Bioagro 36(3): 375-382. 2024 doi: http://www.doi.org/10.51372/bioagro363.11 NIVELES DE GLOMALINA Y CARBONO EN FUNCION DE LOS AGREGADOS DEL SUELO EN LA AMAZONÍA PERUANA Geomar Vallejos-Torres1, Karla Mendoza-López1, Luis Ordoñez-Sánchez1, Yimi Tom Lozano Sulca1, Nery Gaona-Jimenez1 y Juan R. Baselly-Villanueva2 RESUMEN La selva amazónica de Perú ha experimentado grandes cambios en el uso de suelos, mediante la deforestación del ecosistema forestal para la instalación de silvopasturas y cultivos agrícolas como café y cacao, lo que ha contribuido al aumento de CO2 en la atmósfera. Este estudio evaluó los niveles de glomalina y carbono en función de los agregados del suelo en estos ambientes. Se estudiaron tres tipos de ecosistemas: i) ecosistema de bosque, ii) agroecosistema de silvopastura y iii) agroecosistema de café. En cada uno se establecieron nueve parcelas de 100 m2 y se extrajeron muestras de suelos a una profundidad de 0-20 cm. Se evaluó el carbono orgánico del suelo (COS) así como la glomalina extraíble (GE) y total (GT), en cuatro diferentes rangos del tamaño de los agregados (>2 mm, 2-1 mm, 1-0,25 mm y 0,25 mm). El efecto del tipo de ecosistema y agregados sobre el COS y glomalina se analizó mediante un ANOVA, así como con una prueba de regresión. Los ecosistemas estudiados influyeron significativamente en la disponibilidad de COS y glomalina; se obtuvo mayor COS en el agroecosistema de café, seguido del ecosistema de bosque con 101,08 y 80,17 t·ha-1. El bosque presentó mayor concentración de GE y GT respecto al cafetal y las silvopasturas. El tamaño de los agregados influyó significativamente en la disponibilidad de COS, GE y GT; cuando fueron de menores dimensiones, los contenidos de COS y glomalina disminuyeron. El tipo del sistema y los agregados del suelo influyeron significativamente en la disponibilidad de COS y glomalina en los tres ambientes estudiados. Palabras clave adicionales: Bosque, café, deforestación, glomalina, silvopastura ABSTRACT Glomalin and carbon levels as a function of soil aggregates in ecosystems and agroecosystems in the Peruvian Amazon The Amazon rainforest of Peru has experienced major changes in land use, where the forest ecosystem undergo deforestation for the installation of silvopastures and agricultural crops such as coffee and cocoa, which has contributed to the increase of CO2 in the atmosphere. This study evaluated glomalin and carbon levels based on soil aggregates in three types of systems (environments): i) forest ecosystem, ii) silvopasture agroecosystem, and iii) coffee agroecosystem. In each of them, nine plots of 100 m2 were established and soil samples were extracted at a depth of 0-20 cm. Soil organic carbon (SOC), extractable glomalin (EG) and total glomalin (TG) were evaluated in four different ranges of soil aggregate sizes (>2 mm, 2-1 mm, 1-0.25 mm, and 0.25 mm). The effect of the three environments and soil aggregates on SOC and glomalin was analyzed using ANOVA, and a test of regression. The ecosystem type significantly influenced the availability of SOC and glomalin; the highest SOC was obtained in the coffee plantations, followed by the forest with 101.08 and 80.17 t·ha-1. The forest presented a higher concentration of EG and TG compared to the coffee plantation and silvopastures. The aggregate sizes significantly influenced the availability of SOC, EG and TG; as they were smaller the SOC and glomalin content decreased. The ecosystem type and soil aggregates significantly influenced the availability of SOC and glomalin in the three studied environments. Additional keywords: Coffee, deforestation, forest, glomalina, silvopasture INTRODUCCIÓN verdes, tal como la contaminación de la tierra, pérdida de materia orgánica, pérdida de La expansión rápida e intensiva de las ciudades biodiversidad y degradación estructural del suelo; altera los patrones de uso de la tierra, lo que así mismo, se restringe el crecimiento de la resulta en la disminución de las coberturas vegetación, lo que representa una amenaza para la forestales. Esto afecta significativamente