Cambios de las Variables Edáficas

El suministro de los diferentes tratamientos no afectó el nivel de pH de 4.3 que registraba el suelo al inicio del experimento, dicho nivel se mantuvo en todos los tratamientos a lo largo del periodo de tiempo evaluado, solamente el T4 registró un discreto incremento en el nivel del pH que se prolongó hasta por 6 meses después del aporte; sin embargo, a partir de 9 meses, ese nivel regresó a su nivel inicial (Figura 1).

Figura 1: Cambios en el pH edáfico por el abonamiento orgánico en el agrosistema de café. Figure 1: Changes in edaphic pH by organic fertilization in the coffee agrosystem. 

El T1 se incluyó en la evaluación, sustentado en la práctica convencional que realizan los productores de la región de Ixhuatlán del Café, de aportar 300 g de CaMg(CO₃)₂ a pie del árbol para contrarrestar la acidez del suelo (^{Escamilla et al., 2005}). La neutralización de la acidez depende de la capacidad de amortiguamiento o tampón que presentan los diferentes grupos de suelos, dicha capacidad se incrementa al aumentar la cantidad de MOS y arcillas. De acuerdo con ^{Gilmour (2002)}, el aporte de 7.4 Mg ha^-1 a un suelo con alta capacidad tampón, permite llevar un pH inicial de 4, hasta nivel de 6; sin embargo, esa misma cantidad de material encalante en suelo con baja capacidad tampón, incrementa el pH del suelo de 4 inicial, hasta nivel de 8.5 final. Con las consideraciones anteriores, un suelo que presenta pH de 4.3, 5.7% o más de MOS y textura fina, similar al suelo del presente estudio, cuya capacidad tampón se considera como alta, requiere 7.4 Mg ha^-1 de material encalante, para llevar su pH de un nivel de 4 inicial, hasta un nivel final de 6; si se considera que actualmente los productores de la región solo aportan una dosis equivalente a 0.9 Mg ha^-1, la cantidad aplicada solo cubre 12% de las necesidades de material encalante. La PC empleada en la elaboración de los T2, T3 y T4, y el biol empleado en los T3 y T presentaron pH de 6.1 y 5.6 respectivamente; valores que se pueden considerar con tendencia acida, que a pesar de interactuar con la capacidad neutralizante de la CaMg(CO₃)₂ utilizada, el efecto de los tratamientos como correctivos de la acidez edáfica fue pobre, particularmente por tratarse de un suelo con contenidos de arcilla mayores a 40% y MOS. De acuerdo con ^{Zetina et al. (2002)}, las elevadas concentraciones de iones H⁺ que prevalecen en suelos ácidos favorecen el desplazamiento del Ca⁺⁺ y otros cationes básicos, desde la superficie coloidal del complejo arcilla-humus, lo que afecta la formación de los agregados estables; la actividad microbiana disminuye, lo que reduce las tasas de mineralización y afecta las poblaciones de bacterias fijadoras de N como Rhizobium spp. y Azotobacter spp.; las formas móviles o disponibles de P se combinan con sesquióxidos de Fe y Al, causando inmovilización de P; además de que causa intoxicación por la solubilización de Al y Mo. En el caso del cultivo del café, la acidez del suelo tiene una gran relevancia sobre la calidad sensorial de la bebida, en suelos con altos contenidos de Fe y Al se obtiene una baja calidad de taza (Q₁) con bajos atributos sensoriales, mientras que, en suelos con acidez moderada, los altos contenidos de Ca⁺⁺ y Mg⁺, así como un adecuado porcentaje de saturación de bases, permiten alcanzar una mejor calidad de taza Q₂ (^{Suárez et al., 2015}). El acrónimo Q se refiere a un índice de calidad de la infusión de café, preparada y catada por un panel de expertos, quienes consideran los atributos de fragancia, aroma, acidez, sabor, cuerpo, dulzura y preferencia (^{Lingle, 2001}). De acuerdo con ^{Rodríguez et al. (2014)} otros factores determinantes para alcanzar la máxima calidad de taza Q₃, son la fertilidad edáfica, la precipitación pluvial, altitud y manejo de la fermentación del pergamino; en particular, una mayor concentración de K⁺ y Ca⁺⁺ en el suelo incrementa la fragancia y aroma de la bebida, mientras que la elevada acidez y concentración de N, Na y Al reducen drásticamente los buenos atributos de dicha calidad.

Antes del suministro de las enmiendas orgánicas, el suelo presentaba 5.7% de MOS, un alto porcentaje que se mantuvo durante todo el periodo de evaluación (Figura 2), inclusive en aquellos tratamientos que constituyeron un aporte de fuentes orgánicas como los T2, T3 y T4, esto se debe a que las dosis empleadas representan cantidades insignificantes con respecto a los altos contenidos iniciales de MOS que de manera natural tiene el suelo.

Figura 2: Cambios en la MOS por el abonamiento orgánico en el agrosistema de café. Figure 2: Changes in the SOM for organic fertilization in the coffee agrosystem. 

