Caracterización de los componentes según sus variables

La figura 7 muestra la ubicación de las variables cuantitativas, respecto los componentes uno (abscisa) y dos (ordenada). El componente uno permite distinguir dos grupos contrastantes: el grupo 1 (segmento positivo en X), conformado por 4 variables, altamente influido por el porcentaje de humedad y la Capacidad de Intercambio Aniónico CIA y en menor grado por la acidez intercambiable y la respiración microbiana; incluso el pH y el recuento de microorganismos harían parte de este grupo con una muy baja influencia.

Los vectores o líneas identifican las variables que aportan mayor explicación a los grupos de los componentes, estos dos componentes explican un 56.6% de la varianza. Salida del software estadístico R Fuente: Autor.

42 El grupo 2 (segmento negativo en X), se relaciona principlamente con las variables bases intercambiables, acompañado por el porcentaje de materia orgánica y fósforo total. Por su parte, el componente 2 sugiere la existencia de un grupo 3 donde el nitrógeno es influyente, acompañado de pH y el recuento de microorganismos.

A continuación se presentan las características de los grupos generados por los componentes así como las de los suelos en estudio, basados en la tabla 11 y en las clasificaciones según los valores paramétricos de varios autores, propuestos en la tabla 2.

A manera de introducción se aclara que en suelos ácidos, gran parte de los cationes son aluminio Al3+ y protones H+ presentes en diversas formas, lo que transforma su CIC a Capacidad de Intercambio Aniónico CIA (Oliva, 2009). Florez (2010), estipula que los suelos de cultivo de papa en áreas de páramo en el departamento de Cundinamarca, presentan pH ácidos, información que concuerda con los resultados de pH obtenidos en el estudio (alrededor de 4.5), y que según la clasificación del IGAC en Clavijo (2012), corresponde a suelos “muy fuertemente ácidos”. (Ver tabla 2). Por tanto, para los suelos en estudio y en adelante, se hablará de CIA en lugar de CIC. En el grupo 1 se encuentran altamente correlacionadas las variables CIA y humedad, de tal modo que casi se traslapan sus vectores. Jaramillo (2002) postula que la CIC es la capacidad que tiene un suelo para retener y liberar iones positivos (bases intercambiables Ca2+, Mg2+, K+ y Na+) gracias a su contenido de arcillas que aportan carga negativa al suelo; de igual manera Oliva, (2009) precisa que las arcillas influyen directamente sobre la humedad en el suelo, un suelo arcilloso usualmente presenta alta humedad disponible superior al 70%. Por tanto, entre más arcilloso el suelo mayor será la CIC y su humedad. De manera inversa es el comportamiento de los suelos del área de estudio, puesto que presentan carácter franco arenosos, según los análisis eternos realizados en laboratorio acreditado por el IDEAM (Ver anexo 2), con bajos porcentajes de arcillas (que no superan los 12.5%), baja CIC, y porcentajes de medios a bajos de humedad.

Como se mencionó en el párrafo introductorio, debido a las concentraciones de acidez intercambiable y los bajos pH de los suelos, se entiende que la variable “saturación de bases” esté en el lado opuesto a la CIA. Arévalo & Gauggel (2008), postulan que a mayor CIA, menor

43 disponibilidad de fósforo en los cultivos, lo que se refleja en baja fertilidad natural y en baja fijación de P en los suelos, al respecto se observa que las concentraciones de P de los suelos en estudio son bajas (según el IGAC en Clavijo (2012)), pues no superan los 2.5 ppm para todos los suelos (Ver tabla 11).

Igualmente se observa que la CIA actúa de forma opuesta al porcentaje de materia orgánica. En general, la CIC se incrementa en suelos arcillosos y con altos contenidos de materia orgánica (Espinosa, Slaton & Mozaffari, 2011), sin embargo, debido a que los suelos de estudio presentan bajos porcentajes de arcillas (menores al 12.5%.), la relación encontrada entre la CIA y la materia orgánica es inversa.

Por último en el grupo 1, se encuentra la variable respiración microbiana indicador de presencia de microbiota edáfica. La descomposición sucesiva del material muerto y la transformación de la materia orgánica son principalmente, resultados de la actividad microbiana en el suelo; de la misma forma, los productos de la descomposición afectan algunas de las propiedades del suelo, como incrementos en la agregación y aumentos en la CIA (Guerrero, Quintero, Espinoza, Benedicto & Sánchez, 2012). De manera similar se relaciona la humedad con la microbiota edáfica, puesto que incrementos en la humedad del suelo favorecen la proliferación de microorganismos que aceleran la descomposición de la necromasa (Cañón, Avellaneda & Torres, 2012).

