Localización y generalidades del proyecto

El área en estudio estuvo conformada de cinco parcelas ubicadas en las localidades de Chacarita, Piedras Blancas, Rancho Quemado, La Palma y La Guaria; las tres primeras pertenecen al cantón de Golfito, mientras que las dos últimas se localizan en el cantón de Osa, ambos en la provincia de Puntarenas, Costa Rica. Estas fueron establecidas y conducidas por el Laboratorio Experimental de Palma Africana Sostenible (LAPA) de la Iniciativa Osa & Golfito (INOGO).

El cantón de Golfito se localiza en la zona de vida Bosque Muy Húmedo Premontano y el cantón de Osa en Bosque Muy Húmedo Tropical ⁽⁹⁾, presentan altas precipitaciones con promedios mensuales de 347,7 mm y 334,0 mm y altas temperaturas con rangos de 23,5 ° C a 29,2 ° C en Golfito y para la localidad de Piedras Blancas la precipitación promedio es de 509,9 mm y rango de temperatura de 21,9 ° C a 31,8 ° C en Río Claro ⁽¹⁰⁾.

Los órdenes de suelos son Ultisol principalmente, asociación Entisol-Inceptisol e Inceptisol, según el mapa de suelos de Costa Rica ⁽¹¹⁾, Figura 1.

Los trabajos de campo se iniciaron en el primer semestre del año 2019 y finalizaron en noviembre de 2020. Las parcelas fueron establecidas en el año 2016, principalmente entre los meses de agosto a octubre, con la siembra de todos los cultivos, excepto las plántulas de C. megalantha y la parcela en Chacarita que se establecieron en el año 2017.

Para evaluar la fertilidad fisicoquímica del suelo, fueron consideradas variables que definen la acidez tales como pH, suma de bases, acidez extraíble y saturación de acidez; además de macro y microelementos, también la materia orgánica y la relación C/N. Por otro lado, se determinaron la densidad aparente (Dap) y la de partículas o real (Dr), con las cuales se obtuvo la porosidad. Se tomaron muestras a dos profundidades 0 - 20 cm y 20 - 40 cm debido a que alrededor del 80 % de las raíces de las especies de plantas dentro de este sistema agroforestal no superan esta profundidad, se hicieron análisis químicos a través de las soluciones extractoras KCl-Olsen Modificado y el porcentaje de carbono y nitrógeno totales a través del método Autoanalizador Dumas. La acidez fue determinada por valoración con NaOH y el Al con HCl; el P y S por colorimetría con el Analizador de Inyección de Flujo (FIA) y los demás elementos como el potasio, calcio, magnesio y zinc por Espectrofotometría de Absorción Atómica.

Figura 1. Órdenes de suelos presentes en las parcelas del proyecto LAPA, Osa y Golfito, Puntarenas, Costa Rica. 

Figura 1. Órdenes de suelos presentes en las parcelas del proyecto LAPA, Osa y Golfito, Puntarenas, Costa Rica. Fuente: Elaborado con base en CIA 2020 ⁽¹¹⁾.

La Dap se determinó por el método de cilindros de volumen conocido, se tomaron tres muestras de suelo con tres repeticiones de 0 - 20 cm de profundidad en cada unidad experimental. Mientras que la Dr, en el segundo año, se determinó por el método del picnómetro.

Diseño experimental y arreglo de tratamientos

El experimento constó de cinco parcelas en localidades diferentes con dos tratamientos cada una, sistema agroforestal y monocultivo de palma, con un área de 5.000 m² cada tratamiento. Estos fueron un sistema agroforestal que combinó E. guineensis sembrada 9 m x 12 m para un total de 93 plantas/ha, C. megalantha (42 árboles/ha), T. cacao (632 árboles/ha) y Musa sp. (plátano, banano o cuadrado) (976 plantas/ha) y un control con E. guineensis en arreglo “tresbolillo” con 9 m x 9 m.

Se utilizó un Diseño de Parcelas Divididas con Bloqueo, con dos tratamientos y cinco repeticiones (localidades) por tratamiento. El factor A correspondió a cada parcela (localidades) y el factor B correspondió a los dos tratamientos dentro de cada parcela. Se usó la prueba de comparación de medias DGC (Di Rienzo, Guzmán y Casanoves, versión 2018), con un nivel de significancia de 0,05 ⁽¹²⁾.

Fertilidad de los suelos de las parcelas experimentales

Los suelos evaluados son suelos de fertilidad media a alta según ⁽¹⁴⁾. Los rangos de pH encontrados en ambos tratamientos variaron entre 5,76 y 6,24. Según ⁽¹⁵⁾, ⁽¹⁶⁾ estos son aptos para E. guineensis, no dejando de lado otros cultivos. ⁽¹⁷⁾ menciona que el pH óptimo para musáceas y T. cacao se encuentra entre 6,0 y 7,0. Este mostró diferencias significativas (p-valor ≤ 0,05) para profundidad y entre cada muestreo, siendo menor en los primeros 20 cm de profundidad y con tendencia a disminuir del año 2019 al año 2020 (Cuadro 1). Se puede sugerir que la variación es debido a la fecha de muestreo, en 2019 se hizo en época de pocas lluvias, mientras que en el 2020 en el período de muchas lluvias; ⁽¹⁸⁾ indica que en suelos de alta precipitación ocurre lixiviación de bases intercambiables y el pH tiende a disminuir.

