Biomasa microbiana
La biomasa microbiana (BM) presenta los contenidos más altos en los dos tratamientos de mayor aporte de materia orgánica: estiércol vacuno (EV) y compost de lodos de depuradora (CL). Las parcelas fertilizadas con Duetto (DUE) y las enmendadas con ácidos húmicos (HUM) no presentan diferencias significativas con las parcelas control CON. Este patrón se repite en los cuatro ensayos realizados. Destaca, también, la ausencia de diferencias entre los bloques fertirrigados con los no fertirrigados, presentando valores globales, prácticamente idénticos en todos los casos (Figura 4.11 y Tabla 4.9).
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Los valores de biomasa microbiana se sitúan dentro de los rangos descritos en otros trabajos (Lynch y Panting, 1980; Fraser et al., 1988 y Carpenter-Boggs et al., 2000), registrándose diferencias entre tratamientos de fertilización orgánica comparables. La materia orgánica del suelo, a la cual se añaden las aportaciones radiculares (efecto rizosfera) constituyen las fuentes principales de compuestos orgánicos fácilmente aprovechables para la microflora (Müller et al., 2009).
Estos resultados están en concordancia con los obtenidos por Plaza et al. (2004), que no constatan diferencias entre los tratamientos control y con fertilización mineral, o Biau et al. (2012) que tampoco registran aumentos consistentes de la BM al aumentar la aplicación de fertilizantes minerales.
Al comparar los ensayos de otoño con los de primavera y verano, el comportamiento es diferente la primera temporada (ensayos 1 y 2) de la segunda (ensayos 3 y 4). Mientras que en el segundo ensayo se registra una disminución de alrededor del 25%, atribuible a la no aportación de nuevo material orgánico y reflejado a través del contenido de COT que sufre una reducción significativa, en el cuarto ensayo se produce un efecto opuesto: al realizar una aportación adicional en el cuarto ensayo, se produce un incremento global del 17%. Cabe indicar que este incremento no se da por igual en todas las parcelas, siendo atribuible, sobre todo a los aumentos en los tratamientos EV y CL (Figura 4.11), tratamientos dónde el incremento del COT del suelo es relevante.
Cuando referimos el contenido de BM al contenido de COT, la relación está muy ajustada, moviéndose en un rango de valores muy estrecho (valores medios de los tratamientos entre 11,0 y 12,9 g C kg-1 C, en los dos primeros ensayos y entre 9,1 y 13,4 g C kg-1 C en los otros dos ensayos) (Tabla 4.10), sin apreciarse diferencias entre ensayos y fertirrigación. Esta relación, indicadora de la contribución de la biomasa microbiana a la materia orgánica del suelo pone de manifiesto que la BM supone alrededor del 1% del carbono orgánico de estos suelos (globalmente, entre 0,9 a 1,3%). Estos valores, comparados con los descritos por Anderson y Domsch (1989) en regiones templadas son bajos, suponiendo entre el 30 y 40% del registrado por estos. Del mismo modo son muy inferiores a los descritos por Jorge- Mardomingo et al. (2013) en suelos semiáridos de Madrid, donde se alcanzan porcentajes de BM entre el 3 y 4% tanto en suelos control como después de altas aplicaciones de compost de recogida municipal. Plaza et al. (2004), en suelos tratados con estiércol y purines hacen referencia a porcentajes de BM entre el 2 y 3,6%. Las formas en que se encuentra la materia orgánica y el papel que juegan los carbonatos pueden ser responsables de estas diferencias.
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En los suelos mediterráneos con un alto contenido de carbonatos y minerales de arcilla se favorece la estabilización de la materia orgánica (Duchaufour, 1984; Fernández-Ugalde et al., 2014), ralentizando los procesos de mineralización, comparado con otros suelos sobre materiales descarbonatados donde las tasas de mineralización son mucho más elevadas (Castells y Peñuelas, 2003).
Actividad deshidrogenasa
La actividad deshidrogenasa (DH) ha presentado los valores más elevados, en todos los ensayos, en las parcelas enmendadas con compost de lodos de depuradora (CL) (Figura 4.12). El estiércol de vacuno (EV) produce un efecto más reducido sobre el aumento de la DH, alcanzando valores globales entre un 30 y 38% más bajos que CL. Los otros tres tratamientos: control (CON), enmienda de ácidos húmicos (HUM) y fertilizante orgánico Duetto (DUE) presentan contenidos de DH estadísticamente diferenciados de los dos primeros, siendo las parcelas con DUE las que presentan valores ligeramente más elevados, atribuible al aporte de un material fácilmente aprovechable por la microflora edáfica (Nannipieri et al., 1990). Los tratamientos con fertirrigación presentan actividades ligeramente más reducidas, alcanzando significación estadística a nivel de p=0,018 en el global de los dos primeros ensayos (Tabla 4.9). En los otros dos ensayos se aprecia una tendencia similar, con una ligera reducción en los tratamientos de fertirrigación (Figura 4.12) pero los altos valores del tratamiento de fertirrigación con compost de lodos (F+CL) eclipsa la tenue reducción de los otros tratamientos.
