Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) Escuela de Ingeniería Agroindustrial Science Agroindustrial Website: http://revistas.unitru.edu.pe/index.php/agroindscience Universidad Nacional de Trujillo Esta obra está publicada bajo la licencia CC BY-NC 4.0 Enmiendas orgánicas y su efecto en las propiedades de suelos alto andinos cultivados con papa nativa (Solanum goniocalyx Juz.et Buk.) Organic amendments and their effect on the properties of high Andean soils cultivated with native potato (Solanum goniocalyx Juz.et Buk.) Katia Mendoza-Dávalos1,2; Samuel Sanabria-Quispe1,2; Wendy Pérez-Porras1; Roberto Cosme-DeLaCruz1,2,* 1 Laboratorio Nacional de Suelos, Aguas y Foliares (LABSAF) del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima, Lima 15024, Perú. 2 Programa Presupuestal PP0089 “Reducción de la Degradación de los Suelos Agrarios” del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), Av. La Molina 1981, Lima, Lima 15024, Perú. ORCID de los autores K. Mendoza-Dávalos: https://orcid.org/0000-0001-7511-4617 W. Pérez Porras: https://orcid.org/0000-0002-0755-0502 S. Sanabria-Quispe: https://orcid.org/0000-0001-5329-1778 R. Cosme-De LaCruz: https://orcid.org/0000-0002-5774-9325 RESUMEN Las papas nativas tienen creciente aceptación en el mercado nacional e internacional; sin embargo, ante un bajo rendimiento es común la utilización de agroquímicos, lo que acarrea contaminación ambiental, riesgos para la salud e incremento de los costos de producción; ante ello, el uso de enmiendas orgánicas constituye una relevante alternativa. El estudio se realizó en el distrito de Uchuraccay (Ayacucho, Perú), en tres pisos altitudinales: zona alta (4150 msnm.), media (4050 msnm.) y baja (4002 msnm.). Tres enmiendas orgánicas fueron aplicadas (guano de islas, compost y estiércol de ovino) utilizando dos variedades de papa nativa (Amarilla Tumbay y Peruanita). Se encontró que las enmiendas orgánicas incrementaron la humedad gravimétrica, en un 42%, 67% y 55%, en las zonas alta, media y baja, respectivamente; las poblaciones de bacterias, hongos y actinomicetos aumentaron en un 14%, 11% y 10%, respectivamente. Además, la capacidad de intercambio catiónico (CIC), se elevó en un 88%, 100% y 60%, en las zonas alta, media y baja, respectivamente. Estos alcances resaltan la importancia de realizar mayores estudios, en el efecto de la aplicación de enmiendas orgánicas, para la mejora de la fertilidad de los suelos en zonas andinas. Palabras clave: compost; guano de islas; estiércol de ovino; Amarilla Tumbay; Peruanita. ABSTRACT Native potatoes have rising acceptance in the national and international market. However, the use of agrochemicals is common due to a low yield, which entails environmental contamination, health risks and an increase in production costs. In response, the use of organic amendments is a relevant alternative. This study was carried out in the district of Uchuraccay (Ayacucho, Peru), in three different altitudes: high (4150 masl.), medium (4050 masl.) and low (4002 masl.). We applied three organic amendments (guano islands, compost and sheep manure) in two varieties of native potato (Amarilla Tumbay and Peruanita). The organic amendments increased the gravimetric humidity, up to 76%, 205% and 149%, in the high, medium and low sites, respectively; likewise, the populations of bacteria, fungi and actinomycetes reported an increase, up to 14%, 12% and 10 %, respectively. Further, the amendments increased the cation exchange capacity (CEC), up to 88%, 100% and 60%, in the high, medium and low sites, respectively. These scopes realize the importance of further studies on the effect of applying organic amendments to improve soil fertility in the Andean highlands. Keywords: compost; guano islands; sheep manure; Amarilla Tumbay; Peruanita. Recibido 13 junio 2021 * Autor correspondiente: rcosme@inia.gob.pe (R. Cosme-DeLaCruz) Aceptado 15 agosto 2021 DOI: http://dx.doi.org/10.17268/agroind.sci.2021.02.12 - 221 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) 1. Introducción estructural, donde la unión a las arcillas y el formar La papa es uno de los cultivos alimenticios más parte del complejo de cambio, incrementaría la importantes del mundo, después del trigo y arroz, reserva de nutrientes y su capacidad tampón; por su aporte en calorías, alta producción y fácil además de propiciar los procesos de minerali- manejo (MINAM, 2019). Es un cultivo valioso para zación (Julca-Otiniano et al., 2006). Al mismo el Perú, puesto que la siembra nacional de agosto tiempo, para su producción se utilizan materiales 2019 a julio 2020 representó 338857,88 ha y un de desecho que de otra manera se convertirían en rendimiento de 16,47 t ha-1, lo cual involucró a un peligro ambiental, generando un valor agre- 711313 productores (MIDAGRI, 2021a). gado para estos residuos (Medina et al., 2015). El cultivo se habría originado en los alrededores Entre los tipos de enmiendas orgánicas, el del lago Titicaca, y se destacan algunas regiones compost y estiércol pueden aumentar la de los andes peruanos, como Ayacucho, que concentración de materia orgánica estable y lábil poseen una importante diversidad genética del suelo, la concentración de nitrógeno, CIC, conservada por los agricultores, siendo este retención de agua y agregación del suelo; cultivo un componente estratégico de la reducirían la densidad aparente, así como, agrobiodiversidad andina (MINAM, 2019; Spooner mejorarían la actividad y diversidad de las et al. 2005; Hawkes, 1990). Särkinen et al. (2015), poblaciones microbianas. La estimulación de la presentaron una lista de 276 