identificación y cuantificación de la actividad microbiana, y macro ...

IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD MICROBIANA, Y
MACRO FAUNA DE UN ANDISOL BAJO DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO, EN
EL MUNICIPIO DE MARINILLA (ANTIOQUIA)
Ramiro Ramírez Pisco
Paula A. Trujillo R., Betty N. Rivera C.
RESUMEN
Se cuantifico la actividad de la biota del suelo, a través de la producción de CO2 en la respiración
microbiana y macrofauna, en términos de g CO2 kg -1 . y mg. C-CO2 kg -1 . Se realizo el conteo por
el número de unidades formadoras de colonias (UFC) por gramo de suelo seco de los hongos y
bacterias a través de la metodología de la dilución serial (10 -3 y 10 -6 ) en siembras de agar
nutritivo y PDA y la posterior identificación de los hongos más sobresalientes y la prueba Gram
para las bacterias. Se cuantifico la macrofauna asociada a los suelos. Todas las pruebas se
realizaron a un Andisol bajo seis sistemas de manejo agronómico, del municipio de Marinilla. La
actividad microbiana y macrofauna de cada suelo presentó diferencias estadísticamente
significativas (Pv < 0.001 y ∞=0.05). El suelo virgen evidencio la mayor respiración con 0.26 g
CO2 kg -1 y la menor la reporto el suelo con más de 20 años de labraza con una producción
promedio de CO2 de 0.0087 g CO kg -1 . El suelo con 10 años de labranza presento 136 UFC de
hongos. La mayor abundancia de morfoespecies de la macrofauna se encontró en el suelo virgen,
y estuvo representada principalmente por la clase Insecta, lo que significa que no existe una
correlación directa entre el componente microbiano y la macrofauna, pero sí existe, entre el
historial de manejo y la respiración, siendo la mayor influencia de ésta la macrofauna.
Palabras claves: macrofauna del suelo, componente microbial, Andisol, labranza, barbecho, uso
del suelo.

IDENTIFICATION AND QUANTIFICATION OF THE MICROBIAL ACTIVITY, AND
MACRO FAUNA OF AN ANDISOL UNDER DIFFERENT SYSTEMS OF
MANAGEMENT, IN THE MUNICIPALITY OF MARINILLA (ANTIOQUIA)
ABSTRACT
It was quantified the soil biological activity, through the CO2 production in the biota respiration
(microbial an soilorganisms) in terms of g CO2 and mg C- CO2/kg .It was carried out the couting
by the number of Colony Forming Units (CFU) per gram of dry soil of the fungi and bacteria
using the methodology of the serial dilution (10 -3 y 10 -6 ) instreak nutritions Agar and PDA and
the further identification of the most prevalent fungi and the Gram Test for bacteria. It was
quantified the macrofauna associated to the soils. All the tests were carried out to an Andisol
under six systems of agronomic managements, of the municipality of Marinilla. The microbial
activity and macrofauna of each soil showed significant stotiscal differences (Pv

INTRODUCCIÓN
Según Gómez (2000) el problema fundamental al que se enfrenta la humanidad en la actualidad
es el incremento creciente de la población y la disminución progresiva en la producción de
alimentos. Esta problemática aún es más aguda en los países subdesarrollados y en especial en las
naciones donde habitan millones de personas de escasos recursos, los cuales pertenecen en su
mayoría en zonas rurales con suelos de baja productividad, (Gómez, 2000).
La agricultura, especialmente aquella altamente tecnificada, reduce al mínimo la cobertura
natural y destruye los agregados y la estructura porosa del suelo a través de operaciones como el
arado, (Castro, 1995). El estudio de la materia orgánica en el manejo agronómico resulta útil en
suelos cultivados derivados de cenizas volcánicas (Andisoles), por la necesidad de evitar su
degradación, y por las características de estos suelos, que muestran una lenta tasa de
descomposición de materiales orgánicos, alto contenido de alofána y humus, y una baja
disponibilidad de P. Se postula que el componente biótico del suelo puede ser usado como
indicador biológico para determinar el impacto del manejo agronómico en la calidad del
agroecosistemas (Zagal y Córdova, 2005). Los Andisoles sometidos a una agricultura intensiva
pueden conservar sus excelentes características físicas (drenaje, estructura, entre otros.), dado
que sus contenidos de materia orgánica se mantienen generalmente altos; sin embargo según
algunos autores las pérdidas en diversidad y cantidad de microorganismos se podrían reflejar en
desbalances ecológicos o en problemas fitosanitarios (Castro, 1995).
