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Impacto de la rotaci�n de cultivos en el suelo

 

Impact of crop rotation on the soil

 

Impacto da rota��o de culturas no solo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: nayely.moreirab@espam.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 26 de febrero de 2025 *Aceptado: 24 de marzo de 2025 * Publicado: �13 de abril de 2025

 

       I.          Estudiante de la carrera de ingenier�a agr�cola universidad ESPAM MFL, Calceta, Manab�, Ecuador

     II.          Estudiante de la carrera de ingenier�a agr�cola universidad ESPAM MFL, Calceta, Manab�, Ecuador

   III.          Ingeniero Agropecuario, Magister en administraci�n y mercadeo agropecuario, y Docente en la ESPAM MFL

   IV.          Ingeniero Agr�cola, magister en ciencias de la geo informaci�n y observaci�n de la tierra menci�n informaci�n de tierra para la planificaci�n del territorio, Doctor Dentro del Programa de Doctorado en Ingenier�a Agraria, Alimentaria, Forestal Y del Desarrollo Rural Sostenible, y Docente en la ESPAM MFL, Ecuador.

 

Resumen

La agricultura intensiva con cultivos �nicos ha provocado una reducci�n global en los niveles de carbono org�nico del suelo, el carbono org�nico es esencial para la fertilidad del suelo y una soluci�n sostenible es implementar sistemas de rotaci�n con cultivos de cobertura. El objetivo de esta investigaci�n es determinar el impacto de la rotaci�n de cultivos en el suelo, este estudio se llev� cabo en CIIDEA donde principalmente se tiene cultivos de ciclo corto. Para la determinaci�n de los perfiles del suelo se realizaron calicatas, y para realizar el an�lisis qu�mico y de concentraci�n de carbono se realizaron 10 mini calicatas de las cuales se tomaron muestras cada 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 cm. Los resultados obtenidos en la investigaci�n muestran que con la rotaci�n de cultivos la densidad aparente aumento un 37,83 % en relaci�n a los datos tomados hace 5 a�os.

Palabras Clave: densidad aparente; rotaci�n de cultivo; carbono org�nico.

 

Abstract

Intensive agriculture with single crops has caused a global reduction in soil organic carbon levels. Organic carbon is essential for soil fertility, and a sustainable solution is to implement rotation systems with cover crops. The objective of this research is to determine the impact of crop rotation on the soil. This study was carried out at CIIDEA, where there are mainly short-cycle crops. To determine soil profiles, pits were dug, and to perform chemical and carbon concentration analyses, 10 mini pits were dug, from which samples were taken every 0-5, 5-10, 10-20, and 20-30 cm. The results obtained in the research show that with crop rotation, the apparent density increased by 37.83% compared to data taken 5 years ago.

Keywords: bulk density; crop rotation; organic carbon.

 

Resumo

A agricultura intensiva de monocultura levou a um decl�nio global dos n�veis de carbono org�nico do solo. O carbono org�nico � essencial para a fertilidade do solo, e uma solu��o sustent�vel � implementar sistemas de rota��o com culturas de cobertura. O objetivo desta investiga��o � determinar o impacto da rota��o de culturas no solo. Este estudo foi realizado no CIIDEA, onde s�o cultivadas principalmente culturas de ciclo curto. Para a determina��o dos perfis do solo foram feitas covas, e para a realiza��o das an�lises qu�micas e de concentra��o de carbono foram feitas 10 mini covas, das quais foram retiradas amostras a cada 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 cm. Os resultados obtidos no inqu�rito mostram que com a rota��o de culturas a densidade aparente aumentou 37,83% em rela��o aos dados de h� 5 anos.

Palavras-chave: densidade aparente; rota��o de culturas; carbono org�nico.

 

Introducci�n

La intensificaci�n de la agricultura con cultivos �nicos ha ocasionado una marcada disminuci�n a nivel mundial en los niveles de carbono org�nico del suelo (COS), seg�n la Organizaci�n de las Naciones Unidas para la Alimentaci�n y la Agricultura�(FAO, 2017). Este COS desempe�a un papel crucial en mantener la fertilidad y productividad del suelo� (Lal, 2004). Una opci�n sustentable para contrarrestar esta p�rdida implica adoptar sistemas de cultivos en rotaci�n, que incluyan el uso de cultivos de cobertura (Poeplau, 2015).

