EFECTO DE PRACTICAS AGRICOLAS CONVENCIONALES SOBRE LA BIODIVERSIDAD DE LOS GRUPOS MESOFAUNISTICOS EDAFICOS EN UN HUERTO DE CIRUELOS. UNA APROXIMACION AGROECOLOGICA

Santiago Felipe Peredo P. ⁽¹⁾ , Claudia Paz Barrera S.⁽¹⁾ y Esperanza Parada Z.^(2)
(1)Instituto de Sociología y Estudios Campesinos Universidad de Córdoba, España. ec1segue@uco.es
⁽²⁾ Depto. de Ciencias Biológicas y Químicas, Facultad de Ciencias, Universidad Católica de Temuco, Chile. eparada@uct.cl Casilla 15-D, Temuco, Chile.

Recepción de originales: 2 de mayo de 2002.

ABSTRACT

Effect of conventional agricultural practices upon the biodiversity of edaphic mesofaunistic groups in a prune plantation. an agroecological approach.

The aim of the study was to evaluate the effect of some conventional agricultural practices upon the biodiversity of edaphic mesofaunistic groups. The study was conducted in a prune plantation located in Sagrada Familia, Curicó, which had received urea fertilization as well as glyphosate application for weed control over 15 years. Five 10x10x10 cm random soil samples were collected from the prune plantation and from a naturalized grassland used as a control, and placed in modified Berlesse-Tulgren systems for seven days. The soil fauna were then identified and quantified using a Nikon stereomicroscope using a magnification of 40x. The composition of the fauna, its diversity by means of the Shanon-Winner index (H’), the homogeneity (J) of each community and the taxonomic similarities through the Jaccard (Sj) and Winer (Sw) indexes, were determined.
It was concluded that the extended use over time of these agricultural practices bring about a disturbance of the ecosystem structure demonstrated by a decrease in the number of specimens and taxonomic richness, with Acarina and Collembola the most affected edaphic groups.

Key words: Agroecology, biodiversity, edaphic mesofauna, glyphosate, urea, mediterranean Chile.

RESUMEN

Con el objeto de evaluar el efecto de prácticas agrícolas convencionales sobre la biodiversidad de los grupos mesofaunísticos edáficos, en la zona central de Chile (Sagrada Familia, Curicó), se llevó a cabo un estudio en un huerto de ciruelos con más de 15 años de fertilización con urea y de aplicación de glifosato para el control de la flora arvense. Para ello, tanto en el huerto de ciruelos como en una pradera naturalizada, utilizada como control, se extrajeron 5 muestras al azar de 10x 10 x 10 cm. La fauna de suelo fue separada por sistemas Berlese-Tullgren modificado durante 7 días para posteriormente ser identificada y cuantificada bajo lupa Nikon de 40x. Se determinó la composición faunística , la diversidad mediante el índice de Shanon-Winner (H’) y la homogeneidad (J) de cada comunidad y se compararon las similitudes taxocenóticas y biocenóticas mediante los índices de Jaccard (Sj) y Winer (Sw) respectivamente.
Se concluye que el efecto prolongado de dichas labores agrícolas provocan una alteración de la estructura ecosistémica representada tanto por una disminución de la abundancia de individuos como de la riqueza de taxa, siendo Acarina y Collembola los grupos edáficos más afectados.

Palabras claves: Agroecología, biodiversidad, mesofauna edáfica, glifosato, urea, Chile mediterráneo.

INTRODUCCION

La actividad agropecuaria implica la artificialización de ecosistemas naturales y la simplificación de procesos ecológicos, lo que origina cambios en la composición, la estructura y la función del agroecosistema (Altieri, 1999a). Tales impactos provocados por la actividad humana, dependiendo de su lógica y magnitud, provocan efectos dañinos sobre los recursos naturales, cuando éstos sobrepasan la capacidades propias de la naturaleza de regenerar, reponer y reciclar (Reijntes et al, 1992).

Tales externalidades negativas de una agricultura industrializada que utiliza tecnologías contaminantes, obedece al hecho de querer superar barreras productivas desconociendo los procesos ecológicos que ocurren en los agroecosistemas (Guzmán et al, 2001). Uno de ellos, dice relación con la biodiversidad y con las interrelaciones funcionales que se producen entre los organismos vivos existentes.