El suelo tiene funciones diversas y muy importantes para los ecosistemas terrestres y el medio
ambiente del planeta, es el sustento para la vida vegetal y del cual las plantas obtienen soporte
mecánico y muchos de sus nutrientes; es el hábitat para una gran diversidad, tanto del
componente microbiano (bacterias, actinomicetos, hongos, algas, protozoarios y virus), así como
de microorganismos (coleópteros, miriápodos, hormigas, colémbolos, nemátodos, ácaros, larvas,
mamíferos pequeños y reptiles); es el lugar donde se llevan a cabo la mayor parte de los ciclos
biogeoquímicos de los ecosistemas terrestres (mineralización de la materia orgánica,
nitrificación, fijación de nitrógeno y oxidación de metano, entre otros procesos), (Luna et al.,
2002).
3

Un suelo rico en materia orgánica y microbiota es un indicador de alta fertilidad y disponibilidad
de nutrientes. La microbiota descompone los residuos orgánicos liberando agua y sustancias
minerales, mineralizan el humus, transforman los elementos no disponibles en disponibles,
participan en los procesos de fijación biológica del nitrógeno atmosférico y en la oxidación
reducción de los nutrientes. La microbiota utiliza la energía del carbono para su metabolismo, por
lo que existe una relación directa entre microorganismos, fertilidad del suelo y contenido de
materia orgánica en el suelo, (Gómez, 2000). En dichos procesos no todos los invertebrados
juegan el mismo papel y tienen la misma importancia y se ha demostrado que existen relaciones
jerárquicas, dentro de la cuales ciertos organismos realizan un control en actividad de otros,
(Cabrera y Crespo, 2001).
La fertilidad del suelo puede ser definida según Bernal (1993) como la capacidad del suelo para
suministrar a las plantas agua y nutrientes esenciales para su crecimiento y desarrollo. Los
factores que determinan la fertilidad se clasifican en físicos, químicos y biológicos (Bernal,
1993). De acuerdo con Noailles y da Veiga (2002) se considera que las causales del deterioro de
la fertilidad de los suelos por la perdidas de Carbono Orgánico y el fósforo asimilable son
originadas principalmente por las excesivas tareas de roturación del horizonte superficial, que
favorecieron la erosión hídrica y la extracción de nutrientes por los diferentes cultivos, sin una
adecuada restitución de los mismos. Además, el uso indiscriminado de maquinaria convencional,
ha generado una pérdida de materia orgánica por aerobiosis, disminuyendo su contenido y
afectando la estructuración natural de la capa arable (Cabrera y Crespo, 2001).
La biota edáfica se encuentra dividida, de acuerdo con el tamaño del organismo adulto, en tres
grandes grupos: microfauna, mesofauna y la macrofauna (Figura 1), (Cabrera y Crespo, 2001).
Fernández y M. de Oliveira (2000) afirman que el componente microbial es extremadamente
diverso, con varios centenares de especies de hongos y una gran diversidad de tipos de bacterias
con poblaciones que varían de 10 6 a 10 9 células por centímetro cúbico.
La microfauna esta constituida por animales acuáticos que se encuentran entre las partículas del
suelo, miden menos de 0.2 mm. (Cabrera y Crespo, 2001), cuyo diámetro corporal varia de 4µm
a 100µm y se incluyen fundamentalmente los protozoarios, rotíferos, nemátodos, protozoários,
copépodos (crustáceos marinos pertenecientes a la subclase Copepoda, componentes importantes
4

del zooplancton marino), tardígrados, (Fernández y M. de Oliveira, 2000). El segundo grupo lo
componen organismos cuyo tamaño oscila entre los 0.2-2 mm. (Cabrera y Crespo, 2001), y según
(Fernández y M. de Oliveira, 2000) presentan un diámetro corporal entre 100µm y 2mm. Forman
parte de él los microartrópodos (ácaros colémbolos, proturos, dipluros y symphylas) y los
enquitreídos.
