L. Suances *, J. Pérez-Sarmentero *, A. Molina *, M. S. Garrido **.
[Luis Suances García-Consuegra, Jesús Pérez Sarmentero, Asunción Molina Casino, María Soledad Garrido Valero]
[* Teléfono: 913365643. Fax: 913365639. ce: lsuances@qaa.etsia.upm.es; jpsarmentero@qaa.etsia.upm.es; amolina@qaa.etsia.upm.es. ** Teléfono: 916647800. Fax: 916168265. ce: marisol.garrido@amb.cie.uem.es]
* Departamento de Química y Análisis Agrícola, Escuela Técnica Superior Ingenieros Agrónomos, Universidad Politécnica Madrid. Ciudad Universitaria s/n. 28040 Madrid. ** Departamento de Medio Ambiente, Universidad Europea Madrid, c/ Tajo, s/n. 28670 Villaviciosa de Odón, Madrid.

Palabras clave

Pastizal mediterráneo, calidad del pasto, actividad enzimática, fertilidad del suelo.

Resumen

Se estudia la composición de los pastos y los parámetros físicos, químicos y de actividad enzimática de esterasas y fosfatasas de los suelos de diferentes parcelas sometidas a una gestión ganadera semiextensiva en un área de media montaña del centro de España, en una finca biodinámica.

Los resultados de un análisis de correspondencias sobre los parámetros del suelo muestran que en las parcelas con mayor ‘intensidad de uso’ el suelo tiene un mayor contenido en materia orgánica, nitrógeno total, capacidad de intercambio catiónico, y actividad enzimática de esterasas. Estas parcelas son las que a su vez presentan un pasto con más proteína y menos fibra.

Se encuentran correlaciones significativas entre la actividad enzimática de esterasas y la capacidad de campo, la materia orgánica, el nitrógeno total, la conductividad eléctrica, el fósforo y el potasio. La actividad enzimática de fosfatasas presenta una tendencia poco clara en este sentido.

Introducción

En la actualidad se asiste a un creciente interés en encontrar métodos de gestión encaminados a una mejor protección y conservación de los recursos naturales, con especial referencia al empleo de técnicas de manejo que permitan reducir la progresiva degradación producida por el uso inadecuado del suelo. La degradación del suelo comprende un conjunto de procesos que disminuyen la capacidad actual y potencial de producir bienes o servicios (FAO & PNUMA, 1980).

Con la intención de colaborar en aportar estudios que faciliten nuestro conocimiento de la evolución del suelo, el objetivo del presente trabajo es estudiar la calidad del pasto y la relación que tiene con el suelo.

Materiales y métodos

El estudio se llevó a cabo en la Finca Río Pradillo que se dedica a la ganadería extensiva siguiendo las técnicas de la agricultura biodinámica con producción de leche para fabricar yogures y quesos. Esta finca posee veintidós parcelas distribuidas en dos valles repartidas en los términos municipales de Cercedilla y Navacerrada, Comunidad de Madrid, sobre la vertiente Sur de la Sierra de Guadarrama. La superficie total de la finca es de 37,7 ha, de las cuales 0,8 ha corresponden a superficie labrada, 31,4 ha son de pastos, 5,1 ha es superficie forestal y tiene 1,2 ha de otras superficies.

Los datos referentes a la descripción de la Finca Río Pradillo, así como la utilización que de las parcelas realiza el ganadero y la situación de las áreas estudiadas se encuentran en el trabajo Influencia de la intensidad de gestión ganadera en la composición florística y en la actividad enzimática de esterasas y fosfatasas, presentado en este IV Congreso de la SEAE.

Como se describe en esa comunicación, en cada una de las parcelas en las partes altas y bajas de algunos de los transectos geomorfológicos definidos en cada parcela, se han colocado jaulas de 1,25 m x 1,00 m x 0,60 m, para evitar el consumo de los herbívoros. Del interior de estas jaulas se han recogido las muestras para poder calcular la calidad bromatológica del pasto.

En zonas cercanas a las jaulas se han recogido muestras de suelo de los 10 primeros centímetros, analizándose las características físicas, químicas y biológicas de los mismos.

Los análisis físicos de textura se han llevado a cabo en la Unidad de Análisis Químicos de Suelos, Plantas y Aguas del Centro de Ciencias Medioambientales del CSIC. La clasificación textural se ha realizado siguiendo la metodología de la USDA (Soil Survey Staff, 1964). La Capacidad de Campo (CC) se ha realizado en Agrotest, S. A., siguiendo los métodos oficiales de análisis del MAPA (1993).