La biodiversidad, y específicamente el manejo de ésta, constituye uno de los principios básicos de la Agroecología (Altieri y Nicholls, 1999), para diseñar sistemas de producción sustentables, debido a las ventajas y beneficios que ésta presenta en las dimensiones sociales (Sevilla, 1997), culturales (Toledo, 2001), económicas (Martínez, 1994), agronómicas (Altieri, 1999b) y ecológicas (Gliessmann, 1998).

En la dimensión ecológica, el principal atributo de la biodiversidad es otorgarle mayor estabilidad a los agroecosistemas a través de sus diferentes componentes. Uno de ellos son los organismos del suelo cuyas funciones para una estrategia de mejoramiento de biodiversidad son la formación de la estructura del suelo, el ciclaje de nutrientes, la descomposición de la materia orgánica y la supresión de enfermedades ocasionadas por agentes patógenos (Altieri, 1999b).

A nivel específico, la biodiversidad edáfica está representada por los grupos funcionales denominados micro, meso y macrofauna, conforme a su tamaño y la manera de interactuar con su hábitat (Stork y Eggleton, 1992). Concretamente, a la mesofauna corresponden los invertebrados que tienen el tamaño suficiente para vencer la tensión superficial del agua en las partículas del suelo, pero no son suficientemente grandes para romper la estructura del suelo producto de sus movimientos a través de los poros (el ancho de sus cuerpos fluctúa entre los 100 mm y 2 mm)( Stork y Eggleton, op. cit.).

Las funciones que se han descrito para este grupo son el mejoramiento de la estructura del suelo (Primavesi, 1990), a través de la producción de “fecal pellets”, importantes en la formación de agregados estables (Spence, 1985), y en el ciclaje de nutrientes (Altieri, 1999b), fragmentando los residuos vegetales y movilizando los nutrientes (Primavesi, 1990). Además, regulan las poblaciones microbianas (Hendrix et al., 1990; Wright et al., 1989) y son importantes en la descomposición de materia orgánica (Christiansen et al., 1989) al actuar sobre el trabajo realizado por especies mayores y, en la mineralización de nutrientes (Crossley et al., 1992). La mesofauna cumple un rol clave en el funcionamiento del ecosistema edáfico por cuanto ocupa todos los niveles tróficos dentro de la cadena alimentaria del suelo y afecta a la producción primaria de manera directa e indirecta (Neher y Barbercheck, 1999).

Sin embargo, a pesar de la relevancia de este grupo, se han realizado pocos estudios para analizar el efecto de las prácticas agrícolas convencionales sobre éstos, ya que la mayoría de las investigaciones realizadas sobre la biología del suelo han estado enfocadas en ecosistemas como los forestales o las praderas que son manejados de manera menos intensiva que los agrícolas. Por otro lado, los ecólogos le han dedicado más atención al rol de la microfauna sobre las funciones ecosistémicas, mientras que los profesionales del sector agrícola, a su rol en la fijación de nitrógeno y como plagas y patógenos de los cultivos (Neher y Barbercheck, 1999).

Por esta razón, pareció necesario evaluar en qué medida el manejo (a lo largo de su vida) de un huerto frutal, realizado a través de dos prácticas agrícolas convencionales, uso de urea como fertilizante y glifosato como biocida, afecta la riqueza, abundancia y distribución (equidad) de las comunidades mesofaunísticas del suelo.

MATERIALES Y METODOS

El área de estudio se ubica en Chile mediterráneo, en el sector La Isla (35º02’S; 71º25’0), Comuna de Sagrada Familia, Provincia de Curicó. Consta de dos unidades paisajísticas colindantes y por ende con condiciones climáticas y edáficas similares; una corresponde a un huerto de ciruelos de 15 años (var. Larry Anne) con una superficie de 8 ha y, la segunda, a una pradera naturalizada sin intervención antrópica por más de 15 años, de 650m². Las labores realizadas por el agricultor durante estos 15 años corresponden a un protocolo simple y habitual en este tipo de producción comercial a baja escala basado en la aplicación de productos sintéticos, con el objetivo de aumentar su producción frutal, mediante el incremento de la fertilidad del suelo y el control de las poblaciones de artrópodos (Naupactus xanthographus, Panonychus ulmi, Pseudococcus affinis, entre otros), antagonistas (Monilia laxa) y flora arvense (Cynodon dactylon, Bidens aurea, Echinocloa crusgalli ) que interactúan con el cultivo. Los productos utilizados en el protocolo de manejo que podrían incidir en la fauna edáfica son la urea (fertilizante) y el glifosato (biocida) para el control de la flora arvense.