Figura 1. Clasificación de tamaño de la biota del suelo. Fuente: Fernández y M. de Oliveira (2000).
Por último la macrofauna se encuentra compuesta por organismos de más de 2 mm. de longitud
(Cabrera y Crespo, 2001), aunque Fernández y M. de Oliveira (2000) afirman que llegan sólo
hasta los 20 mm. Porque los que se encuentran por encima de los 20 mm. de diámetro corporal,
pasan a pertenecer a la categoría de la megafauna, compuesta por algunas especies de
oligoquetos, diplópodes, quilópodes y coleópteros. La macrofauna se mueve activamente en el
suelo y pueden elaborar galerías en las cuales viven. Según Cabrera y Crespo (2001) forman
parte de este grupo los isópodos, quilópodos, diplópodos, arácnidos, moluscos y formícidos,
isópteros, coleópteros y oligoqueto (lombrices de tierra), para (Fernández y M. de Oliveira, 2000)
pueden pertenecer la casi todas las órdenes encontradas en la mesofauna exceptuando a los
ácaros, colémbolos, proturos y dipluros.
La comunidad microbiana del suelo es un componente lábil de la fracción orgánica, contiene de 1
a 3% del carbono total y hasta 5% del nitrógeno total del suelo. Las características físicas,
5

químicas y biológicas del suelo, así como la presencia de plantas, tienen influencia sobre el
número y la actividad de las poblaciones microbianas, (Luna et al., 2002).
Las bacterias representan entre el 25 y 30% de la biomasa microbiana del suelo, comportándose
como los organismos más numerosos del suelo (entre 10 6 y 10 7 bacterias g -1 de suelo), mientras
que los hongos, dado su mayor tamaño y presentando menor abundancia, evidencia la biomasa
más significativa (Olalde y Aguilera, 1998). Los hongos poseen la mayor masa microbiana,
alcanzan hasta un 80%, su presencia esta sujeta a los tenores de M.O. Entre éstos sobresalen los
del género Deuteromycetes, como Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Phytophtora, Verticillum,
etc. Sus principales funciones son heterotróficas sobre los restos vegetales y formación de
simbiosis del tipo micorrízicas y parásitas, (Gómez, 2000).
RESPIRACIÓN: La oxidación biológica de carbono orgánico en el suelo ocupa una posición
clave en el ciclo global del carbono (C) y representa la principal forma mediante la cual el Cfijado
retorna a la atmósfera. El término mineralización ha sido definido como la conversión de
un elemento de una forma orgánica a una inorgánica. Aplicado específicamente al C, la
mineralización puede ser definida como la liberación de C-CO, a partir de la actividad de la biota
metabólicamente activa. Este concepto es comparable con la respiración que realiza un
organismo, pero en este caso resulta de la sumatoria de todas las actividades que realizan
microorganismos heterotróficos del suelo que producen CO, (Zibilske, 1994). Así mismo, la
medida del C-CO2 permite evaluar la actividad total de un suelo o la transformación de un
determinado sustrato, o la respuesta a un tratamiento. Ésto porque en la medida en que una
unidad de C es incorporada al tejido celular de los microorganismos se desprenden
aproximadamente 0.4-0.6 unidades de C-CO" de acuerdo a la eficiencia de conversión (Osorio,
2005).
En el presente estudio se pretende identificar y cuantificar la actividad microbiana, y la macro
fauna, en un Andisol con diferentes historiales de manejo, con el objetivo de contribuir en el
conocimiento en el cambio de la riqueza biótica del suelo, en el municipio de Marinilla en el
departamento de Antioquia.
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OBJETIVO GENERAL Identificar y cuantificar la actividad biótica (microbiana y macrofauna)
de un Andisol bajo diferentes sistemas de manejo, en el municipio de Marinilla (Antioquia).
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Identificar el componente microbiano del suelo de acuerdo con su historial de manejo,
utilizando claves y por comparación.
2. Cuantificar el componente microbiano.
3. Identificar la macrofauna de las muestras de suelo de acuerdo con su historial de manejo,
utilizando claves y por comparación.
4. Cuantificar la macrofauna del suelo de acuerdo con su historial de manejo, utilizando claves
y por comparación.
