La mayoría de la gente rara vez piensa en los miles, si no millones, de seres vivos que pisan todos los días.
por Ashley Jernigan, Universidad de Cornell
La mesofauna del suelo son los pequeños artrópodos que viven bajo nuestros pies, cuyo tamaño varía entre 100 µm y 2 mm, lo que es comparable a un grano de sal. Esta categoría de tamaño intermedio de artrópodos del suelo incluye microartrópodos, un grupo de invertebrados dominados por colémbolos y ácaros.
Los microartrópodos del suelo impactan muchos procesos del suelo que afectan la producción de cultivos. En particular, los microartrópodos afectan la descomposición de la materia orgánica del suelo y el ciclo de nutrientes. También pueden afectar la supresión y transmisión de patógenos vegetales, la germinación de semillas, los exudados de raíces (compuestos secretados por las raíces de las plantas), la asignación de nutrientes y el crecimiento de las plantas. Aunque la mesofauna del suelo afecta principalmente la producción de cultivos a través de sus interacciones con otros factores en el ambiente del suelo, estos efectos indirectos pueden generar grandes impactos en los cultivos.
Los efectos que los microartrópodos del suelo tienen en la producción de cultivos generalmente se exploran centrándose en un proceso del suelo, como el ciclo de nutrientes o la incidencia de enfermedades patógenas de las plantas, aunque sus comportamientos influyen en estos procesos simultáneamente.
En 2019 y 2020, realizamos un experimento de campo para ayudarnos a comprender cómo los efectos de los microartrópodos en estos procesos interconectados impactan la producción de cultivos. Estas relaciones se investigaron tanto en soja como en frijoles secos bajo tres tratamientos diferentes de cultivos de cobertura. Los tratamientos con cultivos de cobertura incluyeron ningún cultivo de cobertura con labranza (tratamiento de control), centeno de cereal con labranza y centeno de cereal enrollado sin labranza.
En este experimento medimos comunidades de microartrópodos, múltiples métricas microbianas (biomasa, cinco enzimas extracelulares, análisis de ADN comunitario) y características del suelo que impactan los procesos biológicos (carbono y nitrógeno del suelo, estabilidad de los agregados, proteína del suelo). También medimos métricas selectas de patógenos vegetales para el moho blanco ( Sclerotinia sclerotiorum ) y la pudrición de la raíz ( Fusarium spp.), junto con métricas de producción de cultivos (biomasa de cereal de centeno, supresión de malezas y rendimiento del cultivo).
Modelamos los efectos de los microartrópodos en la producción de frijol e investigamos la importancia relativa del ciclo del nitrógeno, la dinámica de los patógenos y las comunidades de malezas en los resultados de la producción de cultivos. Nuestros modelos se centraron en el peso del frijol, ya que es una de las métricas más importantes para los agricultores. El estado nutricional del suelo fue uno de los determinantes más importantes del peso total del frijol. El nitrógeno de la biomasa microbiana fue una métrica importante del suelo y tuvo consistentemente un efecto negativo en el peso total del frijol. Este efecto del nitrógeno de la biomasa microbiana podría indicar una alta importancia relativa de la competencia entre plantas y microbios en los resultados de la producción de cultivos.
Los dos patógenos de interés en estos cultivos, el moho blanco y la pudrición de la raíz, no fueron los principales impulsores de los resultados de la producción agrícola. El moho blanco no fue significativo en ninguno de los modelos y la gravedad de la pudrición de la raíz solo apareció esporádicamente en los modelos con efectos mixtos. Aparte del centeno voluntario, la competencia con las malezas no jugó un papel importante en los modelos. En las parcelas de centeno cereal enrollado, el centeno voluntario fue un problema importante debido a la competencia. Sin embargo, tuvo un efecto positivo en otros tratamientos, al proporcionar una fuente de alimento adicional para la red alimentaria del suelo que era complementaria a los frijoles.
Los ácaros Collembola, Mesostigmata y Prostigmata fueron los microartrópodos más importantes en los modelos. Los microartrópodos tuvieron efectos más positivos cuando había más recursos alimentarios disponibles, como en el tratamiento del cereal laminado de centeno. Los microartrópodos tuvieron la mayor abundancia en el tratamiento con cereal de centeno enrollado, lo que daría como resultado una mayor alimentación tanto de los microbios del suelo como de las raíces del cereal de centeno en descomposición. Esto probablemente habría causado un aumento en el ciclo de nutrientes y en los nutrientes disponibles para las plantas. Demostramos que las decisiones de manejo de cultivos impactan si los microartrópodos tienen una influencia positiva o negativa en la producción de frijol.
En general, nuestra investigación indica que la gestión de los procesos biológicos del suelo es un determinante central de los resultados de la producción agrícola. Los microartrópodos del suelo aparecieron específicamente como algunos de los impulsores más importantes de estos resultados. Los hallazgos de esta investigación pueden ayudar a informar sobre sistemas de manejo de cultivos sostenibles que dependen de los procesos del suelo para mejorar la producción de cultivos.
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