Los ácaros oribátidos son un grupo diverso de ácaros terrestres de pequeño tamaño, generalmente entre 200 y 800μm, que se localizan mayoritariamente en los horizontes superficiales del suelo. La variedad de sus hábitos alimentarios (macrofitófagos, microfitófagos y panfitófagos) influye en la descomposición de los residuos vegetales y de la materia orgánica en general, en la dinámica de nutrientes en el suelo y en la propia pedogénesis.
También se caracterizan por su baja fecundidad. Algunas especies pueden reproducirse por partenogénesis además de presentar anfigonía. Su desarrollo es lento, estimándose que el tiempo medio de huevo a adulto oscila entre varios meses y 2 años. Sin embargo, su vida adulta es relativamente larga, llegando incluso a alcanzar ciclos de vida de siete años en climas fríos.
Los oribátidos pueden clasificarse como sedentarios, ya que su velocidad media de desplazamiento es de aproximadamente 1cm por día. El hecho de que su dispersión sea lenta favorece que la composición de la comunidad sea estable. Además, la falta de estructuras anatómicas específicas para dispersarse rápidamente (como alas) implica que no puedan escapar fácilmente de impactos negativos o condiciones de estrés.
Así pues, las características descritas permiten considerar a los ácaros oribátidos como buenos bioindicadores de los cambios en las propiedades del suelo asociados a la actividad humana.
En el ámbito de la sostenibilidad de los sistemas agrarios, la Política Agrícola Común propone cambios en el manejo agrícola para lograr los objetivos del Pacto Verde. No obstante, los cambios hacia prácticas agrícolas sostenibles necesitan sustentarse en indicadores. Uno de los ámbitos de desarrollo de indicadores está relacionado con el mantenimiento de la fertilidad del suelo, tanto físico-química como biológica.
La hipótesis que se formuló en esta investigación es que la utilización de purín porcino no tratado con desinfectantes (fungicidas o bactericidas), a la dosis máxima establecida (<170 kg N·ha⁻¹) para zonas vulnerables a la contaminación de las aguas subterráneas por la presencia de nitratos, favorece tanto la abundancia como la diversidad de especies de ácaros oribátidos.
El objetivo final del trabajo fue identificar qué especies de oribátidos pueden actuar como indicadoras de la aplicación sostenible de purines y, en consecuencia, proponer su inclusión en el conjunto de índices de buenas prácticas agrícolas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación y características del experimento
El experimento se estableció en la Tallada d’Empordà, provincia de Girona, a una altitud de 17m s.n.m.. El suelo se clasificó como Oxyaquic Xerofluvent.
El horizonte cultivado (0-0,3m) presentó una textura franca con porcentajes de arena (45,8%), limo (41,3%) y arcilla (12,9%). El horizonte superficial se caracteriza por un pH básico (8,4; 1:2,5 suelo:agua), es no salino (conductividad eléctrica 1:5 suelo:agua de 0,18 dS·m⁻¹ a 25°C), contiene un 13% de carbonato cálcico equivalente y un 1% de materia orgánica.
Según la clasificación de Papadakis, el clima es mediterráneo seco. Los valores medios anuales de evapotranspiración de referencia, precipitación y temperatura media (periodo 1993-2021) fueron de 974mm, 649mm y 15,8°C, respectivamente.
Durante un periodo de 12 años, se mantuvo una rotación de cereales de invierno: cebada (Hordeum vulgare L.) y trigo (Triticum aestivum L.), bajo condiciones de secano, sin riego.
Sembraron cebada (Cristalia) el 16 de diciembre y se cosechó el 23 de julio. El tratamiento histórico de fertilización nitrogenada consistía en la aplicación de purín porcino antes de la siembra y un tratamiento control sin aplicación de Nitrógeno. En esa campaña, la aplicación de fertilizante se realizó el 25 de octubre.
El tratamiento control recibió 34,9kg de Fósforo por hectárea en forma de superfosfato cálcico (18% P₂O₅). Se aplicaron 120,8kg de Potasio por hectárea en forma de sulfato potásico (50% K₂O).
El tratamiento con purín de cerdo de engorde consistió en la aplicación de 26,7Mg por hectárea de purín, equivalente a 161kg de Nitrógeno por hectárea (108kg de N-NH₄⁺ y 53kg de N Orgánico). Lo complementaron con 37,5kg de Potasio por hectárea en forma de sulfato potásico. El purín porcino presentaba un contenido en materia seca del 7,7%, con los siguientes valores sobre materia seca:
- Materia orgánica: 70,1%.
- Nitrógeno: 7,8%.
- Fósforo: 3,4%.
