De Producción De Maíz

ACTIVIDAD MICROBIANA DEL SUELO BAJO DIFERENTES SISTEMAS

DE PRODUCCIÓN DE MAÍZ EN LOS ALTOS DE CHIAPAS, MÉXICO

SOIL MICROBIAL ACTIVITY UNDER DIFFERENT CORN CROPPING SYSTEMS

IN THE HIGHLANDS OF CHIAPAS, MÉXICO

José D. Álvarez-Solís y Manuel de J. Anzueto-Martínez

Departamento de Agroecología. División de Sistemas de Producción Alternativos. El Colegio de la

Frontera Sur (ECOSUR). Apartado Postal 63. San Cristóbal de Las Casas, Chiapas, México.

(dalvarez@sclc.ecosur.mx)

RESUMEN

El uso agrícola de la tierra en Los Altos de Chiapas intensifica los

problemas de fertilidad del suelo y el uso de fertilizantes para mantener

la producción de maíz. La comprensión de los factores que

regulan la actividad microbiana es de interés debido a la importancia

que ésta tiene en el mantenimiento de la fertilidad del suelo

y la nutrición de las plantas. El efecto de la intensificación agrícola

sobre el número de microorganismos, la respiración microbiana,

la mineralización del C orgánico y el potencial de inóculo

micorrízico y de fijación biológica del N2, así como la relación de

estos indicadores de la actividad microbiana con las características

de la fertilidad del suelo fueron objeto de análisis en dos localidades

de Chamula, Chiapas. Se utilizaron muestras compuestas

de suelo recolectadas en 52 parcelas clasificadas con base en el

historial de manejo en cuatro sistemas de producción de maíz:

barbecho largo, barbecho corto, rotación pastizal-cultivo y cultivo

anual continuo. La respiración microbiana fue 38% menor en

parcelas con maíz bajo cultivo anual continuo o con la rotación

pastizal-cultivo, que en aquellas con barbecho largo o corto, indistintamente

de su condición de cultivadas con maíz o de estar en

barbecho (acahuales arbóreo y arbustivo). La mineralización del

C orgánico fue 31 y 43% menor en parcelas con maíz bajo cultivo

anual continuo y de aquellas con rotación pastizal-cultivo, que en

las cultivadas con maíz en los sistemas de barbecho largo o corto.

La colonización micorrízica de maíz fue 3.1 veces más alta en suelos

del pastizal, que en los cultivados con maíz con barbecho largo.

La disminución de la actividad microbiana se relacionó con la

declinación de las reservas orgánicas, el aumento de acidez y la

disminución de cationes básicos del suelo. Estos resultados indican

la importancia de la adición periódica de enmiendas orgánicas

y minerales que restituyan las reservas orgánicas y cationes

básicos para mejorar la actividad microbiana heterotrófica en

suelos ácidos con uso agrícola intensivo. Así mismo, los resultados

sugieren la importancia que tiene el pastizal para mantener el

potencial de inóculo micorrízico del suelo.

Palabras clave: Zea mays, fertilidad del suelo, respiración microbiana,

uso del suelo.

Recibido: Abril, 2003. Aprobado: Diciembre, 2003.

Publicado como ENSAYO en Agrociencia 38: 13-22. 2004.

ABSTRACT

Agricultural land use in the Highlands of Chiapas intensifies the

problems of soil fertility and use of fertilizers to sustain corn

production. The comprehension of the factors that regulate

microbial activity is of interest due to the importance that has in

the maintenance of soil fertility and plant nutrition. The effect of

agricultural intensification on the number of microorganisms,

microbial respiration, organic C mineralization, mycorrhizal

inoculum potential and biological N2 fixation, and the relationships

of those microbial activity indicators with soil fertility

characteristics was analyzed in two localities of Chamula, Chiapas.