especies para el actividad radicular incrementaría la absorción de Perú, de las cuales 253 son nativas, mientras que nutrientes y con ello la longitud y densidad de raíz 23 son introducidas o cultivadas. en papa (Gallandt et al., 1998; Opena & Porter, En la actualidad, las papas nativas tienen buena 1999). Por su parte, el guano de islas es un aceptación en mercados nacionales e interna- recurso natural renovable, producido por las aves cionales, por su sabor, color, textura y calidad guaneras de las islas, islotes y puntas del litoral culinaria (Arcos, 2017). S. goniocalyx presenta peruano; por el contenido de materia orgánica, una diversidad de variedades nativas entre las nutrientes esenciales y microorganismos benéfi- que se encuentran Amarilla Tumbay y Peruanita, cos que aporta al suelo, permitirían obtener variedades comerciales de característico color buenos rendimientos de los cultivos, siendo de amarillo, pero con susceptibilidad a la Rancha y especial interés por su inocuidad, sinergismo con las heladas (CIP, 2006). otras enmiendas (p. ej., estiércol) y uso en la La diversidad del cultivo se está perdiendo debido producción orgánica (AGRO RURAL, 2018). a la presencia de variedades mejoradas, el uso En este marco, el objetivo de la investigación se excesivo de agroquímicos y el cambio climático enfocó en determinar el efecto de enmiendas (Gamboa & Rojas, 2018). Las variedades nativas orgánicas, simples y poco costosas, en las presentan rendimientos bajos por el ataque de propiedades del suelo para la producción agrícola enfermedades, plagas y rotaciones intensivas en de papa nativa en zonas altoandinas del Perú. parcelas pequeñas y de baja fertilidad del suelo, entre otros factores. Ante ello, los agricultores 2. Material y métodos hacen uso de fertilizantes y pesticidas químicos, 2.1 Zona de Estudio con la consecuente contaminación, riesgo de Los experimentos se instalaron en el distrito de toxicidad para la salud humana e incremento de Uchuraccay, provincia de Huanta, región Ayacu- los costos de producción (Arcos, 2017). Esto cho, Perú, en tres pisos altitudinales: “Zona alta” a afecta principalmente a la agricultura familiar, la 4150 msnm (12° 48´ 52, 47´´ S, 74° 06´58, 95´´ cual comprende la inmensa mayoría de las W), “zona media” a 4050 msnm (12° 48´ 51, 15´´ unidades productivas agropecuarias existentes en S, 74° 06´43, 51´´ W) y “zona baja” a 4002 msnm el Perú (Maletta, 2017). (12° 50´ 01, 81´´ S, 74° 06´41, 81´´ W). Por otra parte, las enmiendas orgánicas son 2.2 Enmiendas orgánicas productos procedentes de materiales carbonados Se utilizaron guano de islas, compost y estiércol de origen vegetal o animal, a las que se les de ovino. El primero se comercializa por el atribuye mantener o aumentar el contenido de Programa de Desarrollo Productivo Agrario Rural materia orgánica y mejorar las propiedades (AGRO RURAL) como “Guano de las Islas físicas, químicas y biológicas, logrando tener un Natural”, cuya etiqueta indica las siguientes uso sustituto o complementario a los fertilizantes características nutricionales: 10-14% N, 10-12% (Durán & Henríquez, 2010; Delgado-Londoño, P2O5 y 2-3% K2O (Bolo-Valladares et al., 2020); el 2017). Entre sus beneficios se encuentran la compost y estiércol de ovino se adquirieron de formación de agregados y la mejora de estabilidad composteras y criadores de ovino de la localidad. - 222 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) 2.3 Material vegetal en tres pisos altitudinales distintos (zonas), Las semillas de papa nativa (Solanum goniocalyx haciendo un total de 36 unidades experimentales; Juz.et Buk.), variedades Amarilla Tumbay y cada una de estas unidades estuvo constituida Peruanita, fueron proporcionadas por el Instituto por parcelas de cuatro surcos de 4 m de ancho y Nacional de Innovación Agraria (INIA). 6 m de largo y una separación entre surcos de 1 m, siendo el área de la unidad experimental 24 m2. 2.4 Tratamiento agronómico Los resultados obtenidos fueron sometidos a un La densidad de siembra, en base a una hectárea, análisis combinatorio, donde se realizó un Análisis fue de 2500 kg ha-1 de tubérculos semilla, con una de Varianza Simple para cada zona (ambiente), y dosis de abonamiento de 250-250-120 de NPK para la comparación de medias se utilizó la por hectárea. Se usaron 3 formulaciones: Primera prueba de Duncan. Se evaluó la normalidad con 2500 kg ha-1 de guano de islas + 100 kg de cloruro el Test de Shapiro-Wilk y la homogeneidad de de potasio (KCl); segunda 4500 kg ha-1 de varianza con el Test de Levene, ambas con un compost + 100 kg de KCl; tercera 9000 kg ha-1 de nivel de significancia del 5%. Luego de comprobar estiércol de ovino + 100 kg de KCl. La aplicación la homogeneidad de varianza entre las zonas se de la dosis de abonamiento se realizó en dos procedió a realizar el análisis combinatorio, el partes iguales, a la siembra y al aporque. análisis de estabilidad AMMI (Análisis de efectos Los tratamientos resultaron de la combinación de principales aditivos e interacción multiplicativa). dos variedades de papa nativa (Amarilla Tumbay Los datos obtenidos fueron procesados mediante y Peruanita) y la aplicación de tres enmiendas el paquete estadístico R (R Core Team, 2018). orgánicas: guano de islas (T1), compost (T2) y estiércol de ovino (T3). 