Para evaluar y comparar las comunidades faunísticas, tanto en las hileras de la plantación, considerada como área de tratamiento (T) y en la pradera naturalizada, considerada como área de control (C), durante junio de 2000, se extrajeron 5 muestras al azar, con tres réplicas cada una de 10x10 cm. a una profundidad de 0-10 cm. Se estableció esta profundidad media considerando los niveles de profundidad de mayor presencia y actividad de la mesofauna edáfica (Neher y Barbercheck, 1999). Las muestras se montaron durante 7 días en un sistema de Berlese-Tullgren modificado (Lara y Parada, 1982) para asegurar la extracción de la mesofauna. Los organismos se recogieron en alcohol al 75% y los individuos obtenidos fueron estudiados bajo microscopio binocular estereoscópico, contabilizándolos e identificándolos taxonómicamente a nivel de orden, superfamilia o familia.

Con la información obtenida se estimó la densidad absoluta, la riqueza y abundancia de taxa y la diversidad y homogeneidad de ambas comunidades. La densidad absoluta se estimó como (n/1000). La diversidad y dominancia fueron calculadas mediante los índices de Shanon-Winner (H’) (Cox, 1968) y Homogeneidad (Equidad) (J) (Krebs, 1985). Además se compararon ambas comunidades para establecer las similitudes taxocenóticas, mediante el Indice de Jaccard (Sj), y biocenóticas mediante el Indice de Winer (Sw) (Saíz, 1980).

RESULTADOS Y DISCUSION

La presencia y abundancia de los grupos mesofaunísticos edáficos registrados en la presente investigación, tanto en la comunidad T (tratamiento) ubicada en las hileras de la plantación en el huerto de ciruelos, como en la comunidad C (control) ubicada en la pradera naturalizada se presentan en el Cuadro 1. De acuerdo a los resultados obtenidos existen diferencias notables tanto en la presencia y abundancia de los taxa en ambas comunidades (Figura 1). Es así como en el área del huerto de ciruelos (comunidad T) sólo se registraron Acarina (Gamasidae y Uropodina), Chilopoda, Diplopoda y Curculionidae (larvas), destacando significativamente la densidad y abundancia de estos últimos. En la comunidad edáfica de la pradera naturalizada (comunidad C), el número total de taxa fue de 12, siendo los grupos más abundantes Acarina in toto, Collembola e Isopoda. Acarina estuvo representada por cuatro taxa y Collembola por tres.

Figura 1: Composición faunística, riqueza de taxa y número promedio de individuos por muestra de cada uno de los taxa en las comunidades estudiadas. Figure 1: Faunistic composition, taxa richness and mean number of specimens of each taxa on each of the communities studied.

La presencia de Acarina y Collembola como grupos mayoritarios registrados en la pradera naturalizada, utilizada como grupo control, corrobora lo señalado por varios autores que han trabajado en comunidades edáficas de ecosistemas naturales (di Castri et al, 1961; Covarrubias et al, 1964; Harding y Studdart, 1974; Covarrubias y Contreras, 1980; Covarrubias y Valderas, 1981; Lara y Parada, 1982; Samways, 1992; Neher y Barbercheck, 1999).

Los resultados obtenidos en ambos sectores sugieren, como lo ha demostrado Altieri (1999 a y b), cambios en la estructura comunitaria edáfica, producto del manejo realizado en el agroecosistema a través de labores agrícolas convencionales las que, a lo largo del tiempo, modifican la composición de la biodiversidad edáfica.