Estos resultados muestran como la DH se ve favorecida por la presencia de materiales orgánicos menos estables, más frescos. Nannipieri et al. (1990) indican que la adición de compuestos de carbono en el suelo incrementa la DH, al estimular la proliferación de células microbianas. Perucci (1990) y García et al. (1998) también describen un incremento en la DH en el suelo tras la aplicación de residuos orgánicos urbanos tanto compostados como sin compostar. De hecho, la DH se considera un buen indicador para evaluar la actividad biológica del suelo (Brookes et al., 2008).
Los incrementos de DH en el segundo ensayo, respecto al primero, se debe probablemente, a una mayor disponibilidad de sustancias fácilmente biodegradables (procedentes de restos del cultivo anterior, como por ejemplo, las raíces). Bergstrom et al. (1998) asocian diferencias en
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la DH en cultivos de diferentes especies por la distinta biomasa radicular que producen; estas diferencias en la biomasa radicular se traducen en diferentes entradas de carbono orgánico. También, puede haber una componente de variación estacional, ligada a cambios en las condiciones climáticas (como por ejemplo la temperatura).
Los cambios climáticos en el suelo son más marcados en la capa arable. Nannipieri et al. (1990) indican que la DH varía a lo largo del año para un mismo tipo de suelo. Esta variación temporal puede deberse a variaciones en el ritmo de descomposición de los substratos orgánicos por parte de los microorganismos. Rao y Tarafdar (1992) también mencionan esta variabilidad de esta actividad enzimática en función de las condiciones climáticas, siendo la disponibilidad de agua en el suelo y su temperatura los factores más relevantes.
La actividad deshidrogenasa específica (DHe; Tabla 4.10) presenta un rango de variación reducido, valores medios extremos de los cinco tratamientos en los cuatro ensayos entre 1,1 y 1,7 mmol kg-1 C h-1, diferenciándose entre sí los dos primeros ensayos, con ratios más elevadas en el segundo ensayo, con menor contenido de COT y mayor actividad DH absoluta.
Actividad ß-glucosidasa
Igual que sucede con la DH los valores más elevados de la actividad ß-glucosidasa (BG) se registran en las parcelas dónde se ha aplicado compost de lodos de depuradora (CL), con valores medios en los distintos ensayos entre 0,57 y 0,92 mmol PNP kg-1 h-1 frente a 0,34- 0,53 mmol PNP kg-1 h-1 del tratamiento control) (Figura 4.13). Las parcelas fertilizadas estiércol de vacuno (EV) presentan siempre valores ligeramente más bajos que el CL, si diferenciarse, ambos tratamientos, a nivel estadístico en la mayoría de ensayos (Figura 4.13). Las parcelas con fertilizante Duetto se sitúan en tercer lugar, con valores ligeramente más elevados que las parcelas control (CON) pero, también, sin llegar a diferenciarse a nivel estadístico entre ellas.
Los incrementos de la BG registrados con las aportaciones orgánicas son del mismo orden al descrito por García-Gil et al. (2000) y Iovieno et al. (2009).
Mientras que en el conjunto de los dos primeros ensayos los tratamientos sin fertirrigación han presentado actividades más elevadas (16% más) alcanzando significación estadística al
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nivel de p=0,005, en los dos últimos ensayos, la diferencia es a favor de las parcelas fertirrigadas aunque no hay diferencias estadísticamente significativas (Tabla 4.9).
Al comparar los ensayos de otoño con los de primavera y verano, los valores más elevados corresponden a los ensayos de primavera y primavera-verano alcanzando significación estadística, sobretodo en la primera temporada (ensayos 1 y 2) (Tabla 4.9).
En los dos primeros ensayos, la BGe presenta globalmente valores muy similares en todos los tratamientos, con una diferencia al límite de la significación estadística a favor de los tratamientos sin fertirrigar (Tabla 4.10). En cambio si muestra diferencias altamente significativas entre los dos ensayos, a favor del segundo, respondiendo a un incremento de la actividad BG acompañada de una reducción del contenido de CO.
