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Agronomía Mesoamericana

On-line version ISSN 2215-3608Print version ISSN 1659-1321

Agron. Mesoam vol.35 n.1 San Pedro Jan./Dec. 2024

http://dx.doi.org/10.15517/am.2024.57626 

Artículo

Macrofauna edáfica en agroecosistemas de Coffea arabica L., en Tepec-Xomolth, Nicaragua*

Soil macrofauna in agroecosystems of Coffea arabica L., in Tepec-Xomolth, Nicaragua

Juan Carlos Morán Centeno1 
http://orcid.org/0000-0001-6135-7271

Edgardo Jimenez-Martínez2 
http://orcid.org/0000-0003-1086-7380

1Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua. juan.moran@ci.una.edu.ni (autor para la correspondencia)

2Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua.edgardo.jimenez8@gmail.com

Resumen

Introducción.

El cafeto es un rubro de gran importancia a nivel mundial, al tener un impacto directo en la economía de los países. En Nicaragua representa el 25 % de las exportaciones. El agroecosistema de producción de cafeto está conformado por componentes que se encuentran por encima y debajo de la superficie del suelo. Objetivo. Estimar las poblaciones de macrofauna edáfica en agroecosistemas productivos de cafeto y su relación con la fertilidad del suelo y las prácticas de manejo. Materiales y métodos. La investigación se realizó de mayo a agosto de 2023, en catorce sistemas productivos de cafeto, en la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta. Se realizaron monolitos de 25 × 25 × 20 cm extraídos del suelo; en cada sistema se trazaron tres transectos, separados a 50 m; los especímenes colectados se identificaron hasta nivel de familia. Los datos fueron analizados mediante estadística descriptiva, modelos lineales generalizados, pruebas de hipótesis e índices de diversidad. Resultados. Se encontraron diferencias estadísticas significativas (p < 0,5) para las comunidades rurales y las prácticas de manejo. La fertilidad del suelo varió de acuerdo con la altitud de las fincas. La macrofauna fue abundante en la comunidad Nueva Esperanza (20 672 individuos) y en el manejo de sombra (23 632 individuos). Se encontraron quince órdenes y 38 familias. Predominaron la clase Insecta y el grupo trófico de depredadores. La diversidad es alta y estable, resultado del manejo que realiza el productor. Conclusiones. La riqueza taxonómica y la abundancia de la macrofauna fueron similares en los sistemas evaluados, en específico los órdenes Haplotaxida, Coleoptera, Hymenoptera e Isopoda, donde sobresalen los detritívoros, omnívoros y depredadores. Se evidenció que el manejo del cultivo tiene un efecto directo en la diversidad edáfica; esto indica que los suelos son poco perturbados y existe un equilibrio ecológico.

Palabras clave: artrópodos; diversidad biológica; fertilidad; suelo; cultivo bajo cubierta vegetal

Abstract

Introduction.

The coffee plant is an item of great importance worldwide, as it has a direct impact on the economy of the countries. In Nicaragua, it represents 25 % of exports. The coffee plant production agroecosystem is made up of components that are found above and below the soil surface. Objective. To estimate the populations of soil macrofauna in productive coffee plantation agroecosystems and their relationship with soil fertility and management practices. Materials and methods. The research was carried out from May to August 2023 in fourteen coffee plantation production systems in the Tepec-Xomolth La Patasta nature reserve. Soil monoliths measuring 25 × 25 × 20 cm were extracted, and three transects were established in each system, separated by 50 m. Specimens collected were identified at the family level. The data were analyzed using descriptive statistics, generalized linear models, hypothesis tests, and diversity indices. Results. Significant statistical differences (p<0.5) were found for rural communities and practices. Soil fertility varied according to the altitude of the farms, with abundant macrofauna in the Nueva Esperanza community (20,672 individuals) and shade management (23,632 individuals). Fifteen orders and 38 families were identified, with the insect class and the trophic group of predators predominating. Diversity was high and stable, a result of the management practices employed by the producers. Conclusions. Taxonomic richness and abundance of macrofauna were similar in the evaluated systems, specifically in the orders Haplotaxida, Coleoptera, Hymenoptera, and Isopoda, where detritivores, omnivores and predators stand out. The study revealed that crop management directly affects soil diversity, indicating that the soils are minimally disturbed and there is ecological balance.

Keywords: arthropods; biological diversity; fertility; soil; crop cover

Introducción

Los agroecosistemas productivos de cafeto (Coffea arabica L.), son de importancia económica y ecológica a nivel mundial, debido a su impacto financiero y ambiental en especial en países en vías de desarrollo (Siu Palma et al., 2023; Villalta-Villalobos & Gatica-Arias, 2019). Este rubro en Nicaragua constituye el 25 % de las exportaciones del país. La producción se concentra en los departamentos de Jinotega (35 %), Matagalpa (25 %), Nueva Segovia (13 %) y Madriz (8 %) (Ministerio Agropecuario, 2019).

El estudio de la composición de los sistemas productivos de cafeto es de importancia. Los componentes que se encuentran por encima y por debajo de la superficie del suelo, conforman redes complejas y dinámicas, en donde el productor con sus decisiones de manejo influye en las interacciones bióticas y abióticas (Quiroz Guerrero et al., 2021).