Composite soil samples were collected in 52 plots that were

classified in four corn cropping systems based on the land use

history: long fallow, short fallow, pasture-cultivation rotation and

annual continuous cultivation. Microbial respiration was 38%

lower in plots with corn under annual continuous cultivation or

pasture-cultivation rotation than in long or short fallow, irrespective

of their condition in cultivation (corn) or fallow (tree and shrub

vegetation). Organic C mineralization was 31 and 43% lower in

plots with corn under annual continuous cultivation and pasturecultivation

rotation than in cultivated plots of the long or short

fallow, respectively. Mycorrhizal colonization of corn was 3.1 times

higher in grassland than in cultivated soils from long fallow. The

decrease of microbial respiration was related to the decline of soil

organic reserves, the increase in soil acidity and the decrease of

basic cations. These results indicate the importance of the periodic

addition of organic and mineral amendments that should return

the soil organic reserves and basic cations to improve heterotrophic

microbial activity in these acid soils with intensive agricultural

use. Also, results suggest the importance of grassland to maintain

mycorrhizal inoculum potential of soil.

Key words: Zea mays, soil fertility, microbial respiration, land use.

INTRODUCTION

In the mountainous region of southeast México, known

as the Highlands of Chiapas, small farmers have very

limited land an capital with which to realize their

agricultural, livestock and forestry activities, which results

in small landholdings and extreme poverty (Parra and

14 AGROCIENCIA VOLUMEN 38, NÚMERO 1, ENERO-FEBRERO 2004

INTRODUCCIÓN

En la región montañosa del sureste de México conocida

como Los Altos de Chiapas, los campesi

nos realizan sus actividades agrícolas, pecuarias

y forestales con muy baja disponibilidad de tierras y capital,

lo que resulta en minifundio y pobreza extrema

(Parra y Díaz, 1997). En esta región, constituida por 15

municipios que abarcan una superficie de 2413 km2, el

uso agrícola de la tierra se intensifica (Díaz et al., 1999).

El sistema de producción de maíz basado en el barbecho

largo se ha transformado en sistemas con barbecho progresivamente

más corto y en el cultivo anual continuo

(Alemán, 1989; Alemán y López, 1989). La intensificación

del uso agrícola de la tierra ha modificado algunas

características de la fertilidad nativa del suelo, principalmente

ha causado a la disminución de materia orgánica,

N total y cationes básicos intercambiables, así como el

incremento de la concentración de P disponible para las

plantas en el suelo debido a la aplicación frecuente de

fertilizantes (Álvarez-Solís et al., 1998). La aplicación

de fertilizantes de origen industrial tiene un alto costo

para el campesino, y es incosteable por la baja rentabilidad

que las inversiones de capital tienen en la agricultura

de ladera (Pool-Novelo et al., 2000). Por lo anterior,

es importante comprender el efecto que tiene la intensificación

del uso agrícola de la tierra en los procesos naturales

que intervienen en el mantenimiento de la fertilidad

del suelo y la nutrición de las plantas.

La actividad microbiana es importante para mantener

la fertilidad del suelo y en la nutrición de las plantas.

Los microorganismos del suelo conducen la

biodegradación de la materia orgánica y constituyen un

importante reservorio lábil de C, N y P (Díaz-Raviña et

al., 1993). Algunos microorganismos son capaces de establecer

simbiosis mutualista con las plantas, tales como

las rhizobacterias promotoras del crecimiento del género

Azospirillum que fijan el nitrógeno atmosférico en la

endorrizosfera de gramíneas (Steenhoudt y Vanderleyden,

2000), y otros, como las micorrizas arbusculares que

colonizan las raíces de las plantas, forman una extensa

red de micelio en el suelo y mejoran la capacidad de

éstas para aprovechar el agua y los nutrimentos (Smith y

Read, 1997). El interés agronómico en la actividad

microbiana se debe a su potencial para reciclar los

nutrimentos, mejorar la nutrición de las plantas y disminuir

o sustituir la aplicación de fertilizantes de origen

industrial (Alarcón et al., 2002; Velasco et al., 2001).

La actividad microbiana es regulada por las características

físicas y químicas del suelo, por la composición

de los materiales orgánicos y por la naturaleza de la comunidad

microbiana (Alexander, 1980; Álvarez-Solís y

León-Martínez, 1997). Estos factores varían con los cambios

en el uso de la tierra (Palm et al., 1996) y con la

fertilidad del suelo (Verstraete y Voets, 1977). Para un

Díaz, 1997). In this region, made up of 15 municipalities

with a land area of 2413 km2, agricultural land use is

intensified (Díaz et al., 1999). Corn cropping systems

based on long fallow have been transformed into

increasingly shorter fallows and in annual continuous

cultivation (Alemán, 1989; Alemán y López, 1989). The

intensification of agriculture has modified some

characteristics of the native

...