3. Resultados y discusión 2.5 Evaluaciones edafológicas 3.1 Humedad gravimétrica Para fines del experimento se evaluaron las Con la aplicación de enmiendas orgánicas, la siguientes propiedades del suelo: humedad humedad gravimétrica aumentó hasta en un 42%, gravimétrica, pH, poblaciones de bacterias, 67% y 55% en las zonas alta, media y baja, actinomicetos y hongos. Así también, pre y post respectivamente. Se detectaron diferencias signi- aplicación de los tratamientos, se realizaron ficativas entre tratamientos y entre zonas; y, análisis de clase textural, reacción del suelo, significancia en la interacción entre tratamientos y conductividad eléctrica, materia orgánica, fósforo zonas, indicando una influencia de los diferentes disponible, potasio disponible, CIC y porcentaje pisos altitudinales en los tratamientos aplicados. de saturación de bases. Para estos análisis, las En la zona baja, el compost generó un incremento muestras se enviaron al Laboratorio de Análisis de significativo de la humedad gravimétrica en Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes (LASPAF) comparación con el estiércol y guano (Tabla 1 y de la Facultad de Agronomía, Universidad 2). Nacional Agraria La Molina (UNALM), Lima, Perú. La disminución del contenido de humedad del suelo repercute en la cantidad de agua disponible 2.6 Características fisicoquímicas iniciales del para la planta para realización de sus funciones suelo metabólicas, así también, las relaciones entre la Antes de la instalación del experimento, se retención de humedad, la estructura del suelo y tomaron al azar submuestras de la capa arable del estabilidad de agregados modifica las propie- suelo, con las cuales se formó una muestra dades hidráulicas del suelo (Ojeda et al., 2004; compuesta. Los resultados del análisis fisicoquí- Rodríguez-Martínez, 2016). micos indicaron que era un suelo de textura franco En este estudio se observó que la aplicación de areno arcillosa, con pH muy ácido (5,23), no salino las tres enmiendas aumentó significativamente la (C.E. de 0,13 dS.m-1), materia orgánica muy alta humedad gravimétrica. Esta mayor retención de (10,3%), fósforo disponible en nivel medio (13 humedad estaría relacionada con la porosidad y ppm), potasio disponible en nivel bajo (123,5 ppm) granulometría de la enmienda, otorgando mejoras y CIC baja (13,8 meq.100 g-1 de suelo) (Andrades estructurales al suelo; al respecto, Whalen et al. & Martínez, 2014; Garrido, 1993). (2003) hallaron que aplicaciones de compost incrementaron la agregación en los suelos que 2.7 Análisis estadístico evaluaron, y Aoyama et al. (1999) señalaron que Se empleó el Diseño de Bloques Completamente con la aplicación de estiércol se obtenía un mayor al Azar (DBCA) con tres tratamientos y un testigo; número de agregados estables en agua en tres bloques con tres repeticiones por tratamiento, comparación con otros tipos de fertilizantes. - 223 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) Tabla 1 Evaluaciones fisicoquímicas y biológicas de los suelos según tratamiento y zona de evaluación HG** Bacterias Hongos Actinomicetos Zona* Trat. pH % Ln (UFC. g-1 suelo seco) Alta T1 18,74 ± 0,59 a 4,77 ± 0,14 b 16,24 ± 0,23 a 11,90 ± 0,24 a 14,72 ± 0,20 ab T2 19,90 ± 0,22 a 4,90 ± 0,08 a 15,44 ± 0,68 ab 12,20 ± 0,13 a 14,72 ± 0,82 ab T3 19,79 ± 0,51 a 4,98 ± 0,12 a 15,73 ± 0,30 ab 11,50 ± 0,15 b 14,87 ± 0,21 a Testigo 11,28 ± 0,74 b 4,98 ± 0,20 a 15,04 ± 0,30 b 11,45 ± 0,16 b 13,79 ± 0,31 b CV % 3,38 1,02 2,99 1,68 3,51 Media T1 35,54 ± 0,98 a 4,64 ± 0,08 b 15,82 ± 0,18 b 11,99 ± 0,25 a 14,10 ± 0,23 b T2 35,94 ± 0,74 a 4,68 ± 0,27 ab 15,26 ± 0,74 bc 11,31 ± 0,37 ab 14,64 ± 0,18 a T3 35,87 ± 0,42 a 4,56 ± 0,06 b 16,96 ± 0,30 a 10,73 ± 0,56 b 14,91 ± 0,14 a Testigo 11,77 ± 0,38 b 4,85 ± 0,10 a 14,86 ± 0,13 c 10,73 ± 0,11 b 13,59 ± 0,06 c CV % 2,51 2,06 2,42 3,39 1,21 Baja T1 23,18 ± 0,29 c 4,26 ± 0,08 b 15,14 ± 0,78 ab 12,08 ± 0,40 a 15,07 ± 0,12 a T2 28,51 ± 0,42 a 4,04 ± 0,06 d 16,40 ± 0,27 a 12,58 ± 0,30 a 15,42 ± 0,08 a T3 25,50 ± 0,43 b 4,14 ± 0,06 c 14,90 ± 0,82 b 12,28 ± 0,07 a 14,35 ± 0,30 b Testigo 11,46 ± 0,38 d 4,52 ± 0,02 a 14,49 ± 0,21 b 11,19 ± 0,35 b 14,28 ± 0,39 b CV % 1,65 1,05 4,35 2,78 1,42 Medias de los tratamientos (± desviación estándar) dentro de la misma columna seguidos de la misma letra no son significativamente diferentes (p < 0,05), para la prueba de Duncan. *Zona: Alta: 4150 msnm, media: 4050 msnm, baja: 4002 msnm. **HG: Humedad gravimétrica. Tabla 2 Resumen del análisis de varianza combinado para las evaluaciones edafológicas GL CM HG pH Bacterias Hongos Actinomicetos Zona 2 465,96*** 1,38397*** 0,80214* 2,21556*** 0,66472* Bloque (Zona) 6 0,17 0,04867*** 0,12038 0,04219 0,07091 Tratamiento 3 547,77*** 0,12087*** 2,1737** 1,669*** 1,83828*** Zona: Tratamiento 6 51,35*** 0,04114*** 1,56386** 0,43231** 0,42555* Residuo 18 0,35 0,00459 0,26728 0,09849 0,11129 Para el análisis de varianza los niveles de significación son: no significativo ( ), significativo (* p ˂ 0,05), altamente significativo (** p ˂ 0,01) y muy significativo (*** p ˂ 0,001). 3.2 Acidez del suelo (pH) tratamientos fueron menores a 5 en todas las La interacción significativa entre zona y trata- zonas evaluadas, dando cuenta de su naturaleza miento indica que estos últimos no se compor- ácida; por ello, la incorporación de enmiendas taron igual en todas las zonas, por lo cual se orgánicas es una útil estrategia para el control de realiza la interpretación por cada una. Con la la acidez a corto plazo, dado que, la materia aplicación de los tratamientos, el pH disminuyó de orgánica se comporta como un tampón a través forma significativa con el guano para la zona alta; de la protonación reversible de ácidos orgánicos, con guano y estiércol en la zona media; y con la además de reducir la concentración de aluminio aplicación de todas las enmiendas en la zona en el suelo por procesos de adsorción baja. El tratamiento más