- Potasio: 3,9%.
El experimento se realizó con un diseño en bloques al azar con 2 repeticiones. El tamaño de cada parcela era de 37,5m² (3m × 12,5m). Tras la aplicación de fertilizantes, estos se enterraron con un rotovator.
Muestreo e identificación de especies de oribátidos
Realizaron muestreos el 7 de octubre, el 12 de marzo del siguiente año y el 19 de junio. En cada parcela se obtuvo una muestra compuesta de 3 puntos, con un volumen total de suelo equivalente a 141,4cm³ (profundidad de muestreo de 5cm).
Los oribátidos fueron extraídos durante un período de 7 días mediante embudos, utilizando bombillas incandescentes de 25W, y se almacenaron en etanol al 70% (v/v). Los oribátidos adultos fueron contados para cuantificar la abundancia (individuos por m²) y se identificaron a nivel de especie utilizando un microscopio, apoyándose en las claves de otros estudios.
Aplicaron la ordenación sistemática, y como índice de diversidad utilizaron el índice de Shannon.
Los individuos en estadio juvenil no se identificaron ni se incluyeron en los análisis estadísticos, ya que frecuentemente no pueden determinarse a nivel de especie, y además, su proporción en las muestras fue despreciable.
Análisis estadístico
Para todos los análisis se empleó el software R. La abundancia se analizó mediante un modelo lineal generalizado mixto, considerando el tratamiento como efecto fijo y la combinación tiempo-bloque como efecto aleatorio. Para asegurar el cumplimiento de las premisas estadísticas, se asumió una distribución Gamma con enlace log.
En el análisis del índice de Shannon y de la dominancia, se aplicaron modelos lineales mixtos. El mejor modelo, según el criterio de información de Akaike, definió como efecto fijo el tratamiento de fertilización y como efectos aleatorios el tiempo y el bloque. Además, se calculó la correlación intraclase para estas variables, que mide la correlación entre los puntos o muestras dentro de una misma parcela. Cuanto más alta es la correlación, mayor similitud presentan las mediciones dentro de cada parcela, indicando que la variación principal proviene de los tratamientos.
Para analizar el conteo de individuos por especie, se utilizó un modelo lineal generalizado mixto con distribución binomial negativa y enlace log. Este modelo fue elegido debido a la marcada sobredispersión de la base de datos, característica de bases de datos tipo ZIP (Poisson inflado en cero). Los efectos fijos del modelo fueron el tratamiento, la especie y la interacción tratamiento por especie, mientras que los efectos aleatorios fueron el tiempo y el bloque.
Finalmente, se aplicó el test de Wald chi-cuadrado, comparando el cuadrado de las diferencias con una distribución chi-cuadrado. Las diferencias significativas en la interacción tratamiento por especie se analizaron mediante el test de Tukey, utilizando la escala logarítmica.
Resultados
Las producciones en grano (peso seco) alcanzaron 2.382kg por hectárea en el tratamiento control y fueron significativamente superiores en el tratamiento con purines, alcanzando 6.262kg por hectárea.
En total, identificaron 214 individuos adultos de oribátidos, pertenecientes a 6 especies distintas. Para el análisis estadístico se incluyeron 4 de ellas:
Epilohmannia cylindrica cylindrica.
Oribatula excavata Berlese.
Tectocepheus sarekensis Trägårdh.
Zetomimus acutirostris.
Descartaron 2 especies por considerarse rarezas o contaminación:
Galumna tarsipennata Oudemans, ya que solo se identificó 1 individuo en el 1º muestreo, en una parcela del tratamiento control.
Pseudotectoribates subsimilis subsimilis, de la que solo se encontraron 3 individuos en el 1º muestreo, en una parcela del tratamiento con purines.
Respecto a las especies identificadas, el índice de diversidad de Shannon no mostró diferencias significativas entre tratamientos (Tabla 1), con valores promedio de 0,6 para el control y 1 para las parcelas con aplicación de purines. Tampoco hubo diferencias significativas en los valores de dominancia (promedio de 0,8 en el control, y 0,5 con purines).
El análisis de los componentes de varianza permitió calcular la correlación intraclase para estas variables. Se observó que el 13% de la variación en el índice de Shannon y el 15% de la variación en la dominancia provenían de las diferencias entre los meses sometidos a un mismo tratamiento, mientras que el 85% y el 87% restante, respectivamente, se atribuyeron a la variación entre parcelas dentro del mismo mes y bloque (Tabla 1).