Dentro de los componentes de los sistemas productivos se encuentra la macrofauna edáfica, los macroorganismos son de fácil detección (Cabrera Dávila et al., 2022; Cabrera-Dávila et al., 2017). La macrofauna edáfica es un componente de mucha importancia en el suelo al tener funciones que mejoran la estructura y regulan el comportamiento de otros organismos (Gedoz et al., 2021; Scaglione et al., 2023). El estudio de la composición de las comunidades bióticas constituye una herramienta fundamental para comprender las condiciones edáficas (Gedoz et al., 2021).

Algunas clases y órdenes de artrópodos intervienen en los procesos de transformación del suelo (Annelida: Oligochaeta), la formación de poros (Insecta: Hymenoptera, e Isopoda) y la trituración de restos vegetales (Coleoptera, Diplopoda, Isopoda y Gastropoda), lo que permite inferir la importancia de la composición biológica del suelo y sus funciones en los sistemas productivos (Chávez-Suárez et al., 2023).

Investigaciones efectuadas mencionan que las alteraciones en las propiedades edáficas como consecuencia del manejo de los suelos o cambios en la cobertura vegetal por el manejo del cultivo provoca cambios en la macrofauna del suelo (Cabrera Dávila et al., 2022; Suárez Salazar et al., 2015). El manejo óptimo de la cobertura vegetal contribuye a la estabilidad de las poblaciones de artrópodos edáficos. La abundancia y riqueza de las comunidades de invertebrados se debe al aporte de materia orgánica fresca (hojarasca) al suelo, lo cual provee de energía y refugio, y regula el microclima (Suárez Salazar et al., 2015).

En Nicaragua existe poca información que asocie el manejo de los sistemas de producción de cafeto con la fauna del suelo y la hojarasca presente, así como la presencia o ausencia de los grupos tróficos, con el propósito de analizar la complejidad que ocurre dentro del agroecosistema (Quiroz Medina et al., 2021; Quiroz-Medina & Bárcenas-Lanzas, 2023; Rodríguez González & Salazar Centeno, 2021; Rodríguez González et al., 2022). El objetivo de este estudio fue estimar las poblaciones de macrofauna edáfica en agroecosistemas productivos de cafeto y su relación con la fertilidad del suelo y las diferentes prácticas de manejo implementadas por productores de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Madriz, Nicaragua.

Materiales y métodos

El estudio se realizó de mayo a agosto del 2023, en la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, declarada área protegida bajo la categoría de Reserva Natural por el Decreto Ejecutivo n°. 42-91, según los límites establecidos por el Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales el área total es de 116,65 km², de los cuales 65,70 km² corresponden al territorio de Madriz (56,32 % del área protegida). Esta área es compartida por los municipios de San Lucas con 26,90 km², Las Sabanas 16,07 km² y San José de Cusmapa con 22,73 km² (Presidente de la República de Nicaragua, 1991).

La reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta se encuentra localizada entre los 13º 12º y 13º 40º de latitud norte y 86º 05º y 86º 45º de longitud oeste en un territorio de topografía irregular con altitudes de 1000 y 1735 m s. n. m. Su clima se caracteriza por cambiar en función de la altitud: de tropical seco en las partes bajas a tropical húmedo en las elevaciones y montañas. La época de lluvia abarca los meses de abril a julio; luego, entre octubre y noviembre. Las temperaturas promedio fluctúan entre los 16 y 23 ºC, mientras que la humedad relativa presenta rangos de 51,91 a 100 % en las elevaciones (Morán Centeno & Jiménez-Martínez, 2023). Se seleccionaron agroecosistemas productivos de cafeto en las comunidades de El Pegador, Nueva Esperanza y Buena Vista, las cuales son parte de la reserva antes mencionada.

Diseño metodológico

La investigación se efectuó en pequeños agroecosistemas productivos (menores a cinco hectáreas) con cafeto arábica, con un enfoque cuantitativo, no experimental de corte transversal, cuyo alcance fue descriptivo y correlacional, en donde no hubo manipulación de variables, limitándose a la recolección de datos en un único momento (Rodríguez González & Salazar Centeno, 2021; Rodríguez González et al., 2022; Valdez Arévalo, 2021).

Selección de los sistemas productivos de café

La selección de los sistemas productivos de cafeto se llevó a cabo en el período comprendido entre los meses de mayo a agosto del 2023, en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta. Se tomó una muestra de catorce sistemas productivos (Nueva Esperanza = 5, El Pegador = 4, Buena Vista = 5), todos dedicados a la producción de cafeto (Morán Centeno & Jiménez-Martínez, 2023). En todos los sistemas evaluados se empleaban como parte del manejo al cultivo las siguientes prácticas: control químico de plagas, curvas a nivel (obras de conservación de suelo), manejo de sombra en el cultivo de cafeto, poda de mantenimiento y poda sanitaria del cafeto.

Levantamiento de muestras de suelo para análisis químico

Por cada sistema productivo se realizaron veinte submuestreos a una profundidad de 20 cm, los cuales se mezclaban para conformar muestras compuestas de un kilogramo de suelo. Se trasladaron al Laboratorio de Suelos y Agua (LABSA), de la Universidad Nacional Agraria (UNA), para determinar parámetros químicos (macro y micronutrientes), con el empleo de los métodos establecidos en Salgado García et al. (2013).

Muestreo y procesamiento de la macrofauna edáfica

Para el muestreo de la macrofauna edáfica se colectaron monolitos de suelo (25 × 25 × 20 cm), en cada sistema productivo, se trazaron tres transectos similares de 50 m de longitud, separados por 50 m, se extrajeron tres monolitos por transecto (Rodríguez González & Salazar Centeno, 2021; Rodríguez González et al., 2022) y luego se colocaron en bolsas plásticas y revisadas en bandejas (Valdez Arévalo, 2021).

Los especímenes (adultos y larvas), colectados y contabilizados de forma manual fueron rotulados y almacenados en alcohol al 70 %, con excepción de las lombrices de tierra, que fueron conservadas en formol al 4 % para evitar su desecación (Rodríguez González & Salazar Centeno, 2021; Valdez Arévalo, 2021). Se identificó hasta el nivel taxonómico de familia. Dichos organismos se trasladaron al Museo Entomológico de la Universidad Nacional Agraria, para su identificación comparándolos con las colecciones entomológicas y bibliografía especializada (Jiménez-Martínez, 2020; Rodríguez Flores & Jiménez-Martínez, 2019), se observaron con un estereoscopio (CARL ZEISS, modelo 475002). Para todos los sistemas bajo estudio y grupos taxonómicos, se consideraron la abundancia, convertida en densidad, la cual corresponde al número de individuos (ind) por metro cúbico (ind/m3), y la riqueza total por sistema de estudio y por muestra de suelo, con base en el método de muestreo de macrofauna propuesto por el Programa de Biología y Fertilidad del Suelo Tropical (TSBF), según Anderson e Ingram (1994), a los cuales se le asignó su rol ecológico en el sistema productivo de cafeto (Cabrera Dávila & López Iborra, 2018; Cabrera Dávila et al., 2022; Quiroz Medina et al., 2021). Además, se calcularon los índices de diversidad para comparar comunidades y prácticas empleadas por los productores.

Análisis estadístico

Para evaluar los agroecosistemas de cafeto sobre las variables químicas de suelo, se utilizó un análisis de varianza, con modelos lineales generalizados, para lo cual se consideraron las comunidades y prácticas como efectos fijos y separación de medias al 95 % de confianza (Tukey ≤ 0,05).

En cuanto a la diversidad de organismos se obtuvo un único valor de abundancia para cada muestreo, en cada práctica, mediante la sumatoria de los individuos y especies registradas en cada monolito. Se aplicaron modelos lineales generalizados, las familias se tomaron como variables discretas. Del conjunto de modelos planteados, se seleccionó el que mostró el menor valor de Akaike (AIC), en donde hubo diferencias significativas entre los factores. Se procedió a realizar comparaciones mediante la prueba de Tukey (0,05), se empleó estadística descriptiva y análisis de componentes principales.

La abundancia se estimó con base en la frecuencia de captura de una especie (n-veces), en cada sistema de cultivo (Índice de Shannon - Weaver), la diversidad se determinó mediante el índice de Simpson, para la comunidad rural y el tipo de práctica de manejo. Para ello, se empleó el software R v.4.2.3 (R Core Team, 2023).

Resultados

Análisis químicos del suelo

Al comparar los parámetros químicos del suelo en las comunidades bajo estudio, se encontró que el contenido nutricional del suelo varía en las diferentes comunidades de manera significativa; en aquellos sistemas productivos de cafeto ubicados a altitudes menores (inferiores a 1200 m s. n. m.), mostraron los mayores porcentajes de carbono orgánico (3,34 a 5,57 %). Las concentraciones de calcio y fósforo presentaron un comportamiento similar, y en las comunidades de Nueva Esperanza y El Pegador se registraron altos valores (Cuadro 1).

Cuadro 1 Composición química en los sistemas productivos de cafeto evaluados en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023. 

Comunidad rural Latitud Longitud Altitud de los sistemas productivos m s. n. m. COT % P mg/kg Ca mmol/kg
Nueva Esperanza 531870 1476806 F1 (1140,12) 5,57 a 48,39 a 337,22 a
Nueva Esperanza 539815 1476759 F2 (1159,20) 3,34 bc 24,98 ab 259,87 abc
Nueva Esperanza 539704 1476979 F3 (1017,13) 3,67 bc 12,53 b 260,38 abc
Nueva Esperanza 540088 1477020 F4 (1130,50) 4,27 ab 6,65 b 246,73 abc
Nueva Esperanza 540013 1477074 F5 (1083,53) 4,36 ab 22,61 ab 293,11 ab
El Pegador 540976 1477119 F6 (1490,52) 2,63 c 3,23 b 157,53 c
El Pegador 540414 1476500 F7 (1501,50) 3,74 bc 4,97 b 176,21 c
El Pegador 540569 1476586 F8 (1143,13) 5,51 a 49,80 a 335,01 a
El Pegador 540539 1476622 F9 (1159,40) 3,34 bc 25,37 ab 262,70 abc
Buena Vista 539790 1477226 F10 (1019,13) 3,67 bc 12,23 b 253,47 abc
Buena Vista 540518 1476501 F11 (1103,30) 4,32 ab 7,82 b 267,32 abc
Buena Vista 541983 1471991 F12 (1133,10) 4,51 ab 9,75 b 250,44 abc
Buena Vista 541890 1471578 F13 (1268,38) 3,37 bc 19,12 ab 217,54 bc
Buena Vista 541981 1471357 F14 (1508,76) 3,33 bc 4,50 b 181,40 bc
Media 3,94 17,87 246,85
C.V (%) 14,74 74,51 18,50
R2 0,81 0,72 0,74
Pr 0,0091 0,05 0,04

** Promedios con letra en común no difieren estadísticamente (α = 0,05), F: sistemas productivos de café, COT: carbono orgánico, P: fósforo, Ca: calcio. / ** Averages with letter in common do not differ statistically (α= 0.05), F: coffee production systems, COT: organic carbon, P: phosphorus, Ca: calcium.