estable en comporta- (Naramabuye & Haynes, 2006; Janick, 2007). miento entre las zonas fue el guano (Tabla 1 y 2). Para el largo plazo y a fin de reducir su efecto La reducción observada en el pH luego de la acidificante, una aplicación de enmienda caliza aplicación de las enmiendas podría deberse a sería el complemento ideal para el tratamiento del procesos de descomposición, que puede conducir suelo (Mejía, 1941). a la producción de ácidos orgánicos, por contener formas de nitrógeno no reducidas; así también, a 3.3 Poblaciones de microorganismos largo plazo su mineralización y oxidación produce 3.3.1 Bacterias iones de H+ y acidez. Los efectos de la reducción El análisis de varianza combinado mostró diferen- de pH, y con ello de la composición química del cias significativas en la interacción de los suelo, con la aplicación de guano de islas han sido tratamientos y las zonas. Ante esto, se hizo la mencionados anteriormente por Wait et al. (2005). comparación por zonas, obteniéndose en la zona El pH actúa sobre la disponibilidad o fijación de media, incrementos significativos sobre el testigo, nutrientes, además, para su óptimo desarrollo, el de los tratamientos con estiércol y guano, en un cultivo de papa requiere un pH entre 5 y 7 en el 14% y 6%, respectivamente (Tabla 1 y 2). Estas suelo (MIDAGRI, 2021b). Sin embargo, los poblaciones fueron 16,96 y 15,82 Ln (UFC g-1), las valores de pH antes de la aplicación de los que equivalen a poblaciones de 2,4 x 107 y 7,5 x - 224 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) 106 UFC.g-1 de suelo, mayores a las halladas por elevada concentración de H+, en comparación Paco -Pérez et al. (2019), para el cultivo de quinua con las poblaciones de bacterias y actinomicetos. en el Altiplano Sur Boliviano ante la aplicación de Sin embargo, esta población podría incluir hongos estiércol de camélido (1,44 -1,43 x 106 UFC.g-1 de fitopatógenos, que se originan en el suelo, y son suelo). Francioli et al. (2016) hallaron mayor más virulentos en una condición ambiental ácida, diversidad bacteriana e incrementos en estima- que en una neutra o alcalina (Sánchez-Yánez et dores de riqueza, en aquellos suelos fertilizados al., 2007). con estiércol de corral comparados con suelos 3.3.3 Actinomicetos que recibieron fertilización mineral. Los com- Se observó significancia de la interacción entre puestos fácilmente degradables contenidos en las zona y tratamiento (ANVA), realizándose luego un enmiendas orgánicas, lo cual estimularía la análisis por cada zona. En la zona media se actividad microbiana presente e incorporaría otros observan incrementos significativos ante la microorganismos (Perucci, 1992). Las bacterias aplicación de estiércol y compost; y en la zona se presentan con mayor población en compa- baja con la aplicación de compost y guano (Tabla ración con los actinomicetos y hongos, lo cual 1 y 2). El mayor recuento en población de actino- puede ser debido a su rápido crecimiento y habi- micetos se dio en la zona baja ante la aplicación lidad de utilizar un amplio rango de sustratos co- de compost (15,42 Ln (UFC g-1)), siendo un 8% mo fuente de nutrientes (Paco-Pérez-Guzmán- mayor respecto al testigo, equivalente a una Vega, 2019). población de 5,0 x 106 UFC/g de suelo, la cual es Cabe resaltar que, en la rizósfera de papa en mayor a la hallada por Paco-Pérez et al. (2019) zonas andinas peruanas, tales como Puno y para el cultivo de quinua en el Altiplano Sur Huancavelica, se ha encontrado la presencia Boliviano con estiércol de camélido (1,23 -1,20 x significativa de Bacillus spp., especies formadoras 105 UFC/g de suelo). de esporas y buen crecimiento, a temperaturas El estudio de Francioli et al. (2016) señala la abun- bajas y pH ácidos; y mostrando una efectiva dancia de géneros del phylum Actinobacteria se- sinergia con el cultivo de papa, mediante la guido de Proteobacteria en muestras de suelo. producción de metabolitos secundarios (Calvo et Los actinomicetos son saprofíticos, por lo que se- al., 2010); por lo que este género debería recibir rían incorporados a través de las enmiendas orgá- mayores estudios en zonas altoandinas. nicas, y su presencia se incrementaría al aso- 3.3.2 Hongos ciarse con un cultivo (Crawford et al., 1993). Sin La población de hongos en las zonas alta, media embargo, su incorporación es variable depen- y baja, nos indica que después de la aplicación de diendo del tipo de enmienda, dado que los mate- los tratamientos hay un aumento significativo de riales con menor cantidad de actinomicetos son hasta un 11%. En el análisis de varianza combi- frescos o no están compostados totalmente nado se observó significancia de la interacción (Pérez & Morales, 2008). En este sentido, se entre zona y tratamiento, por lo cual se realiza un esperaría una mayor población a través de las en- análisis por cada zona. En la zona alta se miendas más estables (Arslan et al., 2008); esto observan incrementos significativos ante la lo refiere Pérez et al. (2008), que encontró pobla- aplicación de compost y guano, en la zona media ciones de actinomicetos 3,8 veces mayor en com- con la aplicación de guano y en la zona baja con post, respecto a la hallada en estiércol de ovino. la aplicación de todas las enmiendas (Tabla 1 y 2). Es de resaltar que los actinomicetos prefieren El mayor recuento en población de hongos (12,58 valores de pH cercanos al neutro; sin embargo, la Ln (UFC g-1)), se dio en la zona baja ante la presencia en regiones andinas peruanas de pH aplicación de compost, siendo un 11% mayor ácido indicaría adaptación a estas condiciones y respecto al testigo, esto equivale a una población una relación con el cultivo a nivel de rizósfera; es de 3,0 x 105 UFC g-1 de suelo, mayor a la reporta- decir, estos microorganismos podrían beneficiar- da para el cultivo de quinua en el Altiplano Sur se a través de un sinergismo con el cultivo, y a su Boliviano con estiércol de camélido (1,07-1,06 x vez promover el crecimiento vegetal (Calvo et al. 104 UFC g-1 de suelo) (Paco-Pérez et al., 2019). 