Se puede observar que el aporte de los tratamientos, no representa un incremento a los contenidos de MOS, por el contrario, desde el primer muestreo se observa una disminución de dichos contenidos, lo que se interpreta como un efecto del Ca⁺⁺ y Mg⁺ suministrado a través de los T1, T2, T3 y T4, en los que se incluyó tanto CaMg(CO₃)₂ como PSD^®; dicho efecto neutralizante, aunque brevemente, mejoró las condiciones químicas que favorecen la mineralización, por lo que aunado a las bajas relaciones C:N de los abonos orgánicos aportados, causan un agotamiento en los niveles de MOS, un efecto que fue menos significativo a 9 meses después del aporte de la enmienda.

Aunque no se observan diferencias estadísticas entre tratamientos y muestreos, los niveles más bajos de MOS se registran en el muestreo 3, que se colectó a 9 meses, particularmente se observó que las fuentes orgánicas utilizadas en los T2, T3, y T4, constituyeron una fuente altamente lábil de rápida mineralización. El análisis de correlación indica que precisamente el contenido de N correlaciona negativamente con el pH (r = -0.38, P ≤ 0.06), lo que confirma que un incremento en el pH provoca un mayor agotamiento de los contenidos de N, que se ve reflejada en una disminución de los contenidos de MOS. Durante el diagnostico químico de las fuentes utilizadas en la preparación de los abonos, se observó que tanto la PC como el biol líquido usado en la preparación de los T2, T3 y T4, presentan una relación C:N de 12 y 15 respectivamente, esos niveles de relación C:N se ubican dentro de un rango de rápida mineralización. Al respecto, ^{Gallardo (2017)} indica que una relación C:N <15 promueve una rápida descomposición de la enmienda, lo que puede causar contaminación al suelo debido a una liberación excesiva de NO₃ ^-, las relaciones C:N >30, pueden provocar hambruna de nutrientes, mientras que una relación C:N entre 18-24 se puede considerar como óptima.

En el Cuadro 2 se muestran los contenidos nutrimentales registrados durante el periodo de evaluación. Se puede observar que, al inicio del experimento, los elementos N, P, K se mantuvieron en niveles deficitarios, por lo que el suelo se considera como de baja fertilidad, en parte por presentar problemas de fuerte acidez, y aunque el aporte de las enmiendas orgánico-minerales provocaron un incremento en los contenidos de dichos nutrientes, en ninguno de los tratamientos durante los tres muestreos, se superaron niveles de suficiencia, ubicándose en todo momento en niveles de bajos hasta moderadamente bajos. El P fue un nutriente poco afectado por el aporte de las enmiendas, por lo que los niveles bajos que se detectaron al inicio del experimento de 2.2 mg kg^-1 se mantuvieron deficitarios a pesar de haberse incrementado a niveles de 3.7-4.7 mg kg^-1, esto como una consecuencia de la alta fijación de P provocada por la acidez del suelo, así como el bajo contenido de P de las enmiendas, excepto en el caso de la PC, que aunque es rica en el contenido de P, este es inmovilizado debido al pH bajo que el suelo presentaba, por lo que no se observaron diferencias estadísticas entre tratamientos, ni entre muestreos, solamente los T1 y T2 que no tuvieron aportes de biol, presentaron un mayor contenido de P durante 6 meses, aunque para el muestreo realizado a 9 meses, de nueva cuenta no mostraron diferencias estadísticas entre tratamientos.

En todos los tratamientos, los contenidos iniciales de Ca⁺⁺ y Mg⁺ en el suelo se duplicaron y triplicaron, un efecto que se mantuvo durante todo el periodo de evaluación. Se observa que los mayores niveles de Ca⁺⁺ y Mg⁺ se alcanzan a partir de los seis meses después del abonamiento orgánico, lo que coincide con los niveles de mayor agotamiento de la MOS y de N total, que es resultado de un incremento en la tasa de mineralización. Al respecto, ^{Zetina et al. (2002)} señalan que el suministro de CaMg(CO₃)₂ al suelo permite no tan solo aportar Ca⁺⁺, sino que también es fuente de Mg⁺; sin embargo, es necesario que esta práctica sea realizada de manera adecuada, ya que un mal manejo puede romper el equilibrio químico, repercutiendo en una reducción en la disponibilidad de elementos como P, Mg, K, Mn, Zn, Cu y B. Cuando un suelo se encala, se incorporan una gran cantidad de nutrientes, tales como Ca, Mg y K, los cuales afectan los niveles de nutrientes en la solución del suelo, así como también en la relación entre los nutrientes, por lo tanto, al realizar un encalado es importante considerar que se mantengan dichas relaciones, de lo contrario la nutrición de las plantas es deficiente (^{Loide, 2004}). Como se puede observar en el Cuadro 3, se tuvo un incremento del contenido de Ca⁺⁺ del 115 mg kg^-1 en el T4 y de 275 mg kg^-1 en el T1.