las salud humana (Zhang et al., 2020). El cambio de propiedades y funciones del suelo de los espacios uso de la tierra, en particular la conversión de Recibido: Abril 23, 2024 Aceptado: Agosto 23,2024 1 Universidad César Vallejo. Cacatachi, San Martín, Perú. e-mail: gvallejost@gmail.com (autor de correspondencia); kmendozal@ucv.edu.pe; lordonezs@ucvvirtual.edu.pe; ylozano@ucv.edu.pe; nerygaonajimenez@gmail.com 2 Instituto Nacional de Innovación Agraria – INIA. Maynas, Loreto, Perú. e-mail: jrbasellyv@gmail.com 375 376 Volumen 36 (2024) BIOAGRO N° 3 vegetación natural en ecosistemas agrícolas, se ha venido deforestando para imponer cultivos considera una de las principales fuentes de pérdida agrícolas. Los resultados muestran una pérdida de carbono orgánico del suelo (COS) (Van acumulada de 918,59 km2 de cobertura boscosa, Straaten et al., 2015). En tanto, el cambio de uso siendo las principales causas la actividad ganadera de la tierra altera significativamente la y la expansión agrícola migratoria a pequeña distribución de los diferentes agregados del suelo, explotación, favorecidas por la accesibilidad a afectando así la disponibilidad y la asociación con infraestructuras de transporte (Rojas et al., 2019). el COS (Yu et al., 2023). Cuando la capacidad de uso mayor de una zona Los agregados del suelo son componentes con cobertura forestal es agrícola, está permitido básicos de su estructura, y su disposición el retiro de la cobertura forestal. El problema se da contribuye a los servicios del ecosistema del suelo cuando este cambio de uso ocurre de manera no como la producción de plantas, la capacidad de autorizada, retirando la cobertura forestal sin retención de agua, el ciclo de nutrientes y el conocer la capacidad de uso mayor del suelo y por secuestro de carbono (Gupta y Germida, 2015). El lo tanto sin la autorización correspondiente, como tamaño del agregado también es una variable que ocurre con la mayoría de procesos vinculados a la influye en el secuestro y la descomposición de agricultura migratoria que se desarrolla sobre carbono; generalmente, los macroagregados suelos forestales o incluso de protección (Reátegui contienen concentraciones más altas de carbono y Arce, 2016). Por lo tanto, la deforestación que los microagregados (Yang et al., 2022). Y en produce la pérdida de carbono y promueve ecosistemas naturales presentan mayor emisiones antropogénicas de gases de efecto concentración de carbono respecto a los invernadero, lo que contribuye sustancialmente al agrosistemas (Pang et al., 2020; Sekaran et al., cambio climático (Seydewitz et al., 2023). 2021). El proceso de agregación del suelo está A pesar de estos problemas, hasta la fecha, no regulado por una variedad de factores abióticos y se ha prestado suficiente atención al potencial de bióticos, así como por sus interacciones. Se la glomalina en la presencia de los agregados y considera que uno de los factores bióticos más secuestro de carbono en el cambio de uso del importantes lo representan los hongos suelo en la selva peruana. La glomalina tiene una micorrízicos arbusculares (HMA), que fuerte resistencia a la descomposición, y puede desempeñan un papel crucial en la formación y promover compuestos orgánicos-inorgánicos estabilización de los agregados del suelo (Rillig et estables (Ma et al., 2018). Por lo tanto, este al., 2002). estudio consistió en evaluar los niveles de La glomalina es la proteína del suelo generada glomalina y carbono en función de los agregados por los HMA, la cual es un componente del suelo en ecosistemas y agroecosistemas de la importante de las reservas de carbono orgánico del Amazonía Peruana. suelo (COS), que puede estabilizar y secuestrar carbono, minimizando así el efecto sobre el MATERIALES Y MÉTODOS calentamiento global (Deng et al., 2023). La Área de estudio. El estudio se realizó en tres concentración de carbono de la glomalina es de 2 tipos de sistemas: i) ecosistema de bosque, con a 24 veces mayor que la del humus del suelo, por coordenadas 6°19'52"S y 76°46'01"W, a 1446 lo que puede generar efectos directos