Efectos del uso agropecuario sobre las comunidades de lombrices y el rol de éstas en la formación de materia orgánica del suelo

Abstract

Las lombrices tienen un enorme potencial de incidir en la estructura y funcionamiento del suelo, particularmente en la dinámica del carbono orgánico del suelo (COS), clave para la integridad ecológica y salud del suelo en ecosistemas naturales y agroecosistemas. Afectan estos procesos mediante mecanismos como la protección o desprotección del COS o C vegetal en micro y macroagregados y su estabilización o mineralización mediante la alteración de la comunidad microbiana. A su vez, las diferentes fracciones del suelo pueden presentar respuestas diferentes a la acción de las lombrices. La materia orgánica particulada (POM) y la materia orgánica asociada a minerales (MAOM), de mayor y menor biodisponibilidad y velocidad de ciclado, respectivamente, son fracciones cada vez más utilizadas en el estudio de la dinámica del COS. Por otro lado, las actividades productivas agropecuarias usualmente alteran de forma notoria la biota del suelo. Dado que las propiedades del suelo que parecen determinar en mayor medida las características de las comunidades de lombrices son la humedad del suelo, la textura, profundidad, pH y contenido de materia orgánica, se espera que las prácticas productivas que alteren directa o indirectamente estas propiedades induzcan cambios notorios sobre las comunidades de lombrices. A pesar de la relevancia de estas interacciones, los aspectos cuantitativos y cualitativos de su actividad sobre la dinámica del COS y de los efectos de las prácticas productivas son aún poco comprendidos. En este sentido, los objetivos de este trabajo fueron 1) evaluar los efectos del uso agrícola del suelo sobre la abundancia, biomasa y composición taxonómica y funcional de las comunidades de lombrices, y 2) cuantificar la influencia de dos especies de lombrices de hábitos de vida distintos, una lombriz endógea y una anécica, sobre la tasa de incorporación de carbono al suelo desde residuos vegetales de una gramínea y una leguminosa. La metodología para el objetivo 1 se basó en relevamientos de las comunidades de lombrices y las características fisicoquímicas del suelo en parcelas contiguas (mismo tipo de suelo) de campo natural bajo pastoreo y rotaciones agrícolas intensivas en 7 establecimientos agropecuarios en Uruguay, con frecuencia estacional entre las primaveras de 2020 y 2021. Para el objetivo 2 se llevó a cabo un experimento en ambiente controlado en el que se rastreó la dinámica del COS y C vegetal a la POM y MAOM del suelo mediante marcado isotópico en microcosmos durante 40 días, en presencia de ejemplares de Aporrectodea caliginosa (lombriz endogea geófaga) o Lumbricus friendi (anécica saprófaga) y residuos de las especies de interés agronómico Vicia villosa (leguminosa) o Avena strigosa (gramínea). Respecto al objetivo 1, los resultados revelaron un claro impacto negativo de los cultivos sobre las comunidades de lombrices de tierra, registrándose reducciones sustanciales en su biomasa, densidad y tamaño corporal medio. Se identificaron varias propiedades fisicoquímicas del suelo como posibles mediadoras de estos efectos, principalmente el régimen hídrico del suelo y el contenido de materia orgánica. Estas diferencias se atribuyeron a filtros ambientales que limitan la presencia de especies exóticas de lombrices de mayor tamaño en los cultivos. Además, la dinámica temporal mostró que las diferencias entre usos del suelo fueron más pronunciadas durante otoño e invierno. Estos impactos resultaron en una reducción de la diversidad funcional, lo que se espera que disminuya la capacidad de las lombrices para actuar como bioingenieros, con importantes consecuencias para la estructura y el funcionamiento del suelo. Respecto al objetivo 2, la lombriz geófaga mostró una capacidad significativamente mayor para incorporar C desde los residuos vegetales y reducir la pérdida de C original en presencia de biomasa vegetal de alta calidad (vicia). Sin embargo, con biomasa de baja calidad (avena), solo la lombriz saprófaga aumentó la incorporación de C. Los resultados muestran cómo los hábitos alimenticios de las lombrices definen su impacto en la dinámica del carbono en el suelo, en base a dos mecanismos no excluyentes: incorporación de C nuevo (asociado a ambas lombrices) y mantenimiento de C original de MAOM y C nuevo (asociado a la especie geófaga). Estos mecanismos están, a su vez, asociados al tipo y ubicación del tejido vegetal en el que se origina el C nuevo incorporado. En este sentido, observamos que el aumento de incorporación de C nuevo originado en raíz, dado por la lombriz geófaga, proviene principalmente de la rizodeposición y no del tejido macroscópico de raíz. Esta observación, no documentada hasta el momento según nuestro conocimiento, trae importantes implicancias ecológicas, agronómicas (en términos de interacción con diferentes cultivos de servicio) y metodológicas (i.e. los experimentos de este tipo que no incluyen la rizodeposición en su diseño pueden estar subestimando en gran medida el efecto de las lombrices). En conclusión, este trabajo aporta a la comprensión de la interacción entre los rasgos funcionales de las lombrices y de las plantas en la dinámica del COS y de los efectos del uso del suelo sobre las lombrices. Es necesario fortalecer la investigación en estas líneas para dilucidar mejor los mecanismos que impulsan estos patrones, fortaleciendo el desarrollo de enfoques de producción sustentable y conservación de la biodiversidad más efectivos.