El principal cambio en la composición y estructura comunitaria de la mesofauna edáfica en el agroecosistema estudiado (comunidad T) corresponde a una significativa disminución taxocenótica y biocenótica de Acarina y Collembola, grupos prioritarios en todos los sistemas edáficos naturales, constituyendo una pérdida, de lo que Altieri (1999b) denomina biodiversidad funcional, indicador determinante y de mayor relevancia que la diversidad absoluta, en los agroecosistemas intervenidos y manejados por agricultores. El rol más importante de los invertebrados edáficos sobre la estructura del suelo son sus fecas. La fina estructura del suelo y por tanto muchas de sus características estructurales que contribuyen a la fertilidad del suelo está determinada directa ( suelo superficial o “top soil”) o indirectamente (suelo mineral) por las fecas de los invertebrados (Stork y Eggleton, 1992). La no presencia de colémbolos en las muestras del suelo del huerto frutal, no implica necesariamente ausencia total de ellos dada la condición de agregación de las poblaciones. Sin embargo, su escasa o nula presencia podría estar incidiendo en la función descomponedora de residuos vegetales o de consumidores de productores primarios, estimulándose el crecimiento de hongos y bacterias. De igual forma, la ausencia o muy baja densidad estarían incidiendo negativamente en la mineralización del suelo por su alimentación selectiva sobre los hongos así como en la humificación del suelo dado su rol de carroñeros no selectivos y mezcladores de material orgánico e inorgánico. La baja densidad del grupo Acarina registrada en el suelo del huerto frutal también afecta negativamente la productividad de éste dado su rol fungívoro, bacteríovoro y depredadores de nemátodos, impidiendo la fragmentación del suelo, la dispersión de los microbios y la estimulación de la actividad microbiana.

El otro hecho importante en el agroecosistema estudiado es la presencia y abundancia de larvas de Curculionidae que representan una de las plagas del cultivo de ciruelos, correspondiente a los estados inmaduros de Naupactus xanthographus (burrito o capachito) que desarrolla sus estados larvales en el suelo para luego emerger como adulto. Las larvas registradas en el presente estudio, corresponden a estados larvales iniciales (neonata); sin embargo el daño a la planta lo causa en su estado adulto a nivel del follaje.

Neher y Barbercheck (1999) señalan que las principales causas de la disminución en la composición mesofaunística en los agroecosistemas frutales, donde la roturación del suelo no es tan intensa como en los cultivos anuales, son la fertilización y la aplicación de biocidas. Para el caso de la fertilización, la aplicación de fertilizantes sintéticos como la urea, provoca una disminución en las comunidades de ácaros, grupo significativo ya que regula las densidades poblacionales de bacterias, hongos y nemátodos dado su rol omnívoro, produciéndose en consecuencia una alteración de las cadenas tróficas edáficas. Altas y repetidas dosis de fertilizantes minerales pueden perjudicar a la mesofauna ya sea por su toxicidad o por la alta presión osmótica debida a la sal. De igual modo, excesos de nitrógeno afectan indirectamente a la mesofauna edáfica al producirse una mayor acidificación del suelo, lo que trae consigo una inhibición del crecimiento y actividad microbiana, alterando, de esta manera, la fuente de alimentación de la mesofauna. Estudios realizados por Andrén y Lagerlöf (1983), sin embargo, indican que si los suelos son abonados simultáneamente con estiércol y materia orgánica, las comunidades de ácaros no disminuyen.

Lara et al. (1986), en un trabajo experimental llevado a cabo en una pradera polifítica con más de 10 años libre de acción de insecticidas, demostraron que la acción de plaguicidas, como el azinphos-etil, insecticida organofosforado utilizado para el control de larvas de hepiálidos (cuncunillas negras), ejercen un efecto diferencial en las diferentes superfamilias que comprenden el orden Acarina ya que, unos aumentan su densidad como es el caso de Oribatida, Gamasina y Uropodina, en cambio Acaridida y Prostigmata la disminuyen. En relación a Collembola (Lara et al., op. cit.) señalan que este grupo es altamente afectado en su densidad por el azinphos-etil. Los resultados del presente estudio señalan para la comunidad edáfica del huerto de ciruelos la existencia sólo de Gamasina y Uropodina y en bajas densidades; además de una ausencia total de Collembola. No así en la comunidad control (C) donde los grupos Acarina fueron Oribatida, Acaridida, Prostigmata y Gamasina, y los de Collembola fueron Poduromorpha, Entomobryomorpha y Symphypleona. La presencia de Gamasina y Uropodina en el huerto de ciruelos concuerda con los resultados obtenidos por Lara et al. (1986) y por tanto, estos grupos serían resistentes a los plaguicidas o bien favorecidos por ellos.