2008; Pérez-Porras, 2012, Camacho & La Torre, Ciertos géneros de hongos son comunes en 2015). ambientes ácidos, no porque un pH bajo sea Por otra parte, el cultivo de papa es afectado por óptimo, sino derivado de la ausencia de la varias enfermedades, causadas por hongos, competencia microbiana por las reservas de bacterias, nemátodos y virus (García-Ávila et al., carbono orgánico y la tolerancia natural a la 2018), ante esto, los actinomicetos se caracte- - 225 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) rizan por producir compuestos bioactivos, capa- La actividad biológica del suelo se daría en ces de inhibir el desarrollo de microorganismos diferentes niveles dependiendo de la naturaleza fitopatógenos (Caro-Castro et al. 2019; Park et al., de la enmienda, esto estaría ligado a la compo- 2002; Crawford et al., 1993). En tal sentido, acti- sición química de la enmienda, dada la alta nomicetos presentes en las enmiendas orgánicas, sensibilidad enzimática a la cantidad de sustrato, son promisorios para ser utilizados en programas productos finales de reacción, cofactores e de control biológico ante fitopatógenos fúngicos y inhibidores. Al respecto, Albiach et al. (2000) bacterianos de papa (Pérez-Rojas et al., 2015). encontraron en su estudio, que la actividad 3.3.4 Las poblaciones microbianas, su enzimática fue más alta con la aplicación de relación con otros parámetros edafológicos y compost, seguida de la aplicación de estiércol las enmiendas orgánicas ovino. Por su parte, Hernández et al. (2006), El comportamiento general registra una mayor encontraron que el compost producido a partir de población de bacterias que estuvieron entre 106 y estiércol de ovino fue la enmienda más estimu- 107 UFC g-1 de suelo, seguido de la de actinomi- lante para las poblaciones de microorganismos y cetos, entre 105 y 106 UFC g-1 de suelo, y la la actividad enzimática, por su contenido de población de hongos que estuvo entre 104 y 105 fracciones lábiles. En contraparte, el guano de UFC g-1 de suelo; concorda en parte con lo hallado islas poseería una acción selectiva al concentrar en rizósfera de papa por Calvo et al. (2008), más nutrientes que materia orgánica, favore- reportan una población de bacterias totales entre ciendo la adaptación de la comunidad mesófila 106 y 108 UFC g-1 de suelo y una población de (Cárdenas-Moscol et al., 2017). hongos entre 104 y 105 UFC g-1 de suelo. La importancia del estudio de parámetros violó- Paco-Pérez et al. (2019), señalan que la comuni- gicos se da por ser indicadores del estrés ecoló- dad microbiana en la rizósfera puede variar según gico y recuperación de un suelo, por tener una las características propias del suelo y de su con- influencia directa en la estabilidad y fertilidad de tenido de materia orgánica, humedad, pH, tempe- los ecosistemas, brindando información inmediata ratura, el tipo de fertilización y el estado de la es- sobre pequeños cambios en el suelo (Dick & pecie vegetal; en su estudio los tres grupos micro- Tabatabai, 1993; Smith & Papendick, 1993). bianos incrementaron sus poblaciones a medida 3.4 Caracterización fisicoquímica de los suelos que mejoró la temperatura y la humedad en el Los suelos donde se llevó el experimento son de suelo. Aquí, las poblaciones microbianas tienden naturaleza ácida, esto suele ser desfavorable para a aumentar con el incremento en el porcentaje de el desarrollo radicular, además, contienen pocas humedad gravimétrica (Tabla 1), lo cual también bases de cambio, poseen escasa actividad micro- fue registrado por Ramos & Zuñiga et al. (2008), biana y asimilación del fósforo, el cual precipita en sus recuentos de microorganismos aerobios dando formas insolubles con manganeso, mesófilos viables, mohos y levaduras. aluminio y hierro (Andrades & Martínez, 2014). El pH se encuentra entre los factores abióticos El fósforo es importante para el cultivo de papa más relevantes para los microorganismos del porque promueve la rápida formación de suelo, y las modificaciones de éste pueden activar tubérculos, crecimiento de las raíces, mejora la o inactivar las enzimas microbianas. Un pH de 5,6 resistencia a bajas temperaturas, incrementa la sería el ideal para la mayoría de los micro- eficiencia del uso de agua, contribuye a la organismos benéficos (Calvo et al., 2008). Sin resistencia a enfermedades y acelera la madurez embargo, la presencia de poblaciones microbia- (Campos, 2014). La baja concentración encon- nas en regiones andinas y de pH más ácidos, trada en este estudio (Tabla 3), lo convertiría en indicaría una efectiva adaptación a estas condi- un elemento crítico durante el periodo inicial de ciones (Pérez-Porras, 2012; Nishijima et al., 2005; desarrollo de la planta y de tuberización, su Calvo et al., 2008; Santos & Samudio, 2020). deficiencia estaría relacionada a un bajo Los resultados obtenidos en el presente estudio rendimiento en la cosecha por el retardo en el indicaron que las enmiendas orgánicas, provo- crecimiento apical y reducción en la formación de caron un aumento en las poblaciones de micro- almidón en los tubérculos (Oyarzún et al., 2002). organismos, lo cual significaría un incremento en Por ello, el enriquecimiento de