Los análisis químicos de Materia Orgánica, Nitrógeno Total, pH, Conductividad Eléctrica (CE), y Fósforo se han realizado en la Unidad de Análisis Químicos de Suelos, Plantas y Aguas del Centro de Ciencias Medioambientales del CSIC. El análisis de los cationes de cambio Ca, K, Na y Mg, así como la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), la saturación por bases (V) y el porcentaje de sodio intercambiable (PSI) en Agrotest, S. A., siguiendo los métodos oficiales de análisis del MAPA (1993).

Los análisis enzimáticos de esterasas y fosfatasas se han hecho en el Departamento de Química y Análisis Agrícola de la ETSI Agrónomos de la UPM. La medida de la actividad enzimática de esterasas se ha realizado a partir de la hidrólisis del diacetato de fluoresceína (Schnürer y Rosswall, 1982). La medida de la actividad enzimática de fosfatasas se ha efectuado a partir de la hidrólisis de p-nitrofenil-fosfato según el método descrito por Rodríguez-Kábana et al. (1989).

Las muestras de pasto se han analizado en el Laboratorio Regional Agrario de la Comunidad de Madrid.

Resultados y discusión

En la Tabla 1 se encuentran los datos referentes a las características físicas, químicas y biológicas de los suelos de las parcelas seleccionadas de la Finca Río Pradillo.

Todos los suelos son de textura franco-arenosa (Soil Survey Staff, 1964). Son suelos de tipo ácido con un pH que varía entre 5,6 y 5,9.

La capacidad de campo se encuentra por debajo del 25 % en las parcelas 4, 5, 6, 7 y 8, mientras que las parcelas 1, 2 y 3 tienen valores por encima del 30 %. Un mayor contenido de agua a capacidad de campo en estas parcelas es lo que dará lugar a las diferencias que posteriormente se encontrarán en la humedad del pasto.

La materia orgánica en las parcelas 1, 2 y 3 supera ampliamente el rango 5 - 8 % de materia orgánica característica de las praderas (Porta et al., 1999), mientras que el resto de las parcelas se encuentran dentro de este rango. Si se consideran tanto el pH como el contenido de arcilla entonces nos encontramos con suelos con un muy elevado contenido de materia orgánica (Giménez et al., 1984).

El contenido en nitrógeno varía entre 0,23 y 0,61 %. Se considera que en general los suelos de la zona templada contienen entre 0,10 - 0,30 % del nitrógeno combinado químicamente, aunque en el caso de suelos con praderas permanentes estos niveles podrían ser superiores (Wild, 1992). Así en las parcelas 4, 5, 6, 7 y 8 observamos que se encuentran dentro de los límites de nitrógeno considerados para la zona templada y que para las parcelas 1, 2 y 3 presentan un contenido por encima de 0,50 %.

La relación C/N se encuentra dentro del rango en el que se considera que existe una mineralización normal de la materia orgánica (8 - 14) y, por tanto, una liberación normal de nitrógeno (Giménez et al., 1984).

El fósforo se encuentra en niveles bajos en casi todas las parcelas, a excepción de la 1 y de la 2. Esto es normal ya que los suelos son ácidos.

El potasio presenta niveles bajos en la mayoría de las parcelas (Urbano, 1992), con diferencias entre ellas que pueden justificarse si se tiene en cuenta que las especies de la familia Poaceae tienen una gran influencia en el contenido de potasio de los suelos al ser grandes extractoras de este catión; si una parcela se aprovecha para diente mediante pastoreo, una gran parte del potasio extraído vuelve al suelo en las deyecciones de los animales (Wild, 1992). Así la menor cantidad de potasio la encontramos en las parcelas 4, 5 y 6, que son parcelas que presentan una carga ganadera bastante baja, y las especies de la familia Poaceae son dominantes (Naveh y Whittaker, 1977; Roldán y Fernández, 1991). Un contenido ligeramente mayor se encuentra en las parcelas 3, 7 y 8 en las que la carga ganadera es menor y las especies de Poaceae no son tan abundantes. En las parcelas donde la carga ganadera es más elevada, parcelas 1 y 2, es donde encontramos los mayores niveles de potasio.

En cuanto a los nutrientes secundarios analizados, calcio y magnesio, el calcio se encuentra en niveles considerados medios en todas las parcelas a excepción de la 3, 4 y 6 en las que se podrían presentar deficiencias de este catión; y el magnesio puede ser deficiente en todas las parcelas, a excepción de la 1 que presenta niveles medios (Urbano, 1992).