Ruiz et al. (2001) también reportan una disminución de la abundancia de microartrópodos edáficos al usar glifosato para el control de la flora arvense bajo diferentes tratamientos. Esta situación concuerda con lo registrado en el presente estudio ya que este tipo de herbicida, al igual que otros, pese a que su aplicación y efecto es sobre el follaje de las plantas, al llegar al suelo puede provocar efectos sobre la mesofauna al presentar cierto grado de actividad en el suelo .Con relación a los valores de diversidad y homogeneidad o equidad obtenidos, cabe destacar que el valor de diversidad (H’) para la comunidad edáfica control (C) es mayor (H’: 2.96) que la registrada para la comunidad edáfica del huerto de ciruelos (T) (H’:1.81) (Cuadro 2). Los altos valores de equidad u homogeneidad (J) se explican porque no existen taxas dominantes en ninguna de las comunidades estudiadas (Cuadro1). Las diferencias en el valor de J entre ambas comunidades están dadas por el valor relativo mayor que presentan las larvas de Naupactus xanthographus (Curculionidae) en la comunidad control.

Los bajos valores de Sj y Sw indican que no existen similitudes taxocenóticas ni biocenóticas entre ambas comunidades. (Cuadro 2 y Figura 1). Estos resultados confirman que el manejo de los agroecosistemas a través de prácticas agrícolas convencionales (como la aplicación de urea y glifosato) que responden a una lógica no ecológica, ocasiona cambios en la composición de taxa, riqueza faunística, abundancia del número de individuos de cada taxa y diversidad en comunidades edáficas.

Finalmente, cabe destacar que de los resultados del presente estudio se desprende que la práctica de labores agrícolas convencionales, de manera periódica y repetida en el tiempo, no sólo ha alterado la estructura comunitaria mesofaunística edáfica, sino que es probable que también se haya alterado el flujo de energía y materiales en dicho agroecosistema y, por tanto, la productividad de éste.

Numerosos estudios confirman que cuando se realizan labores agrícolas de naturaleza ecológica, como las practicadas en la agricultura orgánica, los efectos negativos sobre la densidad y riqueza de microartrópodos son bajos, pudiendo ser positivos en algunos casos, a diferencia de lo que ocurre en la agricultura convencional (Tiainen et al, 1989; Paoletti y Pimentel, 1992; Paoletti et al., 1995; Pfiffner et al. , 1995; Mader et al., 1996; Pfiffner y Niggli, 1996; Pfiffner, 1997; Reddersen, 1997), situación no registrada en el presente estudio.

CONCLUSIONES

Conforme a los resultados obtenidos en esta investigación, se puede concluir que el uso de urea como fertilizante y glifosato como herbicida, como parte del manejo del huerto de ciruelos estudiado, han afectado la composición faunística, la densidad absoluta, la abundancia de individuos de cada taxa y la riqueza de los taxa mesofaunísticos edáficos, siendo los grupos más afectados los microartrópodos Acarina y Collembola, cuyas funciones en un agroecosistema son esenciales para mantener la productividad del suelo.

AGRADECIMIENTOS

Quisiéramos expresar nuestros agradecimientos al Sr. Gustavo Carrasco, agricultor y propietario del Fundo El Recreo, quién escéptico a nuestras motivaciones facilitó su propiedad para llevar a cabo la presente investigación. A Antonio Gaete por su ayuda en la recolección y análisis de las muestras. A los docentes del Departamento de Ciencias Biológicas y Químicas de la Universidad Católica de Temuco, Santiago Peredo y Gladys Lara, por su colaboración en la revisión crítica del manuscrito.

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