las enmiendas biomasa y actividad microbiana (Ros et al., 2003), orgánicas con este nutriente es un aspecto a así mismo, serían fuente de nutrientes minerales mejorar como parte del manejo integral de la para las plantas en un sistema ecológico fertilidad del suelo para la producción de papa en equilibrado (Bonanomi et al., 2014). la zona andina. - 226 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) Tabla 3 Análisis de suelos posterior a la aplicación de las enmiendas en cada zona de evaluación Cationes Cambiables Sat. de pH P K CIC Zona Trat. Ca+2 Mg+2 K+ Na+ Al+3 + H+ bases (1:1) ppm ppm meq/100g % Alta Guano 4,77 5,6 282 25,92 13,2 0,83 0,51 0,17 0,10 56,75 Compost 4,9 5,0 248 25,60 13,5 0,78 0,44 0,19 0,10 58,24 Estiércol 4,98 5,3 237 25,28 14,6 0,92 0,49 0,17 0,10 64,00 Media Guano 4,56 2,7 121 26,40 8,77 0,55 0,18 0,17 0,50 36,63 Compost 4,68 2,6 114 25,92 9,06 0,60 0,17 0,16 0,25 38,54 Estiércol 4,64 2,8 103 27,68 8,71 0,53 0,14 0,17 0,40 34,50 Baja Guano 4,04 3,3 105 19,84 1,76 0,30 0,15 0,22 2,00 12,25 Compost 4,26 3,1 121 19,52 1,97 1,33 0,20 0,21 1,50 19,01 Estiércol 4,04 3,2 146 22,08 1,66 0,30 0,23 0,22 2,10 10,91 En cambio, la aplicación de enmiendas 4. Conclusiones incrementó el potasio disponible, pasando de un Las interpretaciones de las evaluaciones nivel medio a uno alto (Tabla 3). Éste es uno de edafológicas se realizaron por cada piso los nutrientes más extraídos por la papa altitudinal, la interacción significativa se debería a (Westermann, 2005), es catalizador de muchas su heterogeneidad intrínseca. Se destaca que la reacciones en la fotosíntesis, especialmente en la aplicación de enmiendas orgánicas aumentó la síntesis de proteínas y de carbohidratos (Sierra et humedad gravimétrica, las poblaciones micro- al., 2002). Su adición incrementa el calibre de los bianas y la CIC. Si bien la estrategia de aplicación tubérculos (Panique et al., 1997); sin embargo, la de enmiendas orgánicas permitiría mejoras en las deficiencia incrementa la actividad de la enzima propiedades del suelo, y con ello una optimizada polifenol oxidasa, resultando en manchas negras producción de papa nativa en la zona andina, en los tubérculos que afectan la calidad para estudios posteriores deberían considerar la industria (McNabnay et al., 1999). evaluación de un mayor número de indicadores de Así también, es de resaltar que la aplicación de la calidad del suelo, a lo largo de varias campañas enmiendas aumentó la CIC, pasando de un nivel agrícolas, a fin de ampliar el análisis del impacto bajo a un nivel medio en todas las zonas; en las de la aplicación de las enmiendas orgánicas en la alta y media en más de un 80 %, y en la baja en dinámica del suelo. más del 40 % (Tabla 3). Estudios previos de Alegre (1977) señalan que la incorporación de Agradecimientos enmiendas como el compost y estiércol, superan Los autores agradecen al Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) y al proyecto Pro Suelos y a la de abonos verdes, produciendo incrementos Aguas CUI: 2487112 por el apoyo. en la CIC de hasta 130% del valor inicial. La CIC de las enmiendas orgánicas estaría Referencias bibliográficas asociada con las fracciones orgánicas más AGRO RURAL (Programa de Desarrollo Productivo Agrario Rural) estables, por lo cual se esperaría que la CIC (2018). Plan Anual de Comercialización 2018 [28 de junio de producto de la acción del compost persista en el 2021]. Recuperado de https://www.agrorural.gob.pe/wp- content/uploads/transparencia/documentos/rde/RDE-124- suelo. 2018-AG-AGRORURAL-DE.PDF. Por otro lado, se encontró toxicidad por aluminio Albiach, R., Canet, R., Pomares, F., & Ingelmo, F. (2000). Microbial en la zona baja, al presentar valores superiores a biomass content and enzymatic activities after the application of organic amendments to a horticultural soil. Bioresource 2 meq de aluminio intercambiable (Instituto Technology, 75(1), 43-48. Colombiano Agropecuario, 1992); sus consecuen- Andrades, M., & Martínez, ME. (2014). Fertilidad del suelo y cias serían un retraso en el crecimiento de la raíz parámetros que la definen. Logroño, España. Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 29 pp. y abundancia de raíces laterales cortas, que se Aoyama, M., Angers, D. A., & N’Dayegamiye, A. (1999). Particulate tornarían gruesas y frágiles debido a la alta and mineral-associated organic matter in water-stable aggregates as affected by mineral fertilizer and manure afinidad del aluminio con elementos y grupos applications. Canadian Journal of Soil Science, 79(2), 295-302. funcionales, que constituyen pared celular, Arcos, J. (2017). Rizobacterias promotoras de crecimiento de plantas membranas y ácidos nucleicos (MacKinnon et al., para mejorar la productividad en papa. [Tesis de doctorado]. Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú. 166 p. 2004; Chang et al., 1999, Matsumoto et al., 1976). Arslan, EI., Öbek, E., Kirbag, S., İpek, U., & Topal, M. (2008). A fin de reducir este efecto perjudicial, el uso en Determination of the Effect of Compost on Soil Microorganisms. enmiendas calizas en conjunto con las orgánicas International Journal of Science & Technology, 3(2), 151-159. Bolo-Valladares, J.D., Reynoso-Zárate, A., Cosme-De la Cruz, RC. debe ser tomado en cuenta. Arone-Gaspar, G., & Calderón-Mendoza, C. (2020). La aplica- - 227 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) ción combinada de abonos orgánicos mejora las propiedades Janick, J. (2007). Plant Breeding Reviews. ISBN: 978-0-471-99798- físicas del suelo asociado al cultivo de quinua (Chenopodium 6. John Wiley & Sons, Inc. 352 p. quinoa