Con lo anterior se entiende la relación que existe entre las variables respiración microbiana y el porcentaje de humedad en el suelo. Para los suelos de los dos tipos de agricultura, se reportaron porcentajes de humedad cercanos al 50%, lo que la USDA (2010) considera como humedad media, y que coincide con la clasificación de Vásquez et al (2013) de “media - abundante microbiota” según las concentraciones reportadas de respiración microbiana para la agricultura orgánica y los suelos de las unidades testigo, y de “escasa” para los suelos bajo labranza convencional. Lo anterior, para Moratto, Martínez, Valencia & Sánchez (2005), es constante en suelos de páramos de Cundinamarca y Boyacá, sin intervención agrícola, en los que se presentan entre medio y altos contenidos de humedad, puesto que esta condición genera proliferación de gran variedad de microorganismos.

44 El grupo 2 asocia las variables saturación de bases intercambiables, fósforo y porcentaje de materia orgánica, que actúan antagónicamente con las variables componentes del grupo 1. La relación directa de la saturación de bases intercambiables y la materia orgánica, radica en que la materia orgánica tiene una alta capacidad para retener cationes en el suelo o las llamadas bases intercambiables (Garrido, 1993); no obstante el hecho que en las muestras de suelo obtenidas de los cultivos experimentales la materia orgánica fuera mayor al 10% (indicando que es abundante según Guerrero (1998)), su disponibilidad es restringida para los cultivos, por cuanto existe una acidez muy fuerte (pH entre 3.1 y 5.0, según la clasificación del IGAC en Clavijo (2012), y USDA, (2010)) que se asocia con altas concentraciones de Al3+, generando toxicidad para las plantas y limitando la disponibilidad de la materia orgánica (Arévalo & Gauggel, 2008).

La relación directa entre las variables materia orgánica y fósforo, es explicada, según Jaramillo (2002), porque al aumentar el contenido de materia orgánica hay aportes de nutrientes al suelo tales como nitrógeno, fósforo y azufre, principalmente durante el proceso de mineralización; no obstante, la disponibilidad de algunos nutrientes se reduce debido a la formación de complejos estables o a procesos de adsorción selectiva de algunos iones de cambio (Cerón & Aristizábal, 2012). Con lo anterior, se explica que aunque haya suficiente materia orgánica en los suelos de estudio (superior al 10% que según el IGAC en Clavijo (2012) y Guerrero (1998), corresponde a altos depósitos), tanto la materia orgánica como el fósforo (que presenta bajos contenidos < a 3 ppm) no están disponibles para las plantas debido a la selectividad de los iones de cambio Al3+ y H+, que como se describió anteriormente se conoce como CIA en suelos ácidos.

En el grupo 3 se asocian las variables nitrógeno N, pH y recuento de microorganismos. Al respecto se encuentra una relación directa entre el N y el recuento de microorganismos; la fijación de N2 es

dada, en parte, por bacterias que conforman el grupo de microorganismos que caracteriza a la rizósfera (Jaramillo, 2002). De manera indirecta se relacionan el pH y el recuento de microorganismos: las condiciones de acidez o de alcalinidad son muy variables para los diferentes organismos, géneros como Beijerinckia, Derxia, Acetobacter, Rhizobium y Azomonas se desarrollan mejor en suelos ácidos (pH < 6), mientras que bacterias como Azotobacter y

Azospirillum prefieren suelos con pH > 6; todos los anteriores grupos de bacterias fijadoras de nitrógeno (Jaramillo, 2002).

45 En los suelos de los cultivos experimentales, se reportaron concentraciones bajas de nitrógeno (según el IGAC en Clavijo (2012) y USDA (2010)) entre 1.5 y 3 %; sin embargo, el recuento de microorganismos para estos suelos arrojó resultados cercanos a 1 x 106 _{Unidades Formadoras de}

Colonias UFC/g, lo que indica, según Beltrán (2014), entre media a abundante presencia de microorganismos. Esto puede deberse a que el recuento de microorganismos se realizó empleando agar nutritivo AN, medio en el que crece todo tipo de microorganismo facultativos sin diferenciar sí son bacterias fijadoras de nitrógeno o no; por tanto esta relación, para el caso de estudio, no es concluyente.

Sin embargo, estos resultados sirven para interpretar la asociación de los microorganismos en la fijación del nitrógeno en los suelos, por cuanto se puede inferir que sí hay un incremento del nitrógeno a través del tiempo, éste debe coincidir con aumentos de las UFC presentes en el AN siguiendo lo expuesto por Cañón et al., (2012), quienes observaron fluctuación en el recuento de microorganismos, y por tanto, en las concentraciones de nitrógeno en los suelos, consecuencia del sistema de uso (cultivo de papa, ganadería y páramo). Esta situación se retomará adelante cuando se hable sobre las diferencias entre las variables analizadas frente al tipo de agricultura (orgánica y convencional), apartado 6.1.1.2.1.

6.1.1.2.Agrupación de los datos muestrales según los suelos en desuso agrícola y el tipo de