5. Evaluación de la actividad microbiana del suelo, a través de la producción de CO2.
HIPÓTESIS
Ho: No existe diferencia estadísticamente significativa en la composición microbiana y de
la macro fauna del Andisol con diferentes historiales de manejo.
Ha: Al menos uno de los historiales de manejo del Andisol presenta diferencia
estadísticamente significativa en la composición microbiana y de la macrofauna, del
suelo.
DISEÑO ESTADÍSTICO: Para la evaluación del juego de hipótesis, se utilizo un diseño
completamente al azar con 3 repeticiones, por tratamiento. Para la comparación de medias se
utilizó la prueba de Tukey (∞=0.05). Como tratamiento se considero el historial de manejo de
cada una de las muestras de suelo: T1 = suelo virgen, Bosque natural, T2 = suelo con diez años
de barbecho, T3 = suelo con cinco años de barbecho, T4 = suelo de terraza, con cinco años de
labranza, T5 = suelo de más de diez años de labranza, T6 = suelo altamente erosionado con más
de veinte años de labranza.
Unidad experimental: Muestras del Andisol en cada historial de manejo. Se utilizó para el
análisis de los datos el programa estadístico SAS univariado, versión 8.2. y Excel versión 2003.
Variable respuesta:
7

Para el componente microbial: número de colonias, discriminadas por color y forma de
la esporulación en hongos, exudados y crecimiento de la colonia en las bacterias.
Para la macro fauna: número de órdenes y familias de los diferentes taxones del reino
animal, mayores de 2 mm. de longitud como Isópodos (cochinillas), quilópodos (ciempiés)
diplópodos (mil pies), moluscos, insectos (himenópteros, isópteros, coleópteros, etc.)
oligoquetas (lombrices de tierra).
MATERIALES Y METODOLOGÍA: La zona de estudio fue el municipio de Marinilla
(Figura2), en la vereda el Yarumo Montañitas, a una altitud de 1800 m, ubicado al norte 6°
10´19” de longitud, al oeste 75° 20´21”, temperatura de 18°C, precipitación de 1.000-2.000
mm/año. La zona de vida corresponde a la clasificación propuesta por Holdridge a Bosque
Húmedo Montano Bajo. La distribución de la precipitación es bimodal, con presencia de dos
periodos de lluvia (marzo-mayo y septiembre-noviembre) (CORNARE, 2002). De acuerdo al
mapa geológico elaborado por INGEOMINAS en 1965, la mayor parte del área en estudio
corresponde a materiales rocosos del batolito antioqueno. Los suelos encontrados en esta región
se desarrollaron a partir de cenizas volcánicas, provenientes del complejo Ruiz-Tolima, que se
depositaron en la región en capas de 1 a 2 metros de espesor, moldeando el paisaje. El paisaje de
esta zona es colinado con pendientes que superan el 25%, con presencia valles estrechos
intercolinares.
Los sectores con marcas de erosión se presentan en las laderas, que han estado sometidas a
intensa producción agrícola con cultivos transitorios como la papa y las hortalizas. Este proceso
se reconoce por la mezcla del primer horizonte negro, con los subyacentes de color pardo
amarillento o pardo rojizo. El suelo de Montaniitas corresponde a un Melanudand tipico, familia
medial, el suelo modal presenta un horizonte Ap (0 – 11 cm) de color negro, textura franco
arenosa y estructura granular fina, moderadamente desarrollada: continua en profundidad un
horizonte A (11-39 cm) de color negro, textura franco arenosa y estructura de bloques
subangulares medios, moderadamente desarrollados, continua un horizonte AB (39-48 cm) de
color pardo oscuro, textura franco limoso y estructura de bloques subangulares medios,
moderadamente desarrollados. Continua un horizonte Bw (48-150 + cm) con tres subdivisiones
de color pardo amarillento, textura franco limosa y franco arcillo arenosa y estructura de bloques
subangulares medios, moderados a fuertemente desarrollados (CORNARE, 2002).
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Las pruebas biológicas se realizaron en la Universidad Nacional de Colombia, sede de Medellín,
en los laboratorios de control biológico, laboratorio de sanidad vegetal, laboratorio de
microbiología del suelo, laboratorio de cuartos oscuros y fríos, y el museo entomológico.