Tabla 1. Características del suelo de las parcelas de la Finca Río Pradillo.

Parcelas	1	2	3	4	5	6	7	8
FÍSICAS
Humedad / %	10,3	12,8	17,8	6,7	9,0	4,8	10,3	7,4
Gruesos / %	21,6	13,8	7,6	24,5	20,7	22,9	21,4	15,5
Arena / %	56,0	54,5	53,0	62,5	54,5	65,0	53,0	62,5
Limo / %	31,5	33,5	35,0	28,5	34,5	24,0	33,5	27,5
Arcilla / %	12,5	12,0	12,0	9,0	11,0	11,0	13,5	10,0
Capacidad de Campo / %	32,6	34,8	35,2	23,3	25,0	20,9	23,0	23,8
QUÍMICAS
pH	5,9	5,9	5,6	5,7	5,7	5,6	5,8	5,8
Materia Orgánica / %	9,89	10,77	10,10	6,35	7,07	5,08	7,07	7,82
Nitrógeno total / %	0,56	0,61	0,52	0,29	0,38	0,23	0,32	0,37
C/N	10,3	10,2	11,4	12,7	10,9	13,0	12,8	12,5
P / ppm	12	9	3	4	3	2	2	2
K / meq · 100 g-1	0,4	0,4	0,3	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Ca / meq · 100 g-1	15,1	16,4	9,0	6,6	11,2	4,7	11,2	11,4
Mg / meq · 100 g-1	2,7	2,4	2,2	1,2	1,2	0,9	1,8	2,2
Na / meq · 100 g-1	0,2	0,2	0,2	0,3	0,1	0,1	0,1	0,1
PSI / %	0,6	0,7	0,7	1,7	0,5	0,6	0,7	0,4
CIC / meq · 100 g-1	25,5	30,4	28,6	17,4	21,6	15,2	20,4	22,4
V / %	72,0	63,0	41,5	47,5	59,0	38,0	64,5	62,0
CE / ¿mhs · cm-1	135,2	66,1	47,9	32,9	32,3	18,6	61,2	30,0
BIOLÓGICAS
Esterasas / ¿g fluoresceína · g suelo-1 · h-1	395	365	255	287	198	181	180	207
Fosfatasas / ¿g p-nitrofenol · g suelo-1 · h-1	685	975	469	765	527	382	545	710

El sodio se encuentra en niveles muy bajos (Giménez et al., 1984), no superando en ningún caso un PSI del 2,0 %, con lo que las parcelas no presentan ningún problema de alcalinidad. Tampoco hay problemas de salinidad, como lo confirman los valores de conductividad eléctrica que se encuentran en todos los casos muy por debajo de 2000 ¿mhs·cm^-1 (Porta et al., 1999).

La CIC se encuentra entre 17,4 y 30,4 correspondiendo los valores más elevados a las parcelas 1, 2 y 3.

La actividad enzimática de esterasas es más elevada en las parcelas 1 y 2, mientras que en el resto de las parcelas se encuentra por debajo de 300 ¿g de fluoresceína · g suelo^-1 · h^-1, siendo las parcelas 6 y 7 las que presentan una actividad menor de esterasas. Las fosfatasas presentan la mayor actividad en la parcela 2, seguida de la 4 y la 8, mientras que la menor actividad está en la parcela 6.

Tabla 2. Características químicas del pasto de las parcelas de la Finca Río Pradillo.

Parcelas	1	2	3	4	5	6	7	8
Humedad / %	70,45	69,60	72,50	52,65	67,45	42,55	72,75	62,20
Cenizas / %	8,95	9,93	11,14	5,59	7,73	6,63	7,91	8,53
Grasa / %	2,09	3,37	2,88	3,06	3,12	2,32	3,31	3,20
Proteínas / %	8,22	13,80	12,18	5,29	7,64	6,23	9,29	9,62
Fibra / %	32,30	22,95	32,45	37,28	34,35	34,91	34,01	32,54
MELN / %	48,44	49,95	41,35	48,78	47,16	49,91	45,48	46,11

En la Tabla 2 se recogen las características químicas del pasto en cada una de las parcelas de la Finca Río Pradillo. En esta tabla se observa que los pastos presentan una mayor humedad en las parcelas 1, 2, 3 y 7; y un menor contenido en agua en las parcelas 6 y 4, que son los que presentan un porcentaje mayor de fibra, y menor de proteínas. El mayor contenido en proteínas lo encontramos en las parcelas 2 y 3.