Dependiendo del grado de labilidad de los abonos orgánicos, durante el proceso de la mineralización, ocurre la liberación de elementos químicos que se reflejan en un incremento de la CE, los resultados de esta investigación indican que la liberación de K⁺, Ca⁺⁺ y Mg⁺ que se intensifica a 6 meses después del aporte de los abonos, es un indicador del incremento de la descomposición de los abonos orgánicos suministrados, que coincide con el aumento de la CE (Figura 3).

Figura 3: Cambios en la CE del suelo por el abonamiento orgánico en el agrosistema de café. Figure 3: Changes in the EC of the soil by organic fertilization in the coffee agrosystem. 

Estudios realizados por ^{Behera y Shukla (2015)}, indican que un aumento en la CE es producto del incremento en la disponibilidad del K y Ca, y en menor medida del Mg. De acuerdo con ^{Rhoades et al. (1999)}, la CE de un suelo es afectada por los sólidos disueltos que ocupan gran parte del espacio poroso, los cationes que se asocian con los minerales arcillosos, así como las partículas del suelo que están en contacto directo y continuo entre sí. La CE es una medición indirecta de la concentración de sales en el suelo, por lo tanto, la salinidad se refiere a la presencia de los principales solutos inorgánicos disueltos en la fase acuosa, que consisten en sales solubles y fácilmente disolubles, incluidas las especies cargadas (por ejemplo, Na⁺, K⁺, Mg⁺², Ca⁺², Cl⁻, HCO₃ ^-, NO₃ ^-, SO₄ ⁻² y CO₃ ⁻²), solutos no iónicos e iones que se combinan para formar pares de iones (^{Corwin y Lesch, 2005}). Los niveles de macroelementos y microelementos, presentes en las fuentes utilizadas, particularmente en el biol y la PC es una de las razones por las cuales presentan elevados niveles de CE. En ambos casos, los niveles de CE son altos, al registrar valores de 16 y 42 dS m^-1 para la PC y el biol respectivamente. Sin embargo, en el ambiente tropical, los efectos nocivos por el aporte de un abono orgánico demasiado salino pueden ser solo temporal, debido a que la lluvia ocasiona el lavado de las sales. Particularmente en el corto plazo, estas sales pueden ocasionar incremento en el potencial osmótico de la solución del suelo, lo que repercute en una disminución de la respiración de la microbiota del suelo, lo que afecta la tasa de descomposición de los pooles de carbono lábil (^{Setia et al., 2011}).

La nutrición de N y K en el cultivo de café es de suma importancia, debido a que son necesarios durante la formación, crecimiento y maduración del fruto, por ello la exportación de ambos nutrientes ocurren principalmente durante la cosecha (^{Lima Filho y Malavolta, 2003}). Por lo tanto, se requiere que el suministro de estos nutrientes sea en cantidades suf icientes, en el caso del cultivo de café, la eficiencia nutrimental es de 50% para el N, de 40% para el K y de 10% para el P (^{Martins et al., 2015}). El suministro de P promueve interacciones P×Mg, K×Ca, Ca×Mg, Ca×Mn, Ca×Zn; Mg×Mn, Cu×Fe, Cu×Mn, y Mg×Zn (^{Rodrigues et al., 2015}), de ahí la importancia de una adecuada disponibilidad de P en este cultivo. Una situación compleja de manejar en el área de estudio, considerando que, en esta región cafetalera, una de las limitaciones es precisamente la baja disponibilidad de P, debido a la acidez del suelo. De acuerdo con Romero (2006¹), las salidas de nutrientes expresadas en kg ha^-1 en el sistema agroforestal de café, oscilan entre 51.4 - 83.8 de N, 4.47 - 6.96 de P, 69.5 - 103 de K, 7.72 - 16.7 de Ca y 3.46 - 8.04 de Mg, asimismo señala que por cada tonelada de café cereza cosechada, se exportan 16.3 kg de N, 1.3 kg de P, 21 kg de K, 2.5 kg de Ca y 1.2 kg de Mg. Si bien, en el sistema hay entradas que compensan las salidas, para mantener un balance nutrimental positivo, es necesario que haya un adecuado suministro de nutrientes a través de una apropiada tasa de mineralización de la MOS, así como bajas tasas de adsorción e inmovilización nutrimental, por lo que, dada la condición de fuerte acidez registrada en el área de estudio, es una situación difícil de lograr. Los resultados de la presente investigación indican que el N se incrementó brevemente durante los meses inmediatos a la aplicación de los abonos, regresando a sus niveles iniciales después de 6 meses, mientras que en los contenidos de P, K y Ca llegaron a duplicarse, o incluso a triplicarse como en el caso del Mg; sin embargo, aun con esos niveles, no se satisfacen los requerimientos nutrimentales del cultivo, por lo que el rendimiento de café cereza no aumenta de manera significativa en ninguno de los tratamientos evaluados (Figura 4). Inclusive mantienen niveles inferiores a los reportados por ^{López-García et al. (2016)}, los cuales son en promedio de 4 kg árbol^-1 para esa región cafetalera de Veracruz.

Figura 4: Producción de café cereza en cafetos abonados con abonos orgánicos. Figure 4: Production of coffee berries by coffee trees fertilized with organic fertilizers.