 

La rotaci�n de cultivos es una pr�ctica agr�cola esencial que implica cambiar el tipo de cultivares en un terreno espec�fico a lo largo del tiempo, no se repite la siembra del mismo en una parcela, se alterna con diferentes plantas en ciclos establecidos; esta t�cnica ofrece una serie de beneficios significativos para el suelo y la agricultura en general. La variaci�n de los cultivos ayuda a devolver los nutrientes al suelo prescindiendo de insumos sint�ticos, tambi�n act�a como un m�todo efectivo para interrumpir los ciclos de plagas y enfermedades, esta pr�ctica contribuye al bienestar del suelo al incrementar la biomasa de las ra�ces de diversos cultivos, promoviendo as� la biodiversidad (AgroSpray, 2021). Adem�s, la diversidad vegetal mejorada facilita la exploraci�n de nutrientes, aumenta los exudados radicales y promueve la actividad biol�gica, favoreciendo la formaci�n y estabilizaci�n de la materia org�nica (McDaniel et al. & Tiemann et al., 2014).�

 

Los cultivos de rotaci�n ofrecen varios beneficios en t�rminos de acumulaci�n de carbono org�nico en el suelo, uno de los principales beneficios es el mayor aporte de biomasa, ya que la diversidad vegetal en los cultivos permite una mayor cantidad y variedad de residuos que se incorporan al suelo (McDaniel et al. & Tiemann et al., 2014) . Adem�s, la inclusi�n de especies con diferentes sistemas radiculares maximiza la exploraci�n del perfil del suelo y aumenta los aportes de carbono a trav�s de la rizo deposici�n; en conjunto, estas pr�cticas potencian la entrada de carbono org�nico en comparaci�n con los monocultivos� (Diman., 2020).

En la interrupci�n de los ciclos de plagas y enfermedades no solo impulsa la productividad, sino que tambi�n aumenta las contribuciones de biomasa durante la rotaci�n de cultivos �(Valera, 2014) . La cantidad y presencia de carbono org�nico en el suelo son de suma importancia en disciplinas como la ciencia del suelo, la agricultura, la ecolog�a y la lucha contra el cambio clim�tico, comprende principalmente carbono junto con otros elementos como hidr�geno, ox�geno, nitr�geno y peque�as cantidades de otros componentes, se refiere a la materia org�nica en diferentes etapas de descomposici�n y transformaci�n en el suelo (Burbano Orjuela, 2018)El COS, es un indicador clave de la calidad del suelo, este se�ala tanto en t�rminos f�sicos como qu�micos cuando se presenta en porcentajes elevados (Reyna Bowen et al., 2018) La cantidad de carbono org�nico que se presencia en el suelo puede variar significativamente dependiendo de varios factores, tales como el tipo de suelo, el clima, la vegetaci�n y las pr�cticas agr�colas. Los suelos que contienen una cantidad elevada de COS suelen ser m�s f�rtiles, retienen mejor la humedad y pueden actuar como sumideros de carbono� (Lef�vre et al., 2017).

 

Adem�s, las especies en rotaci�n tambi�n juegan un papel importante en la mejora de la estructura del suelo, esto se debe a que las ra�ces de estas especies se modifican f�sicamente y liberan exudados que promueven la formaci�n de agregados, estos agregados, tanto macro como micro agregados, contribuyen a proteger la materia org�nica al reducir su tasa de descomposici�n. De esta manera, las especies en rotaci�n contribuyen a la estructuraci�n del suelo y a la preservaci�n de la materia org�nica.

La rotaci�n de cultivos puede aumentar o mantener el contenido de carbono, esto implica evaluar los efectos que existen en los cultivos con la tasa de acumulaci�n o p�rdida de carbono org�nico, as� como identificar los factores que pueden influir en esta din�mica, como el tipo de cultivos utilizados, las pr�cticas de manejo del suelo y las condiciones ambientales. El objetivo de esta investigaci�n es determinar el impacto de la rotaci�n de cultivos en el suelo.

 

Materiales y m�todos

Sitio de estudio

El proyecto se llev� a cabo en CIIDEA (Ciudad de Investigaci�n e Innovaci�n y Desarrollo Agro productivo); en el �rea de cultivos de rotaci�n, localizados en la Escuela Superior Polit�cnica Agropecuaria de Manab� Manuel F�lix L�pez (ESPAM), ubicada en la zona central de la provincia de Manab�, Ecuador, cerca de los cantones Bol�var y Tosagua. Situada geogr�ficamente a 0�59'10''S, 79�77'879''O y a una altitud de 24 msnm ( Figura 1 ). Las condiciones clim�ticas presentadas como caracter�sticas climatol�gicas actualmente son precipitaci�n anual con 960 mm, su temperatura m�xima de 32�C, la temperatura m�nima 23�C, humedad relativa 83 % y su Heli�fila con 1008,8 h/sol/a�o.