Figura 2. Ubicación geográfica del municipio de Marinilla (Antioquia).
Todas las pruebas se realizaron con muestras de suelo de los primeros 40 cm. de profundidad. Se
realizaron tres tomas de suelo en lugares diferentes de cada uno de los sitios de estudio.
1. RESPIRACIÓN DEL SUELO: Se realizaron 4 bloques en el tiempo. Durante este tiempo, el
suelo fue guardado el un cuarto frío, con temperaturas inferiores a 0 ºC. Para esta prueba se
homogenizó (mezcló) las tres repeticiones de suelo. De la mezcla se sacó un kilo de cada suelo.
Se guardo en un cuarto de refrigeración para conservar el porcentaje de humedad, conservar y
detener la actividad macro y microbiana del suelo.
Procedimiento: Se tomó una muestra de 50 gr. de cada suelo y se calculó el porcentaje de
humedad. Se transfirió 50 gr. de suelo (base seca), a un frasco de vidrio con cierre hermético
(Figura 3). Se valoró también la presencia del control (sin suelo). Se introdujo un franco plástico
sin tapa por 20 cc de NaOH 0.1 M. se dejaron incubando durante 48 horas, a temperatura
ambiente. Pasado el periodo planteado se determinó el pH de las soluciones de NaOH.
Figura 3 ilustración del montaje del método con el cual se captura el C-CO2 desprendido del
suelo (s), detállese los beakers con NaOH 0.1 M. dentro de los frascos.
9

2. EVALUACIÓN DEL COMPONENTE MICROBIANO: Se utilizó los medios de agar
nutritivo con benlate (0.003 gL -1 ) para aislar bacterias, NFB para aislar fijadores de N2, Patata
Destroza Agar (PDA) + ácido láctico (2 ml /l) para aislar hongos. Se realizaron diluciones
seriales. La dilución dependió del tipo de microorganismos que se deseaba aislar. Para bacterias
se empleó las diluciones 10 -5 -10 -6 , para fijadoras de N2, 10 -5 –10 -6 ; para hongos 10 -2 -10 -3 . Con
cada dilución se tuvo tres repeticiones para cada uno de los suelos (Figura 4).
Figura 4. Esquema del procedimiento para la obtención de dilución para extraer hongos y
bacterias de un tipo suelo, con tres repeticiones.
Luego se procedió al conteo, a través del número de unidades formadoras de colonias (UFC) por
gramo de suelo seco. Se tuvo en cuenta que un conteo válido debe estar entre 30-300 UFC por
caja (Osorio, 2005). Una vez identificada las UFC se realizó la purificación de algunos hongos y
bacterias elegidos; el criterio que determino el aislamiento tanto de bacterias y hongos fueron: las
colonias que más presentaran repeticiones y las más expansivas en las cajas de Petri, de cada uno
de los diferentes tipos de suelos.
EVALUACIÓN DE LA MACRO FAUNA: Para el muestreo de la fauna del suelo, se hicieron
3 muestreos por sitio, en un volumen de suelo de 20 x 20 x 15 cm. Se realizo de dos formas, a
través del método de los embudos de Berlesse (Figura 5) y una revisión manual (Figura 6). Para
el primer método se utilizó un promedio 500 gr. de suelo por embudo. Se realizó la prueba por 8
días. Todas las colectas se guardaron en solución de pampel, para proceder a la identificación.
Figura 5. Montaje del método del Figura 6. Equipo para la revisión manual
los embudos de Berlesse de la macrofauna del suelo y su respectiva
identificación
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
EVALUACIÓN DEL COMPONENTE MICROBIANO: La actividad microbiana es
especialmente intensa en torno de una raíz vegetal. Cuando los residuos vegetales
vuelven al suelo, esta población microscópica desdobla sus moléculas si las condiciones
del suelo son favorables para esa descomposición. Los materiales remanentes después de
la descomposición son el dióxido de carbono, agua; nitratos, fosfatos, sulfatos y las sales
de calcio, magnesio y potasio, así como también muchos elementos en pequeñas
cantidades. Durante la descomposición de los residuos se producen muchas substancias
orgánicas y algunas de ellas ejercen cierta influencia en el desarrollo de las plantas,
(McCalla, 1963).