La acidez extraíble en ambos tratamiento fue 0,33 a 0,6 cmol(+)/L, registrándose algunos valores por encima del nivel crítico ⁽¹⁹⁾. En la mayoría de los cultivos valores superiores a 0,5 cmol(+)/L comienzan a ser perjudiciales, sin embargo, la suma de las bases intercambiables (Ca+Mg+K) presentaron valores por encima de 5 cmol(+)/L, con un rango entre 29,17 – 32 cmol(+)/L, producto principalmente de los relativos valores altos de Ca (Cuadro 1) lo que equilibra esta acidez ⁽¹⁹⁾, incidiendo en que la saturación de acidez sea baja (Cuadro 1), de modo que disminuye el efecto en los cultivos.

Dentro de las bases, el magnesio es el único elemento que mostró diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos (figura 2), en el monocultivo fue mayor que en el SAF y aumentó significativamente del año 2019 al año 2020, lo que puede estar asociado a la misma situación del pH, dado que la aplicación de abonos y enmiendas fue muy mínima a nula y al poco tiempo experimental (2 años) que aún los efectos beneficiosos del SAF ⁽²⁰⁾ no se manifiesten; por el rango de valores encontrado en el suelo de este elemento, se asume que no limita el desarrollo de los cultivos presentes ⁽¹⁶⁾ . Los resultados del análisis de Ca concuerdan con lo mencionado por ⁽²¹⁾, que la mayoría de las plantaciones de E. guineensis en el sur del país están sembradas en suelos con alto contenido de este elemento; por otro lado, expresa que el K, en estos suelos donde se ubica este cultivo en el sur, es el elemento que con mayor frecuencia se encuentra desbalanceado respecto al Ca y al Mg; el K se encuentra a nivel medio aunque el valor mínimo está por debajo del crítico ⁽²⁰⁾.

Las relaciones de las bases intercambiables del suelo se encuentran en un rango alto, lo que limita la adecuada absorción por los cultivos, aunque los niveles de estos elementos se encuentren adecuados ⁽²⁰⁾. De acuerdo con ⁽²³⁾ en los rangos obtenidos para las relaciones Ca/K, Mg/K y Ca+Mg/K el elemento potasio se encuentra deficiente con respecto al calcio y al magnesio, además, de acuerdo con la relación entre Ca/Mg el elemento magnesio se encuentra desbalanceado con respecto al calcio.

El P presenta diferencias significativas (p-valor ≤ 0,05) entre los tratamientos y en la interacción entre muestreo y profundidad, el SAF supera al monocultivo (Figura 2). En la profundidad de 0 – 20 cm el contenido de P aumentó del año 2019 al 2020 y disminuyó en la profundidad de 20 – 40 cm, este resultado podría explicarse por mayor aporte de materiales orgánicos ⁽²⁴⁾, aunque es muy poco tiempo para esa aseveración. Aun así, el contenido de fósforo (P: 3,03 a 6,53 mg/L) en ambos tratamientos se encuentran por debajo del nivel crítico ⁽²⁰⁾. Lo que podría afectar las raíces de E. guineensis, ⁽²⁵⁾ encontró correlación positiva entre la concentración de fósforo y la densidad radical. En Costa Rica, ⁽²⁶⁾ también reportó bajos contenidos de fósforo, similares a los obtenidos en este estudio, en suelos de sistemas agroforestales con T. cacao.

El porcentaje de materia orgánica (MO), de carbono total (C) y nitrógeno total (N) presentaron diferencias significativas para muestreo y para profundidad, por ende, la relación C/N mostró el mismo comportamiento, donde en 0 a 20 cm estas variables fueron superiores que en 20 a 40 cm, igualmente en el segundo año estas variables fueron mayores (Figura 4), lo que concuerda con ⁽⁶⁾, ⁽⁹⁾, ⁽²⁷⁾, ⁽²⁸⁾, ⁽²⁹⁾, ⁽³⁰⁾, contrario a lo encontrado por ⁽³¹⁾ con plantaciones de C. arábica y sombrío de especies forestales. La materia orgánica varió entre 2,01% – 4,14% en ambos tratamientos (monocultivo y SAF). Contrario de esta investigación, ⁽²⁶⁾ obtuvo diferencias significativas entre los tratamientos para estas variables, siendo mayor en los sistemas de producción cacao-laurel respecto plátano en monocultivo y sistemas banano-laurel. En cambio, ⁽³²⁾ obtuvo contenidos similares tanto en SAF como en monocultivo, igual que estos resultados, pero contario a lo encontrado por ⁽²⁶⁾, este estudio muestra que, al parecer, falta más tiempo para que los tratamientos muestren sus verdaderos resultados, el tiempo de este estudio fue de dos años; sin embargo, se muestra una tendencia en el contenido de MO, C y N de un año al otro de estudio (Figura 4).

La densidad aparente fue significativamente más alta (p-valor ≤ 0,05) en el SAF, así mismo, la porosidad fue menor en este tratamiento, para ⁽⁷⁾, ⁽³³⁾ la densidad aparente y la materia orgánica son indicadores de la porosidad, además que esta variable, la aireación y movimiento del agua están asociadas al uso del suelo. Los valores de densidad aparente fueron bajos (0,83 a 0,99 mg/L), a pesar de que los suelos donde están localizadas las parcelas son, principalmente, Inceptisoles (Figura 1), quizás debido a que en el país existe la posibilidad de haber suelos con características ándicas sin ser Andisoles ⁽³⁴⁾. En Inceptisoles, ⁽²⁶⁾ obtuvo una densidad aparente menor en los sistemas con cacao-laurel y barbecho. Los autores (35) no encontraron diferencias para la variable porosidad total en los suelos de bosque nativo y monocultivos de T. cacao y E. guineensis, concluyeron que esta variable no es apropiada para determinar los efectos de estos sistemas sobre el suelo.