Figura 1.- �rea de cultivos de rotaci�n CIIDEA

 

Descripci�n del �rea de estudio

El estudio se realiz� en un suelo utilizado para cultivos de ciclo corto en los cuales se determin� rotaci�n en zapallo (Cuc�rbita moschata), el mismo que tuvo una duraci�n de 120 d�as sembrado de 1 a 3 m entre hileras y de 1 a 1.5 m entre plantas, y en cultivo de ma�z el cual se encontraba sembrado, con una edad de 105 d�as a una distancia de 0.85 x 0.20 m, definiendo 1 ha para el sembr�o que es la poblaci�n de estudio (V�lez, 2021) determin� que se ten�a una densidad poblacional de 62 500 plantas de sembr�o de ma�z hibrido (Dekalb) que es conocido por su alto rendimiento, resistencia a las enfermedades y adaptabilidad a diferentes condiciones clim�ticas.�������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������

Este suelo ya ha tenido un uso desde hace 4 a�os lo cual, antes de que se escogiera para la siembra solo conten�a pasto, luego de eso se opt� por sembrar melina (Gmelina arborea Roxb) y algod�n de colores (Gossypium hirsutum), lo cual no fue favorable debido a las precipitaciones este suelo se manten�a h�medo constantemente y no permit�a su crecimiento.

 

Toma de muestras en campo y descripci�n de los perfiles del suelo

Para definir los perfiles de suelo se elabor� una calicata de 1.50 metros de profundidad, 2 metros de largo y un metro de ancho, para determinar los horizontes, textura, estructura, compactaci�n del suelo, actividad biol�gica, peso y humedad. Para la determinaci�n de los horizontes se utiliz� la tabla de Munsell, la textura fue definida a trav�s del tacto y la estructura se obtuvo de acuerdo al manual de la ESPAM MFL, para la densidad aparente se introdujo el cilindro con la ayuda del martillo en los diferentes perfiles del suelo, se procedi� a quitar el exceso que se encontraba en el exterior del cilindro y se ubic� la muestra del interior en una funda pl�stica, evitando que el suelo que contiene el objeto se desmorone o se caiga, los� resultados obtenidos se encuentran detallado en la (Tabla 1).

Tabla 1. Descripci�n de perfiles de suelo.

Fuente. Autores

Para el an�lisis qu�mico y determinar la concentraci�n de carbono almacenado en el suelo del cultivo de rotaci�n en ma�z, se realizaron 10 mini calicatas con una profundidad de 30 cm, donde se tomaron las muestras intercaladas del suelo de 500 g a cuatro profundidades 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 cm, donde se obtuvo la informaci�n del pH, materia org�nica y carbono org�nico del suelo, teniendo un total de 40 muestras.

Tabla 2. Descripci�n de profundidades para an�lisis qu�mico del suelo

Fuente: Autores

Procedimiento de laboratorio

Los an�lisis se realizaron en el laboratorio de agua, suelo y planta de la Escuela Superior Polit�cnica Agropecuaria de Manab� �Manuel F�lix L�pez� (ESPAM MFL), perteneciente al sitio El Lim�n, cant�n Bol�var con coordenadas de 0�49�8.12"S Latitud Sur y 80�10�53.08"O Longitud Oeste.

Las muestras se prepararon en el laboratorio en donde se pesaron, secaron, tamizaron y etiquetaron y luego se procesaron. Para la determinaci�n del carbono org�nico del suelo se utiliz� el m�todo de Walkley y Black.�����

Para el c�lculo de la densidad aparente, las muestras tomadas se llevaron al laboratorio y se coloc� el cilindro sobre un vidrio de reloj tarado evitando desperdiciar muestra de suelo, luego se coloc� en la estufa por 24 horas, a continuaci�n, se retir� y se coloc� en el desecador para enfriar durante una hora para obtener el peso eliminado del peso del cilindro y se aplic� la f�rmula 1.

 

An�lisis estad�stico

Se utilizo un dise�o de bloques completamente al azar (DBCA) con cuadriculas para un m�todo de distribuci�n aleatorio.El an�lisis estad�stico ANOVA se realiz� en el software InfoStat versi�n 2018, donde se analizaron y compararon las diferencias de las mediciones utilizando la prueba de Tukey al 5% de probabilidad. ����

 

Resultados y discusi�n

Humedad y densidad aparente de los suelos de estudio

La humedad del suelo es un factor clave que influye en los niveles de carbono org�nico, seg�n (Izquierdo y Ar�valo, 2021) el comportamiento de la humedad en cada una de las profundidades del perfil del suelo si influye a la captaci�n de humedad en todos sus perfiles, de igual manera hay una variaci�n m�nima notable entre las capas superiores e inferiores, adem�s, el contenido de humedad se encuentra relacionado con la compactaci�n del suelo, esto consiste en una reducci�n del espacio poroso causado por una carga la cual ha sido aplicada a la superficie del suelo (Mart�nez et al., 2008).

 

Lo que se puede visualizar en los resultados que se obtuvieron en el suelo que es utilizado para cultivos de rotaci�n en ciclos cortos, tiene una humedad con un rango que va desde un 5, 99 % en la primera capa de 0-5 a 6, 58% que lo mantiene la profundidad de 5-10 cm, lo que podemos expresar que la humedad de este suelo rotativo mantiene un rango de 6% lo que se demuestra que este suelo se mantiene sin diferencia significativa (Tabla 3).