Willd.). Scientia Agropecuaria, 11(3), 401-408. Julca-Otiniano, A., Meneses-Florián, L., Blas, R., & Bello-Amez, S. Bonanomi, G., Capodilupo, M., Incerti, G., Gaglione, S. A., & Scala, (2006). La materia orgánica, importancia y experiencias de su F. (2014). Fungal diversity increases soil fungistasis and uso en la agricultura organic matter, importance, experiences resistance to microbial invasion by a non resident species. and it role in agricultura. Idesia, 24(1), 49-61. Biological Control, 72, 38–45. Mackinnon, N., Crowell, K., Udit, A., & Macdonald, P. (2004). Calvo, P., Reymundo, L., & Zúñiga, D. (2008). Estudio de las Aluminum binding to phosphatidylcholine lipid bilayer poblaciones microbianas de la rizósfera del cultivo de papa membranes: 27Al and 31P NMR spectroscopic studies. (Solanum tuberosum) en zonas altoandinas. Ecología Aplicada, Chemistry and Physics of Lipids, 132, 23-36. 7(1-2), 141-148. Maletta, H. (2017). La pequeña agricultura familiar en el Perú. Una Calvo, P., & Zúñiga, D. (2010). Caracterización fisiológica de cepas tipología microrregionalizada. En IV Censo Nacional de Bacillus spp. aisladas de la rizósfera de papa (Solanum Agropecuario 2012: Investigaciones para la toma de decisiones tuberosum). Ecología Aplicada, 9(1), 31-39. en políticas públicas. Libro V. Lima, Perú, FAO. Caro-Castro, J., Mateo-Tuesta, C., Cisneros-Moscol, J., Galindo- Matsumoto, H., Hirasawa, F., Torikai, H., & Takahashi, E. (1976). Cabello, N., & León-Quispe, J. (2019). Aislamiento y selección Localization of absorbed aluminium in pea root and its binding de actinomicetos rizosféricos con actividad antagonista a to nucleic acid. Plant and Cell Physiology, 17, 127-137. fitopatógenos de la papa (Solanum tuberosum spp. andigena). McNabnay, M., Dean, B. B., Bajema, R. W., & Hyde, G. M. (1999). Ecología Aplicada, 18(2), 101-109. The effect of potassium deficiency on chemical, biochemical and Camacho, M., & La Torre, M. I. (2017). Efecto promotor de bacterias physical factors commonly associated with blackspot pgpr sobre cultivo de papa bajo diferentes sustratos a nivel de development in potato tubers. American Journal of Potato invernadero. The Biologist (Lima), 13(1). Research, 76, 53-60. Campos, R. (2014). Efecto de la fertilización en el rendimiento y Medina, V. A., Quipuzco, U. L., & Juscamaita, M. J. (2015). características biométricas del cultivo de papa variedad Huayro Evaluación de la calidad de biol de segunda generación de en la comunidad de Aramachay (Valle del Mantaro) (Tesis de estiércol de ovino producido a través de biodigestores. Anales pregrado). Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. 88 p. Científicos, 76(1), 116-124. Chang, Y., Yamamoto, Y., & Matsumoto, H. (1999). Accumulation of Mejía, P. N. (1941). Enmiendas Calcáreas. Revista Facultad aluminium in the cell wall pectin in culture tobacco (Nicotiana Nacional de Agronomía Medellín, 4(10), 989-1008. tabacum L.) cells treated with a combination of aluminium and MIDAGRI. (2021a). Perfil Productivo y Regional. Ministerio de iron. Plant Cell Environment, 22, 1009-1017. Desarrollo Agrario y Riego. Recuperado de: CIP (Centro Internacional de la Papa) (2006). Catálogo de https://siea.midagri.gob.pe/portal/siea_bi/index.html. variedades de papa nativa de Huancavelica-Perú. De la MIDAGRI (2021b). Ficha Técnica: Papa [28 de junio de 2021]. agricultura a la cultura. Lima, Perú. Metrocolor. 208 p. Recuperado de: https://www.minagri.gob.pe/portal/especial-iv- Crawford, D. L., Lynch, J. M., Whipps, J. M., & Ousley, M. A. (1993). cenagro/25-sector-agrario/papa/207-papa Isolation and characterization of actinomycete antagonists of a MINAM (Ministerio del Ambiente) (2019). Línea de base de la fungal root pathogen. Applied and environmental microbiology, diversidad genética de la papa peruana con fines de 59(11), 3899–3905. bioseguridad. ISBN N.° 978-612-4174-34-6. Lima, Perú. 128 p. Delgado-Londoño, D. (2017). Aplicación de enmiendas orgánicas Naramabuye, F. X., & Haynes, R. J. (2006). Short-term effects of para la recuperación de propiedades físicas del suelo asociadas three animal manures on soil pH and Al solubility. Australian a la erosión hídrica. Lámpsakos, 1(17), 77-83. Journal of Soil Research, 44(5), 515-521. Dick, W. A., & Tabatabai, M. A. (1993). Significance and potential Ojeda, G., Perfect E., Le Bissonnais, Y., & Alcañiz, J. M. (2004). uses of soil enzymes. En: Blain, FJ., (Ed.), Soil Microbial Efectos del uso de lodo de depuradora en las propiedades Ecology Application in Agricultural and Environmental físicas de un suelo franco: erodabilidad, estabilidad de Management, Marcel Dekker, Nueva York, EEUU. pp. 95–127. agregados y retención de humedad. Centro de Información de Durán-Umaña, L., & Henríquez-Henríquez, C. (2010). El Recursos Naturales CIREN. Chile. vermicompost: su efecto en algunas propiedades del suelo y la Nishijima T., Toyota K., & Mochizuki M. (2005). Predominant respuesta en planta. Agronomía Mesoamericana, 21(1), 85-93. culturable Bacillus species in Japanese Arable soils and their Francioli, D., Schulz, E., Lentendu, G., Wubet, T., Buscot, F., & Reitz, potencial as biocontrol agents. Microbes and Environment, 20, T. (2016). Mineral vs. organic amendments: Microbial 61-68. community structure, activity and abundance of agriculturally Opena, G. B., & Porter, G. A. (1999). Soil management and supple- relevant microbes are driven by long-term fertilization strategies. mental irrigation effects on potato: Root growth. Agronomy Frontiers in Microbiology, 7, 1446. Journal, 91, 426-431. Gallandt, E., Mallory, E., Alford, AR., Drummond, F., Groden, E., Oyarzún, P., Chamorro, F., Córdova, J., Merino, F., Valverde, F., & Liebman, M., Marra, M., Mcburnie, J., & Porter, G. A. (1998). Velásquez, J. (2002). Manejo Agronómico. En: Pumisacho, M. y Comparison of alternative pest and soil management strategies Sherwood, S. Eds. El Cultivo de la papa en Ecuador. pp. 51-83. for Maine potato production systems. American Journal of Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias Alternative Agriculture, 13, 146-161. (INIAP) y Centro Internacional de la Papa (CIP). Quito, Ecuador. Gamboa, Y. K. R., & Rojas, G. P. (2018). Genetic diversity of native Paco-Pérez, V., & Guzmán-Vega, G.