Las comunidades microbianas del suelo ante la diversificación de un agroecosistema de la pampa húmeda

Abstract

El proceso de intensificación agrícola de la pampa húmeda, ocurrido en las últimas décadas, se ha caracterizado por un creciente predominio de soja en monocultivo. El efecto de este manejo por más de tres décadas derivó en la pérdida de la fertilidad de los suelos. Sumado a esto, la pobre ejecución de rotaciones afectó los procesos biológicos edáficos e impactó negativamente en los costos económicos y ambientales de los sistemas agrícolas. La productividad de estos sistemas se encuentra fuertemente ligada a las actividades metabólicas de las diferentes comunidades microbianas que habitan en el suelo. Sus interacciones son responsables de la regulación de fenómenos ambientales clave. Por lo tanto, la información referida a las comunidades microbianas, sus actividades y participación en los procesos que determinan el funcionamiento del suelo, puede proporcionar datos necesarios para estudiar el impacto de técnicas agrícolas alternativas como la inclusión de cultivos de cobertura (CC). En este sentido, poco se conoce sobre los efectos de la diversificación agrícola mediante CC sobre la estructura y funcionalidad de las comunidades microbianas edáficas. El objetivo de esta tesis fue cuantificar el efecto la diversidad microbiana del suelo en respuesta a la inclusión de cultivos de cobertura (vicia, avena y nabo forrajero sembrados en combinaciones distintas) y sus interacciones con variables químicas y físicas, y con la sanidad del cultivo de soja, en la intensificación sustentable de sistemas productivos de la pampa húmeda. Se tomaron muestras de suelo a 10 cm de profundidad durante los años 2013, 2014 y 2015 de un ensayo de CC ubicado en la Estación Experimental Agropecuaria INTA Pergamino, Buenos Aires, Argentina. Se estudiaron distintos parámetros biológicos, químicos y físicos, junto a la incidencia del síndrome de muerte súbita en soja y el rendimiento del cultivo. Se observó una modificación en la estructura de las comunidades microbiana de suelo ante la diversificación del sistema agrícola, caracterizada por un aumento de biomarcadores, particularmente de bacterias Gram-negativas. El incremento en la diversidad microbiana estuvo además, asociado a una mayor actividad enzimática edáfica y una mayor eficiencia en el uso de fuentes carbonadas. Las parcelas bajo CC presentaron una mejora de la mayoría de los parámetros microbiológicos, químicos y físicos, sin afectar negativamente el rendimiento del cultivo de soja. En este sentido, una consociación de CC que incluya avena-nabo forrajero-vicia es altamente recomendable no solo para mejorar los procesos microbiológicos, sino también para proveer N adicional al cultivo. Los resultados indican que la inclusión de CC es una herramienta útil para mejorar la fertilidad del suelo y contribuir a la sustentabilidad de los sistemas agrícolas de la región pampeana.

The process of agricultural intensification of the humid pampas, occurred in the last decades, has been characterized by an increasing predominance of soybean monoculture. The prevalence of monoculture for more than three decades resulted in the loss of soil fertility. In addition, a poor execution of rotations affected soil biological processes and had a negative impact on the economic and environmental costs of agricultural systems. System productivity is strongly linked to the metabolic activities of different microbial communities inhabiting the soil, since microbial interactions are responsible for the regulation of key environmental phenomena. Therefore, information on microbial communities, their functioning and participation in processes that determine soil functioning, can provide necessary data to study the impact of alternative agricultural techniques such as the inclusion of cover crops (CC). In this sense, little is known about the effects of agricultural diversification through CC on the structure and functionality of edaphic microbial communities. The objective of this thesis was to quantify the effect of soil microbial diversity in response to the inclusion of cover crops (vetch, oats and radish, sown as different mixtures of species) and their interactions with chemical and physical variables, and crop health of soybean, in the sustainable intensification of productive systems of the humid pampas. Soil samples were taken at 10 cm depth during 2013, 2014 and 2015 in a CC field trial located at the Experimental Agricultural Station INTA Pergamino, Buenos Aires, Argentina. Different biological, chemical and physical parameters were studied, together with the incidence of sudden death syndrome of soybean and crop yield. An alteration in soil microbial structure was observed in plots under CC management, being this effect characterized by an increase of bacterial biomarkers, particularly Gram-negative bacteria. The increase in microbial diversity was also associated to a higher edaphic enzymatic activity and greater efficiency in the use of carbon sources. The CC plots presented an improvement of most of the microbiological, chemical and physical parameters, without negatively affecting soybean crop yield. In this sense, a CC consociation that includes vetch-oats-radish is highly recommended not only to improve the microbiological processes, but also to provide additional N to the cash crop. The results indicate that the inclusion of CC is a useful tool to improve soil fertility and contribute to the sustainability of agricultural systems in the Pampas region.