 

Tabla 3. Porcentaje de humedad a diferentes profundidades.

Profundidad (cm)			Cultivo de rotaci�n
		n	media
	0-5	10	5,99 � 0,31	A
	5-10	10	6,58 � 0,31	A
	10-20	10	6,26 � 0,31	A
	20-30	10	6,12 � 0,31	A

 

 

 

 

 

 

 

Fuente: Autores

La densidad aparente es un par�metro clave en la rotaci�n de cultivos, ya que tiene un impacto directo en la calidad y la productividad del suelo, (Fernandez et al., 2019) comenta que su monitoreo y manejo adecuado son fundamentales para optimizar los beneficios de la rotaci�n de cultivos a largo plazo, adem�s, Raws et al., (2003), mencionan que la inclusi�n de materia org�nica aumento considerablemente la predicci�n de los contenidos de agua en el suelo, comparando con las ecuaciones que solo incluyen la textura y la densidad aparente.

 

La densidad aparte se obtuvo mediante las profundidades de 10 a 20 cm con las mini calicatas en la cual se extrajeron las muestras del suelo en estudio, las cuales mostraron que se encuentran sin diferencia significativa con un valor de 1,38 g/cm3 (Tabla 4), la densidad aparente en este suelo no var�a de forma importante entre este sitio de estudio, (Cuya et al., 2018) indica que suelo tiene propiedades f�sicas comparables, lo cual puede deberse a que han sido sometidos a manejos o usos similares, por otra parte, Fern�ndez et al., (2019), manifiestan que, en suelos que se mantiene cultivos forestales se encontrara una densidad baja que al momento de� realizar la siembra pudo generar un aumento de la Da y desencadenar un menor espacio poroso, lo cual dificulta la retenci�n y movimiento de agua.

Tabla 4. Densidad aparente a diferentes profundidades.

Profundidad (cm)			Cultivo de rotaci�n
		n	media
	0-5	10	1,38 � 0,01	A
	5-10	10	1,38 � 0,01	A
	10-20	10	1,38 � 0,01	A
	20-30	10	1,38 � 0,01	A

 

 

 

 

 

 

 

Fuente: Autores

 

Comparaci�n de densidad

La densidad que se obtuvo del suelo en estudio, el cual se lo utiliza para cultivos de rotaci�n en ciclos cortos, se la procedi� a comparar con un suelo que se encuentra dentro de Manab� en el Valle Carrizal de Chone, estudio realizado por (Reyna Bowen et al., 2018) utilizado para varios usos, entre esos los cultivos de rotaci�n, en esta comparaci�n se puede apreciar diferencias de cantidades de la densidad aparente (valor p = 0,858 g/cm³) entre las diferentes profundidades analizadas del suelo, que al compararlo con el estudio que se encuentra realizando en CIIDEA se tiene una densidad aparente de� (valor p = 1,38 g/ cm³), se visualiza una diferencia de � 37.83%, cabe resaltar que, estos suelos tienen tambi�n una diferencia de 5 a�os en comparaciones a las densidad, por ende, este puede ser este el motivo por el cual hay un extensa variedad entre las densidades aparente, (Landriscini et al., 2020) deduce que puede ser este el motivo de la cantidades var�en u tambi�n el manejo al cual han sido sometido en estos a�os pero los dos no tienen diferencia significativa.

Los resultados obtenidos en la presente investigaci�n demuestran que la implementaci�n de cultivos de rotaci�n incremento la densidad aparente del suelo un 37,83%, estos datos obtenidos son similares a los obtenidos por (Bazzani et al., 2018), donde se analiz� la densidad aparente de suelos con cultivos de alfalfa con 5 a�os y 5 meses implantada aumentando alrededor de un 8,39%, al igual que en la presente investigaci�n no se encontraron diferencias significativas (p˂0.05). (Gutierrez Mariscal, 2014), menciona en su investigaci�n que se obtuvieron diferencias estad�sticas en la densidad aparente en una profundidad de 0 a 5 cm, esto en suelos donde se cultiva ma�z, esos resultados difieren de los obtenidos en esta investigaci�n ya que no se encontraron diferencias significativas en ningunas de las profundidades analizadas.

 

Conclusi�n

Las mayores variaciones en las propiedades f�sicas de los suelos analizados son explicadas principalmente por la densidad aparente de los suelos analizados, esto es influenciado debido al rango de tiempo y a que se us� se le proporciona al suelo, adem�s, la rotaci�n de cultivos ayuda a mejorar la estructura del suelo, la reducci�n de la erosi�n, el aumento de la actividad biol�gica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Referencias

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� 2025 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).