Con todas las variables de suelo se ha realizado un análisis de ordenación (Análisis factorial de correspondencias, Benzecri, 1970) de las parcelas para poder establecer diferencias caracterizándolas por medio de los parámetros que más influyen de entre el conjunto de los considerados en el análisis. Así, en la proyección de los dos primeros ejes del análisis (Figura 1), que absorben el 62,90 % de la varianza de los datos, se observa una tendencia principal en la distribución de las parcelas, eje I, que absorbe el 38,19 % de la varianza, presentando en un extremo parcelas con alto contenido en fósforo, conductividad eléctrica, potasio, magnesio y nitrógeno, representado por las parcelas 1, 2 y 3, que formarían un grupo de parcelas con un suelo más fértil ya que además presentan elevados niveles de materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico y mayor contenido de agua a la capacidad de campo, este último relacionado con la vida en el suelo ya que es una medida de los poros intermedios donde viven los microorganismos y está fuertemente relacionado con la fertilidad (Valarini et al., 2000), son asimismo, los que presentan una actividad enzimática de esterasas mayor que el resto de los suelos. Mientras que en el otro extremo encontramos parcelas con altos contenidos de elementos gruesos, relación C/N, arena y pH, representado fundamentalmente por las parcelas 4 y 6, que formarían un grupo de parcelas con los suelos menos fértiles. En este gradiente de fertilidad hay un tercer grupo formado por las parcelas 5, 7 y 8 y presentan una fertilidad intermedia, aunque como se puede observar, se encuentran más cerca del grupo de fertilidad baja.

Con las variables de pasto se ha realizado el mismo tratamiento y se ha obtenido la proyección de los dos primeros ejes del análisis que absorben el 87,81 % de la varianza de los datos (Figura 2) observando una tendencia principal, eje I, que absorbe el 72,93 % de la varianza. Presentando sobre un extremo un pasto con un elevado contenido de proteínas; mientras que en el otro extremo aparece un mayor contenido de fibra en el pasto.

Podemos ver que se forman tres grupos de parcelas en función de la composición del pasto. Un primer grupo formado por las parcelas 2 y 3 que presenta un mayor contenido en proteínas. Hay un segundo grupo formado por las parcelas 1, 5, 7 y 8 en las que el contenido de proteínas es medio y un tercer grupo formado por las parcelas 7 y 9b que presentan un contenido mínimo de proteínas y presentan, además, un mayor porcentaje de fibra. Como se puede observar son casi los mismos grupos que se formaban en la proyección de los ejes de la Figura 1, a excepción de la parcela 1 que presenta un suelo considerado de los más fértiles mientras que el pasto que produce se parece más al de otras parcelas que presentan una fertilidad intermedia.

En la Tabla 3 se presentan las correlaciones encontradas entre las variables de suelo y las variables de pasto. Se han considerado como significativas aquellas correlaciones que presentan un coeficiente de correlación por encima de 0,7.

Tabla 3. Coeficientes de correlación (r de Pearson)entre las variables del suelo y de composición del pasto.

	MO	N	CC	P	K	Mg	CIC	CE	Esterasas	Proteína
N	0,9666***	++++
CC	0,8178***	0,8627***	++++
P	n.s.	n.s.	n.s.	++++
K	0,6759**	0,6882**	0,6044*	0,8500***	++++
Mg	0,7415**	0,6294**	0,6603**	n.s.	n.s.	++++
CIC	0,9496***	0,9224***	0,7945***	n.s.	0,6177*	0,6455**	++++
CE	n.s.	0,6227*	n.s.	0,9207***	0,8136***	n.s.	n.s.	++++
Esterasas	0,7000**	0,7374**	0,6972**	0,8842***	0,7655***	n.s.	n.s.	0,7877***	++++
Proteína	0,6440**	0,6390**	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	0,7558***	n.s.	n.s.	++++
Fosfatasas	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	n.s.	0,6180*	n.s.
* p < 0,050 ** p < 0,010 *** p < 0,001 n.s.: no significativo

Es de destacar la correlación existente entre la actividad enzimática de esterasas y variables que habitualmente son tenidas en cuenta para determinar la fertilidad de los suelos, como el nitrógeno, el fósforo o el potasio, correlaciones ya puestas de manifiesto en otros trabajos anteriores (Suances et al., 2000), así como con la materia orgánica y el contenido de agua a la capacidad de campo. La actividad enzimática de esterasas podría utilizarse como indicador de la fertilidad de los suelos debido a las elevadas correlaciones que presenta con parámetros típicos de la medida de la fertilidad y de forma indirecta con la calidad de los pastos.

La relación entre la actividad enzimática de los suelos y la fertilidad de los mismos, en agroecosistemas en los que la fertilidad está fuertemente vinculada al ciclo de la materia orgánica (por ejemplo, en los sistemas de agricultura sostenible) ya ha sido puesta de manifiesto por otros autores, (Dick y Tabatai, 1992; García et al., 1998; Suances et al., 2000).

Se puede observar también que existe una correlación elevada entre la capacidad de intercambio catiónico y las mencionadas variables de fertilidad, aunque en el caso del potasio solo presenta una tendencia.

Otro aspecto a mencionar es la correlación existente entre el contenido de proteínas del pasto y variables del suelo como la materia orgánica, el nitrógeno o la capacidad de intercambio catiónico, lo que nos indica que los suelos más fértiles van a ser los que presenten un pasto con mayor contenido de proteínas.

Agradecimientos

Este trabajo forma parte del proyecto financiado por la Comunidad de Madrid COR0077/94 "Diseño y evaluación de sistemas de producción agraria compatibles con la conservación y rehabilitación del medio rural en el área de la Reserva de la Biosfera de la Cuenca Alta del Manzanares".

Bibliografía

Benzecri, J. P. (1970) L’analyse des données. L’analyse des correspondance. Junot. París.

Dick, W. A., M. A. Tabatai (1992) Potential uses of soil enzymes. En Soil microbial ecology: applications in agricultural and environmental management (F. B. Metting, Jr., ed.), Marcel Dekker; Nueva York. pp 95-127.

FAO & PNUMA (1980) Metodología provisional para la evaluación de la degradación de los suelos 86 pp. FAO y PNUMA. Roma.

García, C., T. Hernández, F. Costa (1998) Suelos erosionados: bioindicadores de su calidad biológica y bioquímica. Boletín de la Sociedad Española de la Ciencia del Suelo 4, 165-175.

Giménez, M., J. Bratos, J. Yanez, (1984) Análisis de suelos. Curso para el servicio de extensión agraria de la Junta de Andalucía.

MAPA (1993) Métodos oficiales de análisis. Secretaría General Técnica. Madrid.

Naveh, Z., R. H. Whittaker, (1979) Structural and floristic diversity of shrubland and woodlands in northern Israel and other Mediterranean areas. Vegetatio, 41: 171-190.

Porta, J.; López-Acevedo, M y Roquero, C. (1999) Edafología. Para la agricultura y el medio ambiente. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid.

Rodrígez-Kábana, R., B. Boube, R. W. Young (1989) Chitinous materials from bluecrab control of root- knot. I. Effect of urea and enzymatic studies. Nematropic 19, 53-74.

Roldán Ruiz, I., R. Fernández Ales, (1991) Efecto del pastoreo sobre la diversidad de los pastos mediterráneos. En Diversidad Biológica / Biological Diversity. (Pineda, F. D., M. A. Casado, J. M. de Miguel, J. Montalvo, eds.), SCOPE-WWF-Fundación Areces; Madrid. pp 23-32.

Schnürer, J., T. Rosswall (1982) Fluorescein diacetate hydrolysis as a measure of total microbial activity in soil and litter. Applied and environmental microbiology 43(6), 1.256-1.261.

Soil Survey Staff (1964) Draft. Subject to hang to "Soil Classification. A Comprehensive System 7^th Approximation". USDA.

Suances, L., J. Pérez-Sarmentero, A. Molina (2000) Actividad enzimática de esterasas, fosfatasas y ¿-galactosidasas en suelos de tres fincas de pastos permanentes con diferente altitud. En Actas del III Congreso de la Sociedad Española de Agricultura Ecológica. Una alternativa para el mundo rural del tercer milenio. Sociedad Española de Agricultura Ecológica, Valencia. pp 223-230.

Urbano Terrón, P. (1992) Tratado de fitotecnia general. Ediciones Mundi-Prensa; Madrid.

Valarini, P., A. Fernández, C. Romero, M. S. Garrido, (2000) Evaluation of biological parameters as indicators of the Integral soil health after organic treatments. Comparison with physical-chemical parameters. III International Congress of the European Society for Soil Conservation. Man and Soil at the Third Millennium, Valencia, 2000. En prensa.

Wild, A. (1992) Condiciones del suelo y desarrollo de las plantas según Russell. Ediciones Mundi- Prensa. Madrid.