Actividad fosfatasa alcalina
En los dos primeros ensayos, la actividad enzimática fosfatasa alcalina (PA) sigue la misma pauta que las actividades ß-glucosidasa y deshidrogenasa, con valores más altos en el suelo con aportación de compost de lodos (CL), con valores muy similares en el tratamiento de estiércol de vacuno (EV). La aplicación del fertilizante Duetto supone un ligero aumento de la actividad respecto al control pero no alcanza significación estadística (Figura 4.14.A).
En los dos últimos ensayos se mantienen las mismas diferencias entre tratamientos, destacando el incremento generalizado en el cuarto ensayo, sobre todo en los tratamientos que supusieron la incorporación de nuevo material (EV, CL y, en menor medida, DUE) (Figura 4.14.B).
El efecto de la fertirrigación sobre la PA ha sido variable: mientras que en los dos primeros ensayos se constata una clara reducción, en el tercero y cuarto los valores medios de las parcelas fertirrigadas y sin fertirrigar son idénticos (Tabla 4.9). La disminución registrada en los dos primeros ensayos es similar a la descrita por Plaza et al. (2004) que muestran un comportamiento similar al aumentar las dosis de purines de cerdo con un alto contenido en fósforo. En cambio Iovieno et al. (2009) no constatan diferencias de la actividad PA, o incluso presenta valores ligeramente más elevados en los tratamientos de fertilización mineral.
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El comportamiento de la PA referido al contenido de CO (PAe) presenta un comportamiento variable. Entre tratamientos no se aprecian diferencias estadísticamente significativas, entre los cinco tratamientos, con valores medios muy similares (entre 80 y 89 mmol kg-1 C h-1; Tabla 4.10). En cambio si se aprecian diferencias, los dos años a favor de los tratamientos de primavera-verano, con tasas notablemente más elevadas.
Actividad arilsulfatasa
Al igual que en las otras actividades enzimáticas, las parcelas con CL han presentado la tasa de actividad arilsulfatasa (AS) más elevada en los cuatro ensayos, con valores medios que duplicaban los valores de referencia del tratamiento CON (Figura 4.15). En una posición intermedia entre estos dos tratamientos se ha situado el EV, seguido de DUE que ha presentado valores de AS ligeramente más elevados que el tratamiento CON, si bien en casi todos los casos no se ha desmarcado estadísticamente del CON. En cambio el tratamiento HUM ha mantenido valores muy similares al CON.
La fertirrigación ha tenido un efecto negativo sobre la AS, con valores estadísticamente distintos al nivel de p=0,002, en los dos primeros ensayos conjuntos y sin alcanzar el nivel de p<0,05 en el conjunto de los dos últimos, pero con una tendencia apreciable al descenso de actividad con la fertirrigación (Tabla 4.9), similar a la descrita por Iovieno et al. (2009). Entre ensayos de otoño y primavera o primavera-verano, no se aprecian diferencias entre los dos primeros, por lo que no se detecta una disminución de la AS al no aportar nueva materia orgánica. En cambio, en el cuarto ensayo si se aprecia un incremento de actividad respecto al tercero, atribuible a la aportación de nuevo material (Tabla 4.9).
La actividad ASe presenta claramente las tasas más elevadas en las parcelas enmendadas con CL (valores medios de 24 y 27 mmol kg-1 C h-1, el primer y segundo año, respectivamente), mientras que las tasas más bajas corresponden a los tratamientos CON y HUM (valores medios de 17 y 18 mmol kg-1 C h-1, el primer y segundo año, respectivamente) (Tabla 4.10). En esta actividad, la fertirirgación parece tener un ligero efecto inhibidor, constatable los dos años, alcanzando significación estadística (Tabla 4.10).
4. Influencia fertilización orgánica y mineral
Globalmente la biomasa microbiana y las actividades enzimáticas cuantificadas presentan las tasas más altas en los tratamientos con mayores contenidos de COT, de forma similar a otros trabajos (Marinari et al., 2000; Marcote et al., 2001; Plaza et al., 2004; Chang et al., 2007; Iovieno et al., 2009; Liu et al., 2010). En cambio la respuesta de las actividades enzimática ante la fertilización mineral es más variable: mientras que Plaza et al. (2004) e Iovieno et al. (2009) constatan bajo la fertilización mineral, tasas iguales o ligeramente más bajas, de forma similar a las obtenidas en el presente trabajo, Marinari et al. (2000) y Liu et al. (2010) registran incrementos entre importantes y moderados con la fertilización mineral. En estos trabajos, la duración de los ensayos es un aspecto fundamental; en ensayos de larga duración (varios años) la fertilización mineral puede tener un efecto positivo en el crecimiento de los cultivos, generando más residuos vegetales que pueden favorecer una mayor actividad biológica.