La aplicación de purines favoreció significativamente la abundancia de oribátidos (Tabla 1, Figuras 1 y 2). En las parcelas tratadas con purines, la abundancia media alcanzó 7.569 individuos por m², mientras que en las parcelas control fue de 1.485 individuos por m². La variación en los valores de abundancia se dividió equitativamente: un 50% se explicó por la variación entre meses y bloques bajo un determinado tratamiento, y el 50% restante, por la variación entre parcelas dentro del mismo mes y bloque (Tabla 1).
En el conteo del número de individuos por especie, la interacción entre el tratamiento y las especies identificadas resultó significativa (Tabla 2). La combinación del tratamiento con purines y la especie O. Excavata presentó diferencias significativas respecto al resto de combinaciones (excepto para la presencia de Z. Acutirostris en el tratamiento control). Se contabilizó un mayor número de individuos de O. Excavata cuando se aplicaron purines porcinos (Tabla 3, Figura 1).
Discusión
En zonas cultivadas, la presencia de especies distintas de oribátidos disminuye en comparación con zonas no cultivadas o bosques bajo las mismas condiciones climáticas, un patrón también observado en sistemas mediterráneos de zonas semiáridas. No obstante, el número de especies descritas en esta investigación (4 especies) es inferior al registrado en un experimento similar y cercano, realizado bajo cultivo de colza, donde se identificaron 6 especies.
Entre las especies identificadas en este estudio, 2 no parecen ser buenos indicadores de las prácticas de fertilización:
- Tectocepheus sarekensis: Considerada una especie generalista capaz de adaptarse a una amplia variedad de ambientes.
- Epilohmannia cylindrica cylindrica: Comúnmente asociada a zonas de pastos e incluso de bosques.
Aunque Zetomimus acutirostris podría actuar como indicador de situaciones de estrés, su presencia en este experimento no fue relevante.
Por otro lado, las referencias previas de otro estudio coinciden en señalar a O. Excavata como una especie característica de sistemas agrícolas mediterráneos de secano donde se han aplicado purines, siempre que no se supere la dosis umbral de 210kg Nitrógeno por hectárea y año, límite que no fue sobrepasado en este estudio. Sin embargo, la presencia de O. Excavata asociada a la aplicación de purines no puede generalizarse, ya que la composición de las comunidades de ácaros depende en gran medida de las condiciones bioclimáticas locales.
Además, la ausencia de O. Excavata tras la aplicación de purines podría estar relacionada con tratamientos previos de desinfección (uso de fungicidas o bactericidas) aplicados a los purines, que reducen tanto la presencia general de oribátidos como las producciones de forraje, dependiendo de las dosis empleadas. Cabe destacar que los purines de cerdo eran ricos en Cobre y Zinc debido a que estos elementos se añadían como suplementos en la alimentación animal, y al tener baja retención en los animales, pasan mayoritariamente a los purines. Por lo tanto, independientemente del tipo de materia orgánica aplicada, O. Excavata muestra tolerancia a las concentraciones elevadas de Cobre y Zinc que pueden acompañar a los purines de cerdo.
El predominio de O. Excavata no supuso una disminución significativa en los valores de diversidad ni de dominancia. Según Odum, los sistemas bajo estrés suelen mostrar una pérdida de diversidad, donde las especies más sensibles son reemplazadas por las más tolerantes, que acaban dominando la comunidad. Sin embargo, en este experimento no se observó una disminución en el número de especies ni en el número de individuos asociados a cada una (Figuras 1 y 2), salvo para O. Excavata, cuya abundancia aumentó tras la adición de purines (Figura 2). Este mantenimiento de la diversidad respecto al control podría asociarse al mantenimiento de la calidad del suelo en los tratamientos con purines.
Conclusiones
La aplicación de purines de cerdo, a dosis de nitrógeno ajustadas a los límites establecidos para zonas vulnerables a la contaminación por nitratos (<170kg de Nitrógeno por hectárea), permite mantener en las parcelas experimentales la diversidad de oribátidos, una diversidad que parece característica de los sistemas agrícolas mediterráneos de secano.
Uno de los indicadores de la sostenibilidad de esta práctica de fertilización con purín porcino es el incremento observado en la presencia de Oribatula Excavata, sin detrimento de la presencia de otras especies. Por ello, O. Excavata podría considerarse una especie asociada a la transformación de la materia orgánica aportada a través de esta deyección ganadera.
Autores
Haydée Cugno. Cátedras de Bioestadística I y II, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.
Àngela D. Bosch-Serra y M. Rosa Yagüe. Departamento de Química, Física, Ciencias Ambientales y del Suelo, Universidad de Lleida, España.
Jordi Orobitg. Investigador independiente, Barcelona, España.
Francesc Domingo-Olivé. Estación Experimental Agrícola Mas Badia, Girona, España.
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