-D. (2019). Effect of organic potatoes (Solanum spp.) from Vilcashuaman district, Ayacucho- amendments on the microbial populations of the rhizosphere of Peru, using AFLP. Revista Peruana de Biología, 25(3), 259– quinoa cultivation (Chenopodium quinoa Willd.) in the South 266. Altiplano of Bolivia. J. Selva Andina Biosph., 7(1), 32-43. García-Ávila, C. J., Valenzuela-Tirado, G. A., Florencio-Anastasio, J. Panique, E., Kelling, K. A., Schulte, E. E., Hero, D. E., Stevenson, W. G., Ruiz-Galván, I., Moreno-Velázquez, M., et al. (2018). R., & James, R. V. (1997). Potassium rate and source effects on Organismos asociados a daños en tubérculos de papa en potato yield, quality, and disease interaction. American Potato postcosecha. Revista mexicana de fitopatología, 36(2), 308- Journal, 74, 379 - 398. 320. Park, J. O., El-Tarabily, K. A., Ghisalberti, E. L., & Sivasithamparam, Garrido, MS. (1993). Interpretación de análisis de suelos. Hojas K. (2002). Pathogenesis of Streptoverticillium albireticuli on Divulgadoras. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Caenorhabditis elegans and its antagonism to soil-borne fungal Madrid, España. 40 p. pathogens. Letters in Applied Microbiology, 35(5), 361-365. Hawkes, J. (1990). The Potato: Evolution, Biodiversity and Genetic Perucci, P. (1992). Enzime activity and microbial biomass in a field Resources. American Potato Journal, 67, 733–735. soil amended with municipal refuse. Biology and Fertility of Soils, Instituto Colombiano Agropecuario (1992). Fertilización en diversos 14, 54-60. cultivos. Quinta aproximación. Manual de asistencia técnica No. Pérez, A., & Morales, J. (2008). Aspectos técnicos en el desarrollo y 25. Produmedios. Bogotá, Colombia. 64 p. control del proceso de compostaje. En: Casco, J., Herrero, R. (Ed.), Compostaje. Ediciones Mundi-Prensa. 141-164. - 228 - K. Mendoza-Dávalos et al. / Agroind. sci. 11(2): 221-229 (2021) Pérez-Porras, W. (2012). Caracterización y evaluación de actino- y disponibilidad de fósforo en un Ultisol. Revista Investigaciones micetos aislados de campos de cultivo de maca (Lepidium Agropecuarias, 2(2), 15-30. meyenii Walpers) como promotores del crecimiento vegetal Särkinen, T., Baden, M., Gonzáles, P., Cueva, M., Giacomin, L., (Tesis de pregrado). UNALM, Lima, Perú. 183 p. Spooner, D. M., Reinhard, S., Juárez, H., Nina, P., Molina, J., & Pérez-Rojas, F., León-Quispe, J., & Galindo-Cabello, N. (2015). Knapp, S. (2015). Listado anotado de Solanum L. (Solanaceae) Actinomicetos aislados del compost y su actividad antagonista en el Perú. Revista peruana de biología, 22(1), 3-62. a fitopatógenos de la papa (Solanum tuberosum spp. andigena Sierra, B. C., Santos, R. J., & Kalazich, B. J. (2002). Manual de Hawkes). Revista mexicana de fitopatología, 33(2), 116-139. fertilización del cultivo de la papa en la zona sur de Chile. Boletín R Core Team (2018). R Foundation for Statistical Computing, Vienna, INIA N° 76. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. 104 p. Austria. URL https://www.R-project.org/ Smith, L. J., & Papendick, R. I. (1993). Soil organic matter dynamics Ramos, E., & Zúñiga, D. (2008). Efecto de la humedad, temperatura and crop residue management. En: Blaine Meeting, F.J., (Ed.), y pH del suelo en la actividad microbiana a nivel de laboratorio. Soil Microbial Ecology Applications in Agricultural and Ecología Aplicada, 7(1-2), 123-130. Environmental Management, Marcel Dekker, Nueva York, Rodríguez-Martínez, N., Lucas-Ciriaco, D. J., Noguez-Estrada, J., & EEUU. pp. 65–94. Sánchez-Herrera, S. G. (2016). Evaluación del sustrato de olote Spooner, D., & Hetterscheid, W. L. (2005). Origins, evolution, and en la retención de humedad en el suelo para el cultivo de tomate Group classification of cultivated potatoes. Recuperado de: (Lycopersicum esculentum Mill). Revista de Ciencias Naturales https://vcru.wisc.edu/spoonerlab/pdf/. y Agropecuarias, 3(7), 25-34. Wait, D. A., Aubrey, D. P., Anderson, W. B. (2005). Seabird guano Ros, M., Hernandez, M. T., & García, C. (2003). Soil microbial activity influences on desert islands: soil chemistry and herbaceous after restoration of a semiarid soil by organic amendments. Soil species richness and productivity. Journal of Arid Environments, Biology and Biochemistry, 35(3), 463–469. 60(4), 681–695. Sánchez-Yañez, J., Marquez-Benavides, L., Lozano, L., & Westermann, D. T. (2005). Nutritional requirements of potatoes. Fernandez-Pavia, S. (2007). Los hongos fundamentales en la American Journal of Potato Research, 82, 301-307. productividad del suelo. Monografía. Universidad Microbiana de Whalen, J. K., Hu, Q., Liu, A. (2003). Compost Applications Increase San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Mich. México. Water-Stable Aggregates in Conventional and No-Tillage Santos, A., & Samudio, A. (2020). Evaluación del efecto de la Systems. Soil Science Society of America, 67, 1842-1847. inoculación de Bacillus subtilis en el pH, aluminio intercambiable - 229 -