Clasificación taxonómica, rol trófico y diversidad de la macrofauna edáfica

De acuerdo con el rol ecológico que desempeñan los diferentes órdenes y familias el orden Haplatoxida (Lumbricidae), fue el más abundante, seguido del orden Hymenoptera (Formicidae), Coleoptera (Elateridae) e Isopoda (Rhinotermitidae), en las comunidades rurales. Otro aspecto de importancia a mencionar es la presencia de depredadores lo que se puede asociar a un control natural y al mantenimiento de un equilibrio en el sistema productivo, sobresalieron las familias Opiliones, Theraphosidae y Forficulidae. En cuanto al grupo de los detritívoros, estuvieron representados por las familias Lumbricidadae, Termitidae, Rhinocricidae, Emildae, Tenebrionidae y Porcellionidae. La diferencia entre los grupos funcionales entre las comunidades sugiere distintos niveles de activación biológica del suelo (Cuadro 2).

Cuadro 2 Clasificación taxonómica, rol trófico y diversidad de la macrofauna edáfica en sistemas productivos de cafeto en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023. 

Comunidades rurales
Orden Familia Nueva Esperanza Buena Vista El Pegador Grupo funcional
Ind/m3 % Ind/m3 % Ind/m3 %
Araneae Opiliones 784 3,8 NP 0,0 NP 0,0 Depredadores
Ê Salticidae NP 0,0 160 4,7 384 3,3 Depredadores
Ê Theraphosidae NP 0,0 64 1,9 608 5,3 Depredadores
Haplotaxida Lumbricidae 10 784 52,2 208 6,1 1 056 9,1 Detritívoros
Scolopendromorpha Scolopendridae 960 4,6 160 4,7 752 6,5 Depredadores
Spirobolida Rhinocricidae NP 0,0 NP 0,0 64 0,6 Detritívoros
Mesogastrópodo Planorbidae NP 0,0 48 1,4 48 0,4 Herbívoros
Pulmonata Helicidae NP 0,0 64 1,9 608 5,3 Herbívoros
Veronicellidae 624 3,0 NP 0,0 112 1,0 Herbívoros
Blattodea Blatellidae 16 0,1 48 1,4 96 0,8 Omnívoros
Coleoptera Buprestidae NP 0,0 16 0,5 96 0,8 Detritívoros
Chrysomelidae 240 1,2 32 0,9 144 1,2 Herbívoros
Cleridae NP 0,0 NP 0,0 32 0,3 Herbívoros
Coccinellidae NP 0,0 32 0,9 64 0,6 Depredadores
Curculionidae 48 0,2 48 1,4 16 0,1 Herbívoros
Elateridae 80 0,4 48 1,4 608 5,3 Depredadores
Elmidae NP 0,0 96 2,8 432 3,7 Detritívoros
Lampyridae NP 0,0 16 0,5 160 1,4 Depredadores
Scarabaeidae 1392 6,7 208 6,1 576 5,0 Herbívoros
Staphylinidae 320 1,5 NP 0,0 96 0,8 Depredadores
Tenebrionidae 32 0,2 192 5,7 160 1,4 Detritívoros
Dermaptera Forficulidae 144 0,7 112 3,3 96 0,8 Depredadores
Diptera Stratiomyidae 32 0,2 NP 0,0 16 0,1 Detritívoros
Hemiptera Aphididae NP 0,0 32 0,9 2 0,0 Herbívoros
Cercopidae NP 0,0 16 0,5 1 0,0 Depredadores
Gelastocoridae 32 0,2 48 1,4 16 0,1 Depredadores
Lygaeidae 80 0,4 48 1,4 15 0,1 Depredadores
Reduviidae 80 0,4 16 0,5 25 0,2 Depredadores
Hymenoptera Formicidae 2000 9,7 1056 31,1 3008 26,1 Omnívoros
Mutillidae NP 0,0 320 9,4 112 1,0 Depredadores
Vespidae NP 0,0 NP 0,0 80 0,7 Herbívoros
Lepidoptera Noctuidae 32 0,2 16 0,5 32 0,3 Herbívoros
Sphingidae 32 0,2 16 0,5 48 0,4 Herbívoros
Orthoptera Acrididae NP 0,0 48 1,4 16 0,1 Herbívoros
Gryllidae 176 0,9 16 0,5 144 1,2 Herbívoros
Isopoda Porcellionidae NP 0,0 96 2,8 288 2,5 Detritívoros
Rhinotermitidae 2784 13,5 64 1,9 16 0,1 Detritívoros
Termitidae NP 0,0 48 1,4 1520 13,2 Detritívoros
Total 20 672 100 3 392 100 11 547 100
Depredadores (n = 6457)
Detritívoros (n = 18 000)
Herbívoros (n = 4930)
Omnívoros (n= 6224)

%: porcentaje relativo, NP: sin presencia, Ind/m3: individuos por metro cuadrado. / %: relative percentage, NP: no presence, Ind/m3: individuals per square meter.

Macrofauna edáfica por comunidad y práctica de manejo del cultivo

Al analizar la macrofauna edáfica total en cada una de las comunidades bajo estudio en los sistemas de producción de café, la comunidad Nueva Esperanza mostró la mayor cantidad de individuos por metro cuadrado, lo que indica mayor abundancia de macroinvertebrados, seguida de la comunidad El Pegador y, en menor grado, Buena Vista (Figura 1). En cuanto al manejo que el productor realiza en sus sistemas productivos, se determinó que el uso de curvas a nivel y el manejo de sombra presentaron la mayor cantidad de individuos (Figura 2).

Figura 1 Número de individuos de la macrofauna edáfica en los sistemas de producción de cafeto en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023. 

Figura 2 Número de individuos de la macrofauna edáfica en las diferentes prácticas de manejo empleadas en el cultivo de cafeto en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023. 

Individuos por clase de la macrofauna edáfica

Se registró la mayor cantidad de individuos para la clase Insecta (n = 13 303), seguida de Clitellata (n =12 048) y, en menor cantidad, Arachnida, Diplopoda y Gastropoda. Estos resultados indican que la presencia de insectos en los sistemas productivos de cafeto es abundante, donde desempeñan diversas funciones ecológicas, debido al manejo que realizan los productores (Figura 3).

Figura 3 Número de individuos de la macrofauna edáfica por clase en el cultivo de cafeto en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023 

Al analizar las diferentes prácticas de manejo del cutivo de cafeto en relación con las familias de artrópodos, se encontró que en aquellos sistemas productivos en donde se implementan podas sanitarias, podas de mantenimiento y curvas a nivel, predominan las familias Pentatomidae, Formicidae, Elasteridae, Tenebrionidae, Blattidae, Salticidae, Termitidae y Emilcidae; al aplicar manejo de sombra son abundantes las familias Reduviidae y Scarabaeidae; por su parte, el control químico de plagas se relacionó con las familias Carabidae, Lygaeidae, Opiliones, Noctuidae, Culicidae y Navidae (Figura 4). Otras familias como Forficulidae, Chrysomelidae, Cydnidae Rhinotermitidae y Gryllidae no se asociaron a ninguna práctica en particular, lo que indica que se encuentran distribuidas de manera general en todos los sistemas productivos.

Figura 4 Asociación de las diferentes familias de artrópodos con las prácticas de manejo en el cultivo de cafeto en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023. 

Los resultados obtenidos mostraron que las comunidades de Nueva Esperanza y El Pegador fueron donde se presentaron los mayores valores del índice de Shannon, así como en el uso de curvas a nivel, poda de mantenimiento y poda sanitaria; valores similares fueron expresados mediante el índice de Simpson. Esto indica que los sistemas de cultivo de cafeto en las comunidades bajo estudio son manejados de manera tradicional por los productores, lo cual mantiene un equilibrio ecológico entre las poblaciones y propicia una alta diversidad (Cuadro 3). Al categorizar las prácticas de manejo se encontró que el manejo de sombra influye de manera directa en la presencia de macrofauna edáfica, seguido de las podas de mantenimiento y sanitaria. En el caso de las comunidades rurales, Buena Vista expresó el mayor número de familias de artrópodos, seguida de El Pegador; esto se reflejó en el número de familias identificadas.

Cuadro 3 Comportamiento de la macrofauna edáfica en el cultivo de cafeto en tres comunidades de la reserva natural Tepec-Xomolth La Patasta, Nicaragua. 2023. 

Componentes Índice de diversidad Riqueza (familias) Desviación estándar HSD (0,05)
Shannon-Weaver Simpson
Comunidades
Nueva Esperanza 2,5366 0,8817 24,67 3,31 272,33 b
El Pegador 2,0710 0,7066 30,33 2,06 110,95 b
Buena Vista 1,8118 0,7655 33,00 0,00 610,17 a
Prácticas de manejo del cultivo
Curvas a nivel 2,5612 0,8777 29,80 4,66 325,09 e
Manejo químico de plagas 2,2251 0,8223 33,00 0,00 331,75 d
Manejo de sombra 1,7289 0,7485 33,00 0,00 420,06 a
Poda de mantenimiento 2,4028 0,8574 32,60 1,20 381,36 b
Poda sanitaria 2,4205 0,8598 33,00 0,00 373,41 c

** Promedios con letra en común no difieren estadísticamente (α = 0,05), HSD: prueba de Tukey al 95 % de confianza. / **Average with letter in common do not differ statistically (α = 0.05), HSD: Tukey test at 95 % confidence.

Discusión

Las propiedades químicas del suelo evaluadas en los agroecosistemas de cafeto mostraron concentraciones promedio de 3,94 % de carbono orgánico, lo que refleja una tasa constante de reciclaje de materia orgánica proveniente de las prácticas de manejo de la plantación y la vegetación empleada como sombra en los estratos superiores, lo que se puede considerar una fortaleza del agroecosistema en términos de fertilidad y estructura del suelo, al incorporar en el sistema materia orgánica fresca, producto del manejo de sombra. En la mayoría de los suelos, las concentraciones de carbono orgánico varían de 0,3 a 11,5 %. Los valores obtenidos en este estudio se consideran aceptables al compararlos con sistemas agroforestales y bosques (Vargas-Larreta et al., 2023).

El valor promedio de fósforo fue 17,87 mg/kg. En aquellos cafetales ubicados a mayores altitudes, se registró menor concentración de este elemento; este mismo comportamiento se observó en la cantidad de calcio (promedio 246,85 mmol/kg). Estos resultados son similares a los reportados por Rodríguez Suárez et al. (2019), quienes indican que en sistemas productivos de cafeto los suelos registran contenidos altos de fósforo y calcio, atribuidos a la contribución de materia y fertilizantes orgánicos incorporados por el productor en sus actividades de manejo, lo que favorece la sanidad del cultivo y la biota edáfica.

Los resultados obtenidos indican cambios en la abundancia y riqueza de la macrofauna edáfica en los sistemas productivos, que vinculan las prácticas de manejo del cultivo y la creación de cambios espaciales y temporales que ocurren en aquellos espacios con mayor diversidad vegetal (Zhang et al., 2022). La cantidad de material vegetal incorporado al suelo, producto de las prácticas de manejo (podas de mantenimiento, sanitaria y manejo de sombra), suministra recursos alimenticios en el estrato superficial del suelo (Euteneur et al., 2020; Morel & Ortiz Acosta, 2022). La mejora de la estructura del suelo ofrece microespacios para la oviposición, alimentación y hábitats para estos individuos, en particular para las familias Scarabaeidae y Formicidae (Bedano et al., 2016; Jiang et al., 2018; Scaglione et al., 2023).

El funcionamiento eficiente del agroecosistema depende del manejo, el tipo de suelo, así como de las especies de animales y vegetales presentes y sus interacciones, lo que permite tener una biodiversidad funcional, para mantener o incrementar la fertilidad del suelo (Quiroz Medina et al., 2021; Quiroz-Medina & Bárcenas-Lanzas, 2023).

El grupo de macrofauna edáfica con mayor abundancia registrada fue la clase Insecta (13 303 individuos), seguida por Clitellata (12 048 individuos). Los detritívoros fueron el grupo funcional predominante en todos los sistemas de producción, con efectos directos sobre las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo, seguidos por los omnívoros y depredadores, que regulan las poblaciones de otros artrópodos que se encuentran presentes en el sistema productivo. Los resultados obtenidos demostraron que la presencia de hojarasca en la superficie del suelo confiere refugio y presas a los artrópodos, permitiéndoles realizar diferentes procesos y servicios en el agroecosistema (Cabrera Dávila, 2017; Cabrera Dávila & López Iborra, 2018; Cabrera-Dávila et al., 2017; Castillo-Trejo et al., 2023).

En los agroecosistemas la diversidad fue mayor cuando los productores cafetaleros efectuaron manejo de sombra de los estratos superiores. Esta práctica permite mayor entrada de luz solar y movilidad a los órdenes Hymenopteras, Coleopteras y Haplotaxida, bajo las plantas de cafeto, lo que incrementa sus hábitats, refugio y, por ende, la cantidad de presas. En términos generales, se considera que la variabilidad en la diversidad de artrópodos fue intermedia en todos los cafetales. Existe evidencia documentada de que el grado de perturbación del suelo y las prácticas de manejo del cultivo influyen en la salud del cultivo y la diversidad de organismos presentes (Euteneur et al., 2020; Mesa-Pérez et al., 2016). Los atributos químicos y físicos del suelo, y la humedad presente en los agroecosistemas, contribuyeron a la diversidad y abundancia de la macrofauna edáfica (Quiroz-Medina & Bárcenas-Lanzas, 2023).

Conclusiones

La riqueza taxonómica y la abundancia de la macrofauna edáfica, fueron mayores en la comunidad Nueva Esperanza, cuando se empleó manejo de sombra. La clase Insecta predominó, seguida de Clitellata en todos los agroecosistemas. El grupo funcional de detritívoros fue predominante en los sistemas productivos de cafeto, seguido por los omnívoros y depredadores. La incorporación de materia orgánica fresca contribuyó de manera significativa a la abundancia de la macrofauna edáfica. La fertilidad del suelo varió en dependencia de la altitud a la que se encontraba el sistema productivo.

Conflicto de interés

Los autores declaran que no existen conflictos de interés financieros o no financieros que podrían haber influido en la realización de la presente publicación.

Agradecimientos

Los autores expresan su agradecimiento al Programa de Doctorado en Sanidad Vegetal de la Universidad Nacional Agraria de Nicaragua, así como a los productores de la Reserva Natural Tepec-Xomolth La Patasta, Madriz, por permitir recopilar la información de campo en sus áreas de producción.