Se registraron 296 UFC (tabla 1). El suelo con 10 años de labranza con 136 UFC,
seguido del suelo virgen con 66 UFC. El menor desarrollo de colonias se presentó en el
suelo con 10 años de barbecho, con 10 UFC, seguido del suelo con más de 20 años de
labranza con 13 UFC, (Figura 7). La abundancia se registro en los suelos con algún historial de
labranza , pero este conteo no favorece la presencia del componente microbial porque en vez de
abundancia en los suelos poco intervenidos se encuentra es diversidad, y aunque esta variable
no se cuantifico dentro del estudio, la literatura reporta que es mayor en estos sitios, debido
posiblemente a las óptimas condiciones de hábitat y alimento, representadas por la materia
orgánica en diferentes grados de descomposición (Coral y Bonilla, 1998).
Conteo hongos
Tabla 1. Conteo de las unidades formadoras de colonia (UFC).
Virgen
5 años de
barbecho
terrazas con
5 años de
labranza
Suelos
más de 10
años de
labranza
10 años de
barbecho
más de 20 años de
labranza
R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3
total cada repetición 12 29 25 12 6 20 12 21 0 39 46 51 2 1 7 6 4 3
total de cada suelo 66 38 33 136 10 13
Total de UFC 296
11

más de 20 de labranza
más de 10 años de
labranza
terrazas con 5 años de
labranza
5 años de barbecho
10 años de barbecho
virgen
10
13
D
D
33
C
38
C
66
136
0 20 40 60 80 100 120 140
UNIDADES FORMADORAS DE COLONIA (UFC)
Figura 7. UFC en el Andisol, de acuerdo a su historial de manejo 1 .
El suelo virgen, no evidencio grandes cantidades de UFC de hongos, pero dado que presentan un
tamaño mayor al de las bacterias, se demuestra una menor abundancia, lo cual se evidencia en
una biomasa más significativa (Olalde y Aguilera, 1998). Además, existen diversos métodos y
medios de cultivo para aislar microorganismos del suelo, algunos de ellos son muy generales y
otros son muy específicos para un grupo taxonómico (hongos, bacterias, cianobacteria,
actinomicetos, entre otros) o para grupos funcionales (bacterias fijadoras de nitrógeno, hongos
solubilizadores de P), y aunque el método de extracción utilizado es universal para cualquier tipo
de suelo (Figura 8), se deben realizar otros estudios particulares, dependiendo del tipo de suelo y
su historial de manejo.
a. b. c. d. e. f.
Figura 8. Representación real de las UFC en cada uno de los historiales de manejo. a. suelo virgen, b.
suelo con 5 años de barbecho, c. suelo de terrazas, 5 años de labranza, d. suelo 10 de labranza, e. suelo 10
años de barbecho, f. suelo 20 años de labranza.
1 En las figuras citadas en el trabajo, las letras diferentes indican diferencias estadísticamente significativas
entre los tratamientos evaluados, con un (Pv < 0.001 y ∞=0.05).
B
A
12

Se purificó 4 hongos, obteniéndose: Penicillium sp., Fusarium sp., Mucor sp., Trichoderma sp.
(Figura 9).
Extraído del suelo con mas de 10 años de labranza (Penicillium sp.)
Extraído del suelo con mas de 10 años de labranza (Fusarium sp.)
Extraído del suelo virgen (Bosque natural) (Mucor sp.)
Extraído del suelo de las terrazas con 5 años de labranza. (Trichoderma sp.)
Figura 9. Cultivo – purificación del hongo – fotografía microscópica del hongo
Las 296 UFC, se discriminaron por su color (tabla 2) y forma (tabla 3) y se encontró que la
mayor abundancia de colonias se encontró en el suelos de 5 años de barbecho. La menor cantidad
se ubicó en los suelos de 10 años de barbecho (Figura 10), y el suelo virgen, ésto porque estos
suelos por su historial de manejo experimentan un equilibrio dinámico que les permite sostener la
diversidad, mas no la cantidad y el suelo con 20 años de labranza porque ya presenta sus
características tan degradas que no favorece el desarrollo, crecimiento y sostenimiento de la
microbiota.
13

Color
Suelo
virgen
S. 10
barbecho
S. 5 años
barbecho
S. terraza
5 años
labranza
S. 10 años
labranza
S. 20 años
labranza
El hongo Blanco (A), identificado como Mucor sp, (Tabla 3) fue encontrado sólo en el suelo
virgen. Puede considerarse como un posible bioindicador de suelos poco intervenidos, pero ésto
implica otros estudios más profundos. El hongo color verde algodonoso (tabla 3) fue dominante
en el suelo virgen, también se reporto en los demás suelos excepto en el suelo de 20 años de
labranza. El hongo verde aceituna (B) identificado como Penicillium sp. (Tabla 3) sólo se reporto
en el suelo virgen y el suelo de 5 años de barbecho, lo que refleja claramente que las maniobras
agronómicas mal ejercidas sobre el suelo sí contribuyen en la disminución de la biota del suelo.
El verde militar (C) identificado como Trichoderma sp (Tabla 3). se reporto en casi todos los
suelos, pero su mayor incidencia fue sobre el suelo de 10 años de labranza. El hongo color
rosado, se encontró en todos los suelos salvo en el suelo virgen, su mayor incidencia fue en los
suelos más labrados. El hongo color fucsia (D) (Tabla 3) identificado como Fusarium sp. se
encontró en todas los suelos salvo en el suelo de 10 años de barbecho.
UFC
Blanco
(A)
Tabla 2. Distribución de las colonias de los hongos de acuerdo con su color.
Blanco
Algodonoso
Verde
Blanco
Verde
Algodonoso
Verde
ceituna
(B)
Verde
Milita
r (C)
Verde
Amarillo
Amarillo
Claro
Amarillo
Mostaza
Café Rosado
Blanco
Fucsia
(D)
Negro
Algodonoso
3 0 0 35 17 4 0 0 0 0 1 6 0 0
0 0 1 5 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2
0 5 0 6 1 2 4 11 1 0 2 1 2 3
0 1 0 24 0 3 0 3 0 0 1 1 0 0
0 10 0 20 0 77 0 0 0 1 8 3 1 16
0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 6 2 1 0
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Suelo virgen S. 10 barbecho S. 5 añosbarbecho S. terraza 5 años
labranza
Color de colonia de hongos
S. 10 años
labranza
Negro
S. 20 años de
labranza
Blanco (A) Blanco Algodonoso Verde -Blanco Verde Algodonoso Verde Aceituna (B)
Verde Militar (C) Verde Amarillo Amarillo Claro Amarillo Mostaza Café
Rosado Fucsia (D) Negro Algodonoso Negro
Figura 10. Distribución de las colonias de los hongos de acuerdo con su color de esporulación y micelio.
14

Verde
Algodonoso
Tabla 3. Descripción de algunos hongos.
Color del Hongo Forma Exterior del hongo Color de Esporulación Nombre científico 2
Colonia muy expansiva , sin una
Mucor sp.
Blanco (A)
forma bien definida Blanca
Blanco Colonia muy expansiva, sin una algunas colonias presentan colores
x
Algodonoso
forma bien definida.
oscuros
Colonia de tamaño mediana, La esporulación no es algodonosa,
x
Verde -Blanco presenta fuertes espinas
presenta color verde y blanco
x
Verde aceituna
(B)
Verde Militar
(C)
Verde Amarillo
Amarillo Claro
Amarillo
Mostaza
Café
Rosado
Colonias de tamaños variables,
generalmente de forma circular.
Espurulación blanquecina que cubre
todo el hongo
Colonias pequeñas, bien definidas
en forma circular. Blanquecina
Colonias de tamaños de diferentes
tamaños Verde-Blanquecina
Colonias de pequeños tamaños,
pocas definida Blanca-Verdosa
Tamaños variables, deformas muy
definidas Blanca
Colonias de tamaño pequeño bien
definido Amarillo Mostaza
Colonia bien definida , en forma
circular Café
Colonias de tamaño pequeño bien
definido Rosado-Blanquecino
Fucsia (D) Colonias sin una forma definida Fucsia
Negro
Algodonoso
Negro
Colonia de pequeño tamaño, bien
definido Grisacea
Colonias de diversos tamaños, muy
expansivas. Negro
Penicillium sp.
Trichoderma sp.
x
x
x
x
x
Fusarium sp.
La mayor abundancia de bacterias, se reporto en el suelo virgen con 24 UFC (figura 11). En
segundo lugar estuvo las desarrolladas en el suelo de 20 años de barbecho, con 16 UFC. El
desarrollo más bajo se consiguió en el suelo de 10 años de barbecho y 5 años de barbecho, con 4
y 5 UFC respectivamente. Castro (1995) afirma que cuando el suelo es cultivado se somete a
cambios en las cantidades y calidades de la materia orgánica, en los regímenes de temperatura y
humedad del suelo y en los procesos biológicos que afectan la descomposición y dinámica de la
materia orgánica. La labranza del suelo incrementa la oxidación de la materia orgánica al destruir
los agregados del suelo, exponiendo nuevas superficies al ataque bacterial y cambiando las condiciones
redox dentro del perfil.
2 En la tabla, la “x” significa que el hongo no pudo ser identificado.
x
x
15

Figura 11. Cantidad de bacterias de cada tipo de suelo de acuerdo a su historial de manejo.
De igual forma que se hizo con los hongos, las bacterias se clasificaron por el color y forma de su
colonia (Figura 12) y se obtuvo que las colonias color blanco (sin identificar) fueron las más
abundantes y presentes en cinco de los seis tipos de manejo agronómico del andisol. El suelo
virgen presentó el mayor número de colonias con 9 UFC. Los suelos con 5 años de barbecho, 5
años de labranza, 10 años de labranza y 20 años de labranza, presentaron 3 UFC. El suelo con 5
años de barbecho presento 2 UFC, y curiosamente el suelo con 10 años de barbecho no reporto
ninguna. Las colonias color amarillo brillante (A), fue el segundo dominante en el suelo virgen y
el mayor en el suelo con 10 años de labranza, ésta clasifico como Gram Negativa (tabla 4). Las
colonias color café transparente (B), fue la tercera más dominante en el suelo virgen,
presentándose también en los suelos con 5 años de barbecho y cinco años de labranza y 10 años
de labranza, este tipo de morfotipo bacterial desaparece el suelos con más de 20 años de labranza;
presento una prueba Gram Positiva (tabla 4). Las colonias color café con terminaciones lechosas
(C) (tabla 4) no se reportaron en el suelo virgen, pero si fue el morfotipo más dominante del suelo
con 10 años de barbecho, presento una prueba Gram Negativa (tabla 4). Las colonias bacteriales
color crema aparecen en los suelos labrados y se intensifica en el suelo con 20 años de labranza.
El suelo con 5 años de labranza fue el que presento la mayor diversidad de colores, reportando 6
de los 7 más sobresalientes en las UFC (Figura 12). Ninguno de los suelos reporto la diversidad
de todos los colores de colonias bacteriales, lo que indica que dependiendo del manejo
16

agronómico que se le de al suelo, sí varia en componente microbial. Castro (1995), indica que
cuando los suelos vírgenes se cultivan se observa un descenso de la biomasa microbiana, así
como de la materia orgánica.
Unidades Formadoras de Colonia (UFC)
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
6
4
3
2 2 2 2 2
Virgen 10 años de
barbecho
5años de
barbecho
3 3
3
1 1 1
1
Historial de manejo
terraza con 5 años
de labranza
labranza intensiva
por mas de 10
años
Blancas Amarilla Clara Brillante (A) Café Transparente (B)
Café de Terminaciones Lechosas (C)
Crema
Café Transparente
Figura 12. Distribución de las colonias de bacterias de acuerdo con su color.
Tabla 4. Descripción de las bacterias de 48 y 72 horas de incubadas y sus Morfotipos
Color Forma exterior
Blancas
Color del Exudado
4
3
5
erosionado con
mas de 20 años de
labranza intensiva
Tamaño de
la colonia
Colonias bien definidas Blanquecino transparentes Pequeñas
Prueba
Gram
Amarilla Clara Brillante (A) Lisa circular
Amarillo transparente, muy
brillante
Mediano
Negativa
Café Transparente (B) