-021-RECNAT-2000 (Semarnat, 2002).
Análisis de suelo
A cada muestra de suelo se le determinó textura, Da (Densidad aparente), CE (Conductividad eléctrica), MO (Materia orgánica), CO (Carbono orgánico), CIC (Capacidad de intercambio catiónico), pH, N total, fósforo, potasio, calcio y magnesio por los métodos establecidos en la NOM-021-RECNAT-2000 (Semarnat, 2002); la respiración microbiana se determinó a través de la cuantificación de CO2, la actividad de la enzima deshidrogenasa; y la biomasa bacteriana por los métodos de García et al. (2003).
Análisis de los datos
Los datos se analizaron por sitio mediante análisis de varianza unifactorial y una prueba de comparación de medias Tukey (p=0.05). Previamente, se verificó el cumplimiento de los supuestos de normalidad (Kolmogorov) y homogeneidad de varianza (Levene). El modelo empleado para el análisis fue el descrito en la Ecuación 1 (InfoStat, 2008).
Donde:
µ = Promedio general
τi = Efecto del i-ésimo tratamiento
εij = Error experimental
A partir de las propiedades del suelo de los tres sitios con y sin obras de conservación, se realizó un análisis de correlación de Pearson (p=0.05) y un análisis de componentes principales (ACP) para conocer su contribución a la variación total de los datos. Todo lo anterior se hizo con el software estadístico InfoStat versión libre 2020 (InfoStat, 2008).
Resultados y Discusión
Gustavo Díaz Ordaz
Los suelos entre los tratamientos zanjas bordo y trinchera presentaron diferencias significativas (p<0.05) en biomasa bacteriana y N total, con respecto al testigo. Con base en los valores observados en estas dos variables, es claro que las obras de conservación de suelo y la vegetación presente no aumentaron los valores, ya que resultaron menores al testigo (Cuadro 1). Lo anterior coincide con Cotler et al. (2013), quienes refieren que la construcción de zanjas trinchera no permite un incremento en el contenido de N total, aún con la presencia de vegetación; señalan que la mineralización de la hojarasca a formas inorgánicas (amonio y nitratos) depende de la cantidad que pueda convertirse por la biomasa microbiana, que en este caso también resultó menor con las obras de conservación, lo que sugiere baja efectividad de la zanja trinchera. Beltrán et al. (2018) señalan que el establecimiento de especies vegetales favorece una mayor diversidad de microorganismos y actividad microbiana; de tal forma que se establecen relaciones tróficas que contribuyen a la mejora de la calidad del suelo.
Cuadro 1 Análisis de varianza de parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo con y sin obra de conservación en GDO.
| Parámetro | valor de p | Zanja bordo | Zanja trinchera |
Testigo | Referencia† |
|---|---|---|---|---|---|
| Arena (%) | 0.1955 | 71.9±1.0 a | 73.1±1.07 a | 75.76±1.8 a | Franco arenoso |
| Arcilla (%) | 0.1846 | 5.94±0.62 a | 6.61±0.64 a | 4.28±1.07 a | |
| Limo (%) | 0.3362 | 22.1±0.96 a | 20.28±0.9 a | 19.96±1.6 a | |
| Da (g cm-3) | 0.4839 | 0.94±0.02 a | 0.92±0.02 a | 0.91±0.02 a | <1 |
| pH | 0.4926 | 6.27±0.11 a | 6.09±0.12 a | 6.06±0.20 a | 5.1-6.5 |
| CE (dS m-1) | 0.8187 | 0.06±0.0024 a | 0.06±0.0042 a | 0.06±0.002 a | <1 |
| MO (%) | 0.6423 | 5.10±0.42 a | 4.53±0.44 a | 4.87±0.80 a | 4.1-6.0 |
| CO (%) | 0.6423 | 2.96±0.25 a | 2.62±0.25 a | 2.82±0.47 a | 1.2-2.9 2.9-4.6 |
| CIC [Cmol(+) kg-1] | 0.5700 | 45±4.01 a | 38.9±4.12 a | 43.2±6.94 a | >40 25-40 |
| N total (%) | ≤0.0001 | 0.16±0.01 b | 0.12±0.01 c | 0.39±0.01 a | <0.30 |
| P (mg kg-1) | 0.8333 | 8.37±1.15 a | 9.15±1.15 a | 10.69±1.63 a | <15 |
| Ca [Cmol(+) kg-1] | 0.0526 | 7.55±0.04 a | 5.6±0.04 a | 6±0.05 a | 5-10 |
| Mg [Cmol(+) kg-1] | 0.1250 | 2.4±0.14 a | 1.8±0.14 a | 2±0.2 a | 1.3-3.0 |
| K [Cmol(+) kg-1] | 0.6250 | 0.40±0.04 a | 0.45±0.04 a | 0.4±0.05 a | 0.3-0.6 |
| Respiración microbiana (mg C-CO2 kg-1 suelo) | 0.3725 | 23.35±1.34 a | 21.39±1.38 a | 23.93±2.33 a | ----- |
| Enzima deshidrogenasa (µg TTC g-1 suelo) | 0.7954 | 0.51±0.09 a | 0.47±0.09 a | 0.42±0.11 a | ----- |
| Biomasa bacteriana (UFC×10³ g-1 suelo) | 0.0021 | 1 142±108.28 b | 845±98.85 b | 1 820±171.21 a | ----- |
*Letras iguales por fila indican que no hay diferencias significativas (p≥0.05); Media de Tukey±E.E; †NOM-021-RECNAT-2000; Da = Densidad aparente; CE = Conductividad eléctrica; MO = Materia orgánica; CO = Carbono orgánico; CIC = Capacidad de intercambio catiónico.
El establecimiento de zanjas aunado a la vegetación después de ocho años, no modificó las propiedades físicas del suelo; la fracción arena predomina en 73 % en promedio y la densidad aparente sin variación. En cambio, aún sin diferencias significativas, las propiedades químicas mostraron que la presencia del arbolado tiende a incrementar la acidez del suelo (Khalaji et al., 2021). Con las zanjas bordo se observó un aumento en el contenido de MO, CO, Ca, Mg y CIC, el cual es alto [>40 Cmol (+) kg-1] con base en la NOM-021-RECNAT-2000 (Cuadro 1). Vázquez-Alvarado et al. (2011) refieren que las obras de conservación de suelos y una adecuada selección de especies vegetales son importantes para obtener resultados positivos, debido a que existe un aumento en el contenido de MO; por lo tanto, más retención de humedad y partículas de suelo, así como un mayor número de microorganismos (Doria et al., 2022). Sin embargo, no se observó para la biomasa bacteriana, que fue significativamente mayor en el suelo testigo.
Zacapexco
En el suelo, entre las zanjas bordo, la fracción arena y arcilla, el pH, la MO, el CO, la respiración microbiana y la enzima deshidrogenasa presentaron diferencias significativas (p<0.05), con respecto al suelo testigo (Cuadro 2). En este sitio, la construcción de las zanjas bordo, probablemente permitió un incremento en la humedad del suelo, que favorece la presencia de herbáceas y pastos asociados con J. deppeana y P. pseudostrobus, lo cual mejora las propiedades químicas y biológicas del suelo.
Cuadro 2 Análisis de varianza de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo con y sin obra de conservación en ZAC.
| Propiedad | Valor de p | Zanja bordo | Testigo | Referencia† |
|---|---|---|---|---|
| Arena (%) | 0.0118 | 78.86±2.07 a | 68.58±2.78 b | Franco arenoso |
| Arcilla (%) | 0.0205 | 7.67±2.44 a | 15.77±1.82 b | |
| Limo (%) | 0.2185 | 13.47±1 a | 15.65±1.35 a | |
| Da (g cm-3) | 0.0907 | 0.96±0.02 a | 1.03±0.03 a | <1 |
| pH | 0.0319 | 7.55±0.16 b | 8.24±0.12 a | 7.4-8.5 |
| CE (dS m-1) | 0.6218 | 0.04±0.01 a | 0.04±0.01 a | <1 |
| MO (%) | 0.0031 | 3.94±0.38 a | 1.61±0.5 b | <4.0 |
| CO (%) | 0.0031 | 2.28±0.22 a | 0.9±0.29 b | <1.2 1.2-2.9 |
| CIC [Cmol(+) kg-1] | 0.1566 | 30.58±1.24 a | 27.45±1.66 a | 25-40 |
| N total (%) | 0.1613 | 0.23±0.04 a | 0.27±0.05 a | <0.30 |
| P (mg kg-1) | 0.1000 | 0.3±0 a | 0.4±0 a | 0.3-0.6 |
| Ca [Cmol(+) kg-1] | 0.3815 | 8.8±1.98 a | 5.6±2.42 a | 5-10 |
| Mg [Cmol(+) kg-1] | 0.4086 | 2.8±0.66 a | 1.8±0.81 a | 1.3-3 |
| K [Cmol(+) kg-1] | 0.1000 | 0.3±0 a | 0.4±0 a | 0.3-0.6 |
| Respiración microbiana (mg C-CO2 kg-1 suelo) | 0.0045 | 23.77±1.46 a | 15.29±1.95 b | ----- |
| Enzima deshidrogenasa (µg TTC g-1 suelo) | 0.0025 | 2.41±0.11 a | 0.05±0.12 b | ----- |
| Biomasa bacteriana (UFC×10³ g-1 suelo) | 0.7245 | 1 047.78±133.65 a | 971.67±163.69 a | ----- |
*Letras iguales por fila indican que no hay diferencias significativas (p≥0.05); Media de Tukey±E.E; †NOM-021-RECNAT-2000; Da = Densidad aparente; CE = Conductividad eléctrica; MO = Materia orgánica; CO = Carbono orgánico; CIC = Capacidad de intercambio catiónico.
A cinco años del establecimiento de las obras de conservación se registra una disminución en el pH, un incremento en la MO y CO, en la CIC, fósforo, calcio y magnesio, así como una notable mejoría en la actividad biológica. Esto destaca la importancia de mantener e incorporar coberturas vegetales con las especies correctas junto a las obras de conservación, debido a que las plantas suministran CO como fuente de energía para que los organismos del suelo lleven a cabo su actividad metabólica; lo cual dependerá del tipo de suelo, época del año, clima, nutrimentos, condiciones topográficas del sitio y el tipo de vegetación (Yáñez et al., 2017; Khalaji et al., 2021; Doria et al., 2022).
San Bartolomé Matlalohcan
Los valores promedio de la Da, la CE, CIC, el contenido de Ca, Mg y K fueron significativamente diferentes (p<0.05) entre los tratamientos (Cuadro 3). Los valores del contenido de MO, CO y de las propiedades biológicas, aunque sin diferencias significativas, presentaron un ligero incremento.
Cuadro 3 Análisis de varianza de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo con y sin obra de conservación en SBM.
| Propiedad | Valor de p | Zanja bordo | Testigo | Referencia† |
|---|---|---|---|---|
| Arena (%) | 0.1886 | 77.71±1.87 a | 81.62±2.12 a | Franco arenoso |
| Arcilla (%) | 0.0559 | 8.38±1.18 a | 4.66±1.34 a | |
| Limo (%) | 0.9417 | 13.91±1.66 a | 13.72±1.88 a | |
| Da (g cm-3) | 0.0004 | 0.91±0.02 b | 1.03±0.02 a | <1 |
| pH | 0.6790 | 5.68±0.18 a | 5.79±0.18 a | 5.1-6.5 |
| CE (dS m-1) | 0.0051 | 0.03±0.0028 a | 0.01±0.0028 b | <1 |
| MO (%) | 0.4433 | 1.62±0.24 a | 1.14±0.24 a | <4.0 |
| CO (%) | 0.4433 | 0.94±0.14 a | 0.66±0.14 a | <1.2 |
| CIC [Cmol(+) kg-1] | 0.0086 | 26.00±1.51 a | 11.25±1.85 b | 5-15 25-40 |
| N total (%) | 0.2629 | 0.1±0.3 a | 0.15±0.3 a | <0.30 |
| P (mg kg-1) | 0.8580 | 7.41±0.3 a | 7.33±0.3 a | <15 |
| Ca [Cmol(+) kg-1] | 0.0032 | 8.93±0.6 a | 3.6±0.6 b | 2-5 5-10 |
| Mg [Cmol(+) kg-1] | 0.0008 | 3.07±0.13 a | 1.33±0.13 b | 1.3-3.0 >3 |
| K [Cmol(+) kg-1] | 0.0003 | 0.67±0.03 a | 0.13±0.03 b | <0.2 >0.6 |
| Respiración microbiana (mg C-CO2 kg-1 suelo) | 0.3459 | 17.66±1.51 a | 15.18±1.51 a | ----- |
| Enzima deshidrogenasa (µg TTC g-1 suelo) | 0.6704 | 0.09±0.05 a | 0.03±0.07 a | ----- |
| Biomasa bacteriana (UFC×10³ g-1 suelo) | 0.5776 | 350±26.26 a | 328.89±26.26 a | ----- |
*Letras iguales por fila indican que no hay diferencias significativas (p≥0.05); Media de Tukey±E.E; †NOM-021-RECNAT-2000; Da = Densidad aparente; CE = Conductividad eléctrica; MO = Materia orgánica; CO = Carbono orgánico; CIC = Capacidad de intercambio catiónico.
En este sitio, las obras de conservación se complementaron mediante la reforestación con árboles de eucalipto. Se ha indicado que si bien, los eucaliptos son de rápido crecimiento, tienen un efecto alelopático que impacta negativamente el suelo (Murillo et al., 2005) debido a que modifican sus características y disminuyen la biodiversidad de hongos, líquenes y herbáceas. Asimismo, se altera el funcionamiento del ecosistema en procesos como la descomposición de la hojarasca por la disminución de los microorganismos del suelo (Munguía et al., 2004; García-Osorio et al., 2020; Solís-Vargas et al., 2021), lo que se observa, de manera particular en San Bartolomé Matlalohcan.
La hojarasca constituye la fuente más importante de nutrimentos. Particularmente, la descomposición de las hojas de eucalipto libera mayor cantidad K (0.96 %) que de P (0.06 %) y N (0.89 %), lo cual depende de las condiciones del suelo (Munguía et al., 2004). La capacidad de intercambio catiónico se verificó por el contenido de arcilla, la cual fue mayor con la presencia de la zanja bordo, ya que la materia orgánica fue baja, a partir de la lenta descomposición de la hojarasca (Welemariam et al., 2018; García-Osorio et al., 2020).
Relación entre propiedades del suelo
La Da se correlacionó negativamente con la MO, potasio, calcio y respiración microbiana; ello significa que, si disminuye la Da se tendrá una menor compactación, esto aumentará el espacio poroso, y consecuentemente, habrá un incremento en la capacidad de almacenamiento de agua, que a su vez impactará en las funciones de los microorganismos del suelo (Notaro et al., 2018; Rosero et al., 2019; Barajas et al., 2020). Cotler (2015) evalúo la construcción de zanjas trinchera y refirió que la Da se incrementó; el autor explicó que el material depositado sufre una alteración que se refleja en la MO y la actividad microbiana, como se observó en el sitio GDO.
El contenido de MO es una medida de la calidad del suelo, ya que se considera una fuente de energía y reserva de nutrientes, contribuye a la resiliencia del sistema suelo-planta, favorece a la CIC, mejora la disponibilidad de fósforo, influye en el incremento de la capacidad de retención hídrica y atenúa las variaciones térmicas del suelo, además de la diversidad y actividad microbiana (Fischer y Dubis, 2019; Frugoni et al., 2020). Esta situación se observó en GDO y ZAC con el establecimiento de la zanja bordo y la vegetación, con una mejoría en las propiedades químicas y biológicas del suelo. Por otra parte, la MO también influyó positivamente sobre la CE, P, K y Ca. El N total con la biomasa bacteriana y la CIC, que fue mayor en los tres sitios, se asocia positivamente con el Mg, pero negativamente con K y Ca (Cuadro 4).
Cuadro 4 Correlación Pearson de propiedades del suelo con y sin obra de conservación en tres sitios de Tlaxcala.
| Arena | Arcilla | Limo | Da | pH | CE | MO | CO | N | P | CIC | Mg | K | Ca | RM | BB | DHS | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arena | 1 | ||||||||||||||||
| Arcilla | -0.80* | 1 | |||||||||||||||
| Limo | -0.4 | -0.21 | 1 | ||||||||||||||
| Da | -0.35 | 0.75 | -0.63 | 1 | |||||||||||||
| pH | -0.64 | 0.85* | -0.24 | 0.63 | 1 | ||||||||||||
| CE | -0.42 | -0.11 | 0.89* | -0.66 | 0.01 | 1 | |||||||||||
| MO | 0.13 | -0.57 | 0.68 | -0.89* | -0.27 | 0.83* | 1 | ||||||||||
| CO | 0.12 | -0.57 | 0.69 | -0.89* | -0.27 | 0.83* | 1.00* | 1 | |||||||||
| N | -0.51 | 0.49 | 0.21 | 0.18 | 0.62 | 0.23 | 0.01 | 0.03 | 1 | ||||||||
| P | -0.4 | 0.04 | 0.69 | -0.62 | 0.05 | 0.82* | 0.65 | 0.65 | 0.37 | 1 | |||||||
| CIC | -0.1 | 0.61 | -0.76* | 0.63 | 0.64 | -0.55 | -0.56 | -0.56 | 0.17 | -0.2 | 1 | ||||||
| Mg | 0.09 | 0.38 | -0.7 | 0.47 | 0.2 | -0.65 | -0.61 | -0.62 | -0.13 | -0.21 | 0.86* | 1 | |||||
| K | -0.16 | -0.45 | 0.95* | -0.78* | -0.4 | 0.89* | 0.83* | 0.83* | -0.01 | 0.62 | -0.85* | -0.78* | 1 | ||||
| Ca | -0.14 | -0.47 | 0.95* | -0.8* | -0.38 | 0.87* | 0.84* | 0.85* | 0.08 | 0.63 | -0.82* | -0.76* | 0.99* | 1 | |||
| RM | 0.42 | -0.58 | 0.26 | -0.84* | -0.32 | 0.46 | 0.79* | 0.79* | -0.1 | 0.6 | -0.12 | -0.06 | 0.41 | 0.46 | 1 | ||
| BB | -0.34 | 0 | 0.67 | -0.43 | 0.19 | 0.69 | 0.57 | 0.59 | 0.78* | 0.7 | -0.36 | -0.56 | 0.57 | 0.64 | 0.33 | 1 | |
| DHS | 0.28 | -0.1 | -0.28 | -0.21 | 0.36 | 0.15 | 0.43 | 0.42 | 0.1 | 0.19 | 0.39 | 0.07 | -0.12 | -0.1 | 0.62 | 0.15 | 1 |
Da = Densidad aparente (g cm-3); CE = Conductividad eléctrica (dS m-1); MO = Materia orgánica (%); CO = Carbono Orgánico (%); N = Nitrógeno total (%); P = Fósforo (mg kg-1), CIC = Capacidad de intercambio catiónico [Cmol(+) kg-1)]; Mg = Magnesio [(Cmol(+) kg-1]; K = Potasio [Cmol(+) kg-1]; Ca = Calcio [Cmol (+) kg-1]; RM = mg CO2 kg-1 suelo; BB = UFC×103; DHS = Enzima deshidrogenasa (µg TPF g-1). *Valores significativos (p<0.05).
El análisis de componentes principales (ACP) (Figura 1) mostró que 74.5 % de la variabilidad total de los datos se explicó por los componentes CP1 (52.1 %) y CP2 (22.4 %). Las variables con mayor peso en el CP1 fueron la capacidad de intercambio catiónico (0.32), el calcio (0.32), el carbono orgánico (0.32) y la materia orgánica (0.31) que presentaron correlaciones significativas (Cuadro 4) que influyen en la actividad biológica del suelo. Rosero et al. (2019) consignan resultados similares mediante un ACP, reconocieron que en suelos de bosque, pradera y un sistema silvopastoril el CP1 explica que 48.48 % de la variabilidad está determinada por la CIC (0.97) y el calcio (0.86); en tanto que en el CP2 (21.69 %) destacaron las partículas de arena y arcilla, el pH y N total.
En suelos de bosque con vegetación nativa, Notaro et al. (2018) obtuvieron valores para el CP1 de 79.01 % por variables como la actividad enzimática, carbono de la biomasa microbiana y el CO del suelo, lo que se relaciona directamente con la MO y los procesos de humificación.
Además, el CP2 fue explicado por la partícula de arena (0.47), arcilla (-0.41), pH (-0.41) y N total (-0.41), asociándose a los valores de Da y MO. Álvarez-Arteaga et al. (2020) registraron 10.36 % de variabilidad asociada a la fracción mineral del suelo, densidad real, limo, arena y CIC. Lo anterior sugiere que las correlaciones e importancia de las variables del suelo pueden modificarse en función de las condiciones específicas de cada localidad. En los suelos de los sitios bajo estudio existe un predominio de la fracción arena, lo que implica una mayor infiltración; y con ello, una disminución de la capacidad de retención de agua que impacta en la absorción por las raíces de las plantas, por lo tanto en la dinámica de la materia orgánica y actividad biológica del suelo (Díaz et al., 2018).
García-Osorio et al. (2020) indican que a medida que se incrementa la edad de una reforestación, existirá una paulatina recuperación integral del ecosistema debido a que el proceso de incorporación de la MO aumenta hasta alcanzar cantidades similares al sitio original. Esta aseveración se refleja solo parcialmente en el presente estudio, ya que en SBM, a 40 años, existe una diferencia notable en la calidad edáfica con respecto a GDO y ZAC. Claramente, en SBM la especie arbórea establecida desempeña un papel relevante en la falta de recuperación de las propiedades del suelo, a diferencia de ZAC donde se tienen especies nativas y obras de conservación.
Con los resultados obtenidos, se confirma la relevancia de evaluar a través de las propiedades edáficas el impacto de establecer obras de conservación de suelo, ya que aportan información más detallada para una planificación y gestión de las obras y prácticas de conservación o recuperación del suelo.
Conclusiones
La zanja bordo es la obra de conservación que, en conjunto con la vegetación nativa, produce una mejoría en la calidad del suelo en Gustavo Díaz Ordaz y Zacapexco; no así en San Bartolomé Matlalohcan, en donde después de más de 40 años el tipo de vegetación establecida en los trabajos de rehabilitación no han impactado positivamente en la calidad biológica del suelo.
El análisis de componentes principales permitió identificar que la materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico, calcio, pH, N total y la proporción de arcilla y arena son propiedades que influyen de manera importante en la calidad del suelo, por lo que el monitoreo de estas variables es útil para la evaluación del impacto del establecimiento de obras de conservación de suelo.