sobre el msnm, ii) agroecosistema de café, con almacenamiento del carbono (Rillig et al., 2002; coordenadas 6°19'47"S y 76°46'04"W, a 1452 Hossain, 2021). Existen diversos tipos de msnm, y iii) agroecosistema silvopastoril, con glomalina, como la extraíble (GE) y la total (GT); coordenadas 6°19'53" S y 76°45'55" W, a 1406 se considera que la glomalina extraíble (GE) es la msnm. Estos sistemas están ubicados en el margen que se ha producido recientemente por HMA y es derecho del río Mayo en la localidad de Roque, relativamente más lábil (Koide y Peoples, 2013), Distrito de Alonso de Alvarado provincia de mientras que la otra representa la proteína total del Lamas, Perú, que cuenta con clima semicálido que suelo (Cai et al., 2023). va de ligero a moderadamente húmedo, con una El 57,3 % del territorio peruano está cubierto temperatura promedio de 22 ºC y precipitación por bosques, de las cuales el 94 % se encuentra en pluvial media anual de 1358 mm. la selva de Perú; sin embargo, paulatinamente se 377 Vallejos et al. Glomalina, carbono y los agregados del suelo Los ecosistemas de bosque son áreas pequeñas cada parcela contenía 12 subparcelas de 100 m². de 0,5 a 4 ha. Por su parte, los agroecosistemas de En cada subparcela se recolectaron tres muestras café corresponden a parcelas que tienen entre 0,5 de suelo a una profundidad de 0-20 cm, haciendo y 12 ha en familias que aplican prácticas de un total de 36 muestras. Se pesaron 150 g de cada intensificación sostenible, con un tamaño medio muestra secada al aire y se separó según su de 2,54 ha (Elliot, 2020). En tanto, los granulometría en cuatro diferentes rangos de agroecosistemas de silvopasturas son grandes tamaño de partículas: >2 mm, 1-2 mm, 0,25-1 extensiones de áreas y crianza de vacuno semi- mm, y <0.25 mm, a partir de las cuales se intensivo. realizaron las mediciones de pH, COS y glomalina Muestreo de suelos. Se seleccionaron tres extraíble y total. En general, los suelos son ácidos parcelas con los tipos de sistema ya mencionados con niveles moderados de materia orgánica, baja (bosque, cafetal y pastos) de 2500 m2 cada una; densidad aparente y textura franca (Cuadro1). Cuadro 1. Características físicas y químicas del suelo en los diferentes sistemas o ambientes en la Amazonía Peruana Sistema Especies representativas pH MO Da Arena Arcilla (%) (g/cm3) (%) (%) Pourouma cecropiifolia “Uvilla”, Myrcianthes EB rhopaloides “Lanche”, Nectandra y ocotea “Moena”, 4,4 6,8 1,1 43 27 Croton matourensis “Chupica” y Socratea exorrhiza “Pona” Eucalyptus sp “Eucaliptos”, AC Inga sp “guabas” Coffea arabica “café”. y Nectandra 3,9 7,3 1,0 50 28 sp y Ocotea sp “Moenas” AS Croton matourensis “Chupica” y Socratea exorrhiza “Pona” 4,7 6,4 1,1 49 21 EB: ecosistema boscoso, AC: agroecosistema de café, AS: agroecosistema de silvopastura. MO: materia orgánica, Da: densidad aparente Estimación del carbono orgánico del suelo por hectárea mediante la siguiente fórmula: Las muestras de suelo fueron colectadas según la COS (t · ha−1) = CO × Ps × Da Guía Técnica de Muestreo, elaborada por el donde CO es el carbono orgánico en el suelo (%), Ministerio del Ambiente del Perú (MINAM, Ps es la profundidad de muestreo del suelo (cm) y 2016) y fueron analizadas en el laboratorio de la Da es la densidad aparente (g·cm-3). Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. Se La textura del suelo se midió mediante el utilizó el método del cilindro de 5,1 cm de método del hidrómetro, y el pH usando un diámetro y 5 cm de altura propuesto por Blake y potenciómetro en una solución de suelo-agua Hartge (1986). La densidad aparente fue 1:2.5. La materia orgánica (MO) del suelo fue determinada mediante la relación entre el peso determinada por la relación MO = 1,72 CO. Las seco al horno del suelo y el volumen del cilindro. características físicas y químicas del suelo se El COS, expresado en porcentaje, se determinó indican en el Cuadro 1. por el método desarrollado por Walkley y Black Análisis de la glomalina La glomalina fue (1934). Luego, el COS fue convertido a toneladas cuantificada utilizando una