Referencias

Anderson, J. M., & Ingram, J. S. (Eds.). (1994). Tropical soil biology and fertility: a handbook of methods (2nd ed.). CAB International. https://courses.washington.edu/esrm304a/lectures/Soils/Tropical%20Soil%20Biology%20and%20Fertility%20Methods_Web%20Soils%20Reading.pdf Links ]

Bedano, J. C., Domínguez, A., Arolfo, R., & Wall, L. G. (2016). Effect of good agricultural practices under no-till on litter and soil invertebrates in areas with different soil types. Soil and Tillage Research, 158, 100-109. https://doi.org/10.1016/j.still.2015.12.005 [ Links ]

Cabrera Dávila, G. (2017). Rectificaciones a la lista taxonómica de la macrofauna del suelo en bosques siempreverdes de la Sierra del Rosario, Artemisa, Cuba. Acta Botánica Cubana, 216(3), 123-126. https://revistasgeotech.com/index.php/abc/article/view/194Links ]

Cabrera Dávila, G. de la C., & López Iborra, G. M. (2018). Caracterización ecológica de la macrofauna edáfica en dos sitios de bosque siempreverde en El Salón, Sierra del Rosario, Cuba. Bosque (Valdivia), 39(3), 363-373. https://dx.doi.org/10.4067/S0717-92002018000300363 [ Links ]

Cabrera Dávila, G. de la C., Sánchez Rendón, J. A., & Ponce de León Lima, D. (2022). Macrofauna edáfica: composición, variación y utilización como bioindicador según el impacto del uso y calidad del suelo. Acta Botánica Cubana, 221, Artículo e01. http://www.revistasgeotech.com/index.php/abc/article/view/404Links ]

Cabrera-Dávila, G. de la C., Socarrás-Rivero, A. A., Hernández-Vigoa, G., Ponce de León-Lima, D., Menéndez-Rivero, Y. I., & Sánchez-Rendón, J. A. (2017). Evaluación de la macrofauna como indicador del estado de salud en siete sistemas de uso de la tierra, en Cuba. Pastos y Forrajes, 40(2), 118-126. https://payfo.ihatuey.cu/index.php?journal=pasto&page=article&op=view&path%5B%5D=1948Links ]

Castillo-Trejo, E. Y., Flota-Bañuelos, C., Alcudia-Pérez, J., Fraire-Cordero, S., Rosales-Martínez, V., & Quej-Chí, V. H. (2023). Macrofauna edáfica y calidad del suelo en agroecosistemas agrícolas y pecuarios de Campeche. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 14(3), 413-424. https://doi.org/10.29312/remexca.v14i3.3108 [ Links ]

Chávez-Suárez, L., Rodríguez-García, I., Torres-Cárdenas, V., Benítez-Jiménez, D., & Álvarez-Fonseca, A. (2023). Relación de la biota edáfica con las propiedades físicas y químicas del suelo en cinco pastizales de la provincia Granma. Pastos y Forrajes, 46, 1-11. https://payfo.ihatuey.cu/index.php?journal=pasto&page=article&op=view&path%5B%5D=2324 Links ]

Euteneuer, P., Wagentristl, H., Steinkellner, S., Fuchs, M., Zaller, J. G., Piepho, H. P., & Butt, K. R. (2020). Contrasting effects of cover crops on earthworms: results from field monitoring and laboratory experiments on growth, reproduction, and food choice. European Journal of Soil Biology, 100, Article 103225. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2020.103225 [ Links ]

Gedoz, M., Freitas, E. M., da Silva, V. L., & Johann, L. (2021). Edaphic invertebrates as indicators of soil integrity quality. Floresta e Ambiente, 28(2), Article e20200069. https://doi.org/10.1590/2179-8087-FLORAM-2020-0069 [ Links ]

Jiang, Y., Ma, N., Chen, Z., & Xie, H. (2018). Soil macrofauna assemblage composition and functional groups in no-tillagewith corn stover mulch agroecosystems in a mollisol area of northeastern China. Applied Soil Ecology, 128, 61-70. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.04.006 [ Links ]

Jiménez-Martínez, E. (2020). Familia de insectos de Nicaragua. Universidad Nacional Agraria. [ Links ]

Mesa-Pérez, M. A., Echemendía-Pérez, M., Valdés-Carmenate, R., Sánchez-Elías, S., & Guridi-Izquierdo, F. (2016). La macrofauna edáfica, indicadora de contaminación por metales pesados en suelos ganaderos de Mayabeque, Cuba. Pastos y Forrajes, 39(3), 116-124. [ Links ]

Ministerio Agropecuario. (2019). Mapa nacional del café. Recuperado agosto 20, 2023, de Recuperado agosto 20, 2023, de https://www.mag.gob.ni/index.php/mapas-interactivos/mapa-nacional-de-cafe Links ]

Morán Centeno, J. C., & Jiménez-Martínez, E. (2023). Caracterización de sistemas productivos de café (Coffea arabica L.) en la reserva natural Tepec-Xomolth, Madriz, Nicaragua. Siembra, 10(1), Artículo e4402. https://doi.org/10.29166/siembra.v10i1.4402 [ Links ]

Morel, A., & Ortiz Acosta, O. (2022). Calidad del suelo en diferentes usos y manejo por medio de la macrofauna como indicador biológico. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, 5(1), 996-1006. https://doi.org/10.34188/bjaerv5n1-074 [ Links ]

Presidente de la República de Nicaragua. (1991, noviembre 4). Decreto Ejecutivo n.o 42-91. Declaración de áreas protegidas en varios cerros macizos montañosos, volcanes y lagunas del país. La Gaceta Diario Oficial, (207). Recuperado noviembre 20, 2023, de https://www.leybook.com/doc/8429 [ Links ]

Quiroz Guerrero, I., Pérez Vázquez, A., Landeros Sánchez, C., Gallardo López, F., Velasco Velasco, J., & Benítez Badillo, G. (2021). Análisis bibliométrico del conocimiento científico sobre resiliencia de agroecosistemas. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 12(4), 617-628. https://doi.org/10.29312/remexca.v12i4.2516 [ Links ]

Quiroz Medina, C. R., Castellón, J. D., Cea Navas, N. E., Ortiz, M. S., & Zúniga-González, C. A. (2021). Caracterización de la macrofauna edáfica en diferentes sistemas agroforestales, en el Municipio de San Ramón, Departamento de Matagalpa, Nicaragua. Nexo Revista Científica, 34(02), 572-582. https://doi.org/10.5377/nexo.v34i02.11542 [ Links ]

Quiroz-Medina, C. R., & Bárcenas-Lanzas, M. J. (2023). Caracterización y manejo del grado de complejidad de los componentes y biodiversidad y su efecto en las arvenses y macrofauna edáfica de tres fincas integrales en el occidente de Nicaragua. Ecosistemas, 32(3), Artículo 2591. https://doi.org/10.7818/ECOS.2591 [ Links ]

R Core Team. (2023). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. https://www.R-project.org/Links ]

Rodríguez Flores, O., & Jiménez Martínez, E. (2019). Órdenes de insectos de importancia agrícola en Nicaragua: identificación y diagnóstico. Universidad Nacional Agraria. https://repositorio.una.edu.ni/4035/Links ]

Rodríguez González, H. R., Jurgen Pohlan, H. A., & Salazar Centeno, D. J. (2022). Gangia index (Ϫ) of beta diversity and biomathematical equations applied to quantify the agroecological multifunctional entropy: macrofauna observed in agroecosystems of Nicaragua. Canadian Journal of Agriculture and Crops, 7(2), 78-97. https://doi.org/10.55284/cjac.v7i2.684 [ Links ]

Rodríguez González, H. R., & Salazar Centeno, D. J. (2021). Agroecological heuristics: Xi (Ξ) biomathematical models of alpha diversity and lambda functional entropy index (λ) applied for macrofauna in diversified agroecosystems of Nicaragua. Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics, 122(2), 299-310. https://doi.org/10.17170/kobra-202112035149 [ Links ]

Rodríguez Suárez, L., Cuarán Pinto, S. P., & Suárez Salazar, J. C. (2019). Soil macrofauna and edaphic properties in coffee production systems in Southern Colombia. Floresta e Ambiente, 26(3), Article e20180334. https://doi.org/10.1590/2179-8087.033418 [ Links ]

Salgado García, S., Palma López, D. J., Lagunes Espinoza, L. D. C., & Castelán Estrada, M. (2013). Manual para el muestreo de suelos, plantas y aguas e interpretación para la producción sostenible de alimentos. Colegio de Postgraduados. [ Links ]

Scaglione, J., Montico, S., & Montero, G. (2023). Efectos a corto plazo de los cultivos de cobertura sobre propiedades y macrofauna del suelo. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 10(2), Article e3645. https://doi.org/10.19136/era.a10n2.3645 [ Links ]

Siu Palma, S. D., Jiménez-Martínez, E. S., & Morán Centeno, J. C. (2023). Alternativas biológicas para el manejo de Hypothenemus hampei (Ferrari), en Coffea arabica L., Jalapa, Nicaragua. Siembra, 10(2), Artículo e5306. https://doi.org/10.29166/siembra.v10i2.5306 [ Links ]

Suárez Salazar, J. C., Duran Bautista, E. H., & Rosas Patiño, G. (2015). Macrofauna edáfica asociada con sistemas agroforestales en la Amazonía Colombiana. Acta Agronómica, 64(3), 214-220. https://doi.org/10.15446/acag.v64n3.38033 [ Links ]

Valdez Arévalo, E. K. (2021). Macrofauna en suelos con Coffea arabica L. “cafe” distrito de Moyobamba-provincia Moyobamba (Tesis de grado, Universidad Nacional Agraria de la Selva). Repositorio de la Universidad Nacional Agraria de la Selva. http://repositorio.unas.edu.pe/bitstream/handle/20.500.14292/2086/TS_KEVA_2021.pdf?sequence=1&isAllowed=y Links ]

Vargas-Larreta, B., Amezcua Rojas, M., López-Martínez, J. O., Cueto-Wong, J. A., Cruz-Cobos, F., Nájera-Luna, J. A., & Aguirre-Calderón, C. G. (2023). Estimación de los almacenes de carbono orgánico en el suelo en tres tipos de bosque templado en Durango, México. Botanical Sciences, 101(1), 90-101. https://doi.org/10.17129/botsci.3094 [ Links ]

Villalta-Villalobos, J., & Gatica-Arias, A. (2019). A look back in time: genetic improvement of coffee through the application of biotechnology. Agronomía Mesoamericana, 30(2), 577-599. https://doi.org/10.15517/am.v30i2.34173 [ Links ]

Zhang, Y., Peng, S., Chen, X., & Chen, H. Y. (2022). Plant diversity increases the abundance and diversity of soil fauna: a meta-analysis. Geoderma, 411, Article 115694. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115694 [ Links ]

Nota

1Este trabajo formó parte del proyecto de tesis doctoral del autor principal denominado “Manejo agronómico y fitosanitario en café (Coffea arabica L.), y su relación con la fertilidad, biota edáfica y roya (Hemileia vastatrix Berk & Broome), en Madriz”.

Recibido: 28 de Noviembre de 2023; Aprobado: 02 de Febrero de 2024

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