Un experimento de 11 años en China relaciona la mejora sostenida de la calidad del suelo con una mayor estabilidad de las bacterias de la rizosfera y una menor vulnerabilidad productiva
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
La combinación prolongada de estiércol bovino y fertilizantes químicos puede mejorar la capacidad del suelo y de sus comunidades bacterianas para soportar episodios de lluvias extremas durante etapas críticas del cultivo de maíz. Así lo muestra un experimento de campo de 11 años desarrollado en la Estación Experimental de Quzhou de la Universidad Agrícola de China, en la llanura del norte de China.
La investigación comparó dos sistemas de fertilización: uno basado exclusivamente en fertilizantes químicos y otro que combinó estos productos con estiércol bovino. Los científicos analizaron la fertilidad y multifuncionalidad del suelo, las comunidades bacterianas y fúngicas de la rizosfera, la actividad enzimática, el desarrollo de las plantas y la resistencia del rendimiento frente a un episodio de precipitaciones intensas ocurrido alrededor de la floración femenina del maíz.
Los resultados indican que el manejo combinado elevó en un 265 % el índice de fertilidad del suelo y duplicó su multifuncionalidad respecto al tratamiento basado únicamente en fertilizantes químicos. Esta diferencia estuvo asociada con una mayor resistencia del rendimiento del cultivo frente a la perturbación provocada por las lluvias.
Once años de manejo cambiaron la calidad del suelo
El ensayo de larga duración comenzó en 2011 en Quzhou, una zona agrícola con clima monzónico continental templado y semihúmedo. La región recibe alrededor de 597 milímetros de precipitación anual y aproximadamente el 70 % de las lluvias se concentra entre julio y septiembre, una coincidencia temporal relevante para las fases de desarrollo del maíz.
Antes del episodio de lluvia intensa, el tratamiento que incorporaba estiércol presentó un contenido de agua del suelo un 23 % superior al registrado con fertilización química exclusiva. A lo largo del experimento, ese manejo también incrementó el carbono orgánico del suelo, el carbono orgánico disuelto, el nitrógeno total y el fósforo y potasio disponibles, con diferencias que oscilaron entre el 30 % y el 371 % frente al tratamiento de referencia.
Estos resultados se corresponden con investigaciones anteriores sobre los efectos del estiércol y los fertilizantes inorgánicos sobre la calidad del suelo, en las que las aplicaciones orgánicas prolongadas han mostrado capacidad para modificar propiedades físicas, químicas y biológicas de los terrenos agrícolas.
Las bacterias de la rizosfera mostraron mayor estabilidad
Una de las principales aportaciones del estudio fue observar lo que ocurrió en la comunidad microbiana inmediatamente antes y después de las precipitaciones extremas. Los investigadores caracterizaron bacterias y hongos de la rizosfera, la estrecha franja de suelo directamente influenciada por las raíces, para determinar hasta qué punto el historial de fertilización modificaba su respuesta ante la perturbación hídrica.
Después de las fuertes lluvias, el tratamiento con estiércol y fertilizante químico presentó una amplitud media de tolerancia de la comunidad bacteriana un 4,2 % superior a la del tratamiento exclusivamente químico. También registró un menor grado medio de variación en la comunidad bacteriana, lo que apunta a una respuesta más estable frente al cambio abrupto de las condiciones del suelo.
El resultado adquiere importancia porque los microorganismos participan en procesos fundamentales del suelo, entre ellos la transformación de la materia orgánica, el reciclaje de nutrientes y la formación de agregados que influyen en la aireación y la dinámica del agua.
La relación fue especialmente clara para las bacterias. La fertilidad del suelo mostró una fuerte asociación positiva con la amplitud media de tolerancia de la comunidad bacteriana, al igual que la multifuncionalidad. En cambio, los investigadores no encontraron una relación significativa equivalente para la comunidad fúngica.
Las redes bacterianas resistieron mejor la perturbación por lluvia
El estudio también examinó las redes de coocurrencia microbiana, utilizadas para analizar las asociaciones entre los diferentes microorganismos presentes en la rizosfera. Después del episodio de lluvias, la complejidad de la red bacteriana disminuyó en el suelo manejado únicamente con fertilizantes químicos, mientras permaneció más estable en las parcelas que habían recibido durante años la combinación de fertilizante y estiércol.
Los investigadores identificaron además 85 variantes de secuencia de amplicón consideradas especies clave en el tratamiento combinado, frente a 30 en el tratamiento exclusivamente químico. Muchas de estas variantes estuvieron estrechamente relacionadas con la fertilidad, la multifuncionalidad del suelo y la resistencia del rendimiento del maíz.
La mayor presencia de materia orgánica puede intervenir en varios de estos procesos. El mantenimiento de este componente es relevante tanto para la actividad biológica como para la estructura y funcionamiento del terreno, y diferentes investigaciones han examinado cómo la materia orgánica condiciona la salud del suelo y su dinámica microbiana bajo variaciones de humedad y temperatura.
La etapa de floración vuelve crítico el exceso de agua
Las precipitaciones intensas coincidieron con una fase particularmente sensible del maíz: el período alrededor de la aparición de los estigmas o floración femenina. Durante la transición desde el crecimiento vegetativo hacia la reproducción se determina una parte importante del potencial de rendimiento, por lo que alteraciones ambientales severas pueden afectar la polinización, la formación de granos y la producción final.
El exceso de agua también modifica rápidamente las condiciones físicas y químicas del suelo. La saturación reduce el oxígeno disponible para las raíces y altera los procesos microbianos, mientras que las precipitaciones intensas pueden aumentar el riesgo de escorrentía, erosión, pérdida de nutrientes y daños estructurales en el terreno.
La vulnerabilidad del cultivo frente a las lluvias ya ha llevado a revisar otras prácticas agronómicas. En sistemas donde el suelo permanece descubierto durante las primeras etapas del maíz, las lluvias intensas pueden aumentar la erosión y la pérdida de suelo fértil, especialmente cuando existen pendientes, escasa cobertura vegetal o una estructura superficial susceptible al impacto del agua.
El manejo orgánico no elimina los riesgos de las lluvias extremas
Los resultados no significan que la incorporación de estiércol pueda impedir los daños provocados por precipitaciones excepcionales. El estudio identifica asociaciones entre una mejor calidad del suelo, una comunidad bacteriana más estable y una mayor resistencia del rendimiento, pero no convierte el manejo orgánico en una protección absoluta frente a inundaciones o anegamientos.
Tampoco implica que los fertilizantes minerales deban ser eliminados. El tratamiento con mejores indicadores combinó precisamente ambas fuentes de nutrientes durante el período experimental. La investigación se centró en determinar qué ocurría cuando la fertilización química se complementaba de manera sostenida con estiércol bovino.
El aprovechamiento agronómico de las deyecciones ganaderas requiere además un manejo adecuado para reducir pérdidas de nutrientes y riesgos ambientales. Experiencias con la incorporación de estiércol en sistemas de maíz y cultivos de cobertura muestran que el método de aplicación puede influir tanto en la conservación del nitrógeno como en las emisiones y la escorrentía.
La calidad del suelo aparece como componente de la resiliencia agrícola
El trabajo aporta evidencia de campo de que los efectos acumulados durante años pueden resultar relevantes cuando un cultivo enfrenta un evento meteorológico extremo. En este caso, la mejora de la fertilidad y de múltiples funciones del suelo estuvo estrechamente relacionada con una mayor tolerancia de la comunidad bacteriana y con una mayor resistencia del rendimiento del maíz.
Los análisis de funciones microbianas previstas también mostraron menores cambios en procesos vinculados al metabolismo del carbono, nitrógeno y reacciones de oxidación-reducción en el tratamiento combinado. Esto proporcionó otra señal de mayor resistencia funcional de la comunidad microbiana frente a la perturbación hídrica.
El hallazgo cobra relevancia en un contexto en el que las condiciones climáticas extremas obligan a prestar mayor atención a la capacidad del suelo para amortiguar perturbaciones. El mantenimiento del humus, la estructura y la actividad biológica forma parte de las estrategias examinadas para reforzar la resiliencia del suelo frente a condiciones climáticas adversas.
Los autores consideran que los resultados destacan el papel de la calidad y la multifuncionalidad del suelo en la estabilidad de las bacterias de la rizosfera durante lluvias extremas. El experimento se realizó bajo unas condiciones edafoclimáticas y de manejo concretas, por lo que la magnitud de la respuesta puede variar en otros suelos, regiones, regímenes de precipitación y sistemas productivos.
Fuente referencial:
Applied Soil Ecology