curva estándar de la 378 Volumen 36 (2024) BIOAGRO N° 3 albúmina sérica bovina a partir de una solución de existieron diferencias significativas entre los 1 g·L-1, utilizando 6 concentraciones de esta ecosistemas bosque y silvopastura (Figura 1C). solución entre 0,05 y 0,5 g L-1. Para las lecturas de Nuestros hallazgos indican que la conversión la glomalina total y fácilmente extraíble se usó el de tierras de bosques nativos a pastizales método de Bradford (1976) para proteínas cultivados o inducidos redujo significativamente sugerido por Wright y Upadhyaya (1998) y las reservas de COS, debido al cambio de uso de adaptado por Castillo et al. (2016). la tierra. La conversión de tierras de bosques a Análisis estadístico El análisis estadístico se pastizales altera las propiedades físicas, realizó con el programa R Studio 2020. biológicas y químicas del suelo como resultado Comprobados los supuestos de normalidad y del pastoreo, la quema y los cambios en la homogeneidad, el efecto del tipo de sistema composición de las especies de plantas (Covaleda (ambiente) y de la granulometría del suelo sobre el et al., 2011; Navarrete et al., 2016 y Yadav et al., COS y glomalina se analizó mediante un análisis 2017). En tanto, la pérdida de reservas de de varianza. La comparación de medias se realizó carbono orgánico del suelo debido a la con la prueba de Tukey. Se evaluó la relación conversión de ecosistemas de bosques nativos a entre la glomalina y el COS para cada rango del pastizales fue significativa según lo reportado tamaño de partículas del suelo mediante regresión por Aryal et al. (2018). El carbono en suelos lineal. estuvo por debajo a lo encontrado por Solís et al. (2020) quienes encontraron que la reserva total RESULTADOS Y DISCUSIÓN de carbono en cafetales con sistema de sombra -1 Distribución del carbono y glomalina en fue de 146 t·ha ; por tanto, la riqueza de especies diferentes ecosistemas Los ecosistemas de árboles en las fincas de café tuvo un impacto estudiados influyeron significativamente en la positivo en las reservas de carbono, lo que disponibilidad de COS y glomalina (P≤0,05). Se influyó en que las reservas totales de carbono en obtuvo mayor COS en el agroecosistema de café, el sistema de café con sombra. Las altas reservas seguido del ecosistema de bosque con 101,08 y de COS en los sistemas de café con sombra están 80,17 t·ha-1, respectivamente (Figura 1A). relacionadas con los usos anteriores de la tierra y Existió mayor contenido de GE en el con el alto aporte de materia orgánica de los ecosistema bosque y el agroecosistema de árboles (Bruun et al., 2009; Hairiah et al., 2020), silvopastura, con valores de 2,46 y 2,45 mg g-1, en tanto, Vallejos et al. (2023) encontraron que el respectivamente (Figura 1B). Respecto a la GT, mayor stock de COS se presentó en los bosques secundarios, seguido de los cafetales con Inga sp. Figura 1. Comparación de medias de carbono orgánico del suelo (COS), glomalina total (GT) y glomalina extraíble (GE) en suelos de la Amazonía Peruana 379 Vallejos et al. Glomalina, carbono y los agregados del suelo En la Figura 1B se observa que para GE no Distribución del carbono y glomalina en hubo diferencias significativas entre la diferentes agregados de suelos silvopastura y bosque; en tanto que existió la Los agregados del suelo influyeron menor concentración en el cafetal. Esta fracción se significativamente en la disponibilidad de COS, relaciona con la glomalina de más reciente GE y GT (P≤0,05). Los agregados mayores de 2 formación, por lo que puede variar según las mm presentaron las mayores concentraciones con condiciones climáticas y las prácticas agrícolas de valores de 93,7 t·ha -1, 2,53 mg·g-1 y 15,28 mg·g-1 movimiento de suelo, con una mayor degradación para COS, GE y GT, respectivamente (Figura 2). asociada a la incidencia directa del sol en suelos Se evidencia que conforme los agregados fueron con baja cobertura de vegetación leñosa (Holátko de menores dimensiones los contenidos de COS y et al., 2021). glomalina, por unidad de masa, disminuyeron. 120 Figura 2. Comparación de medias de carbono orgánico del suelo (COS), glomalina extraíble (GE) y glomalina total (GT) en suelos bajo diferentes tamices en la Amazonía Peruana Es conocido que a medida que las partículas partículas grandes promovió mayor almacena- son de menor tamaño, su superficie por unidad de miento de COS que en los agregados de partículas masa aumenta, por lo que se esperaría una mayor más pequeñas. La permanencia de los agregados retención de COS y glomalina en los agregados del suelo es un índice vital que está estrechamente más pequeños; sin embargo, Pan et al. (2007) asociado con la mitigación del carbono orgánico demostraron que la tasa de descomposición del del suelo y la restitución de nutrientes (Guo et al., COS es más lenta en los agregados más grandes 2020; Ma et al., 2022). porque éstos pueden proporcionar mejor Relación de la glomalina con el COS y protección física para el COS, lo que explica el propiedades del suelo mayor contenido de COS encontrado las partículas La GE y GT presentaron asociaciones de suelo más grandes. Y en contraste, el carbono significativas con el COS, en donde la variación orgánico se descompone más rápidamente en los en el contenido de éste fue explicada por el 86,5 y agregados pequeños. Resultados similares los 89,0 % de la variación en GE y GT, respectiva- presentaron Cai et al. (2023), quienes encontraron mente (Figura 3). Las pendientes fueron positivas, que la contribución de COS, GE y GT fue mayor lo cual ratifica que los agregados menores a 0,25 en los agregados mayores de 2 mm con respecto a mm presentaron los menores contenidos de los agregados menores, lo que permite señalar que glomalina y COS, con incrementos paulatinos a el contenido de glomalina en los agregados de medida que se avanzó hacia agregados de mayor 380 Volumen 36 (2024) BIOAGRO N° 3 tamaño. Resultados similares fueron hallados por suelo y el secuestro de carbono. Los hongos Jing et al. (2017), quienes encontraron una micorrízicos arbusculares (HMA) se consideran asociación fuerte entre COS y GT, particular- agregadores primarios debido al efecto combinado mente en agregados mayores a 0,25 mm. En de hifas extrarradicales y proteínas del suelo nuestro caso, se encontró que la glomalina fue relacionadas con la glomalina (Yang et al., 2022). más favorable para la retención de COS en los Por lo tanto, la glomalina es un componente que agregados superiores a 2 mm. La agregación del influyen en el contenido del COS, tal como lo suelo y el carbono asociado a los agregados indican Cai et al. (2023) desempeñan una función esencial en la salud del Figura 3. Relación de glomalina extraíble (GE) y glomalina total (GT) con carbono orgánico del suelo (COS) de acuerdo con la granulometría de los agregados en la Amazonía Peruana. La leyenda muestra los tamaños de partícula evaluados CONCLUSIONES LITERATURA CITADA Los sistemas o ambientes estudiados 1. Aryal, D.R., D.E. Morales, C.N. Tondopó, R. influyeron significativamente en los contenidos de Pinto, F. Guevara, J.A. Venegas et al. 2018. COS y glomalina. Se encontró que la conversión Soil Organic Carbon Depletion from Forests de tierras de bosques nativos a pastizales to Grasslands Conversion in Mexico: A cultivados o inducidos redujo significativamente Review: Agriculture 8(11): 181. las reservas de COS, debido al cambio de uso de 2. Blake, G.R. y K. Hartge. 1986, Bulk density. la tierra. Al mismo tiempo que los agregados del In Klute, A. (ed.) Methods of Soil Analysis: suelo influyeron significativamente en la Part 1 Physical and Mineralogical Methods. disponibilidad de COS y glomalina. Se evidencia American Society of Agronomy, Madison, que conforme los agregados fueron de menores Wisconsin, USA. pp. 363-375. dimensiones el contenido de COS y glomalina fue menor, existiendo diferencias significativas entre 3. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive los agregados mayores de 2 mm y menores de method for the quantitation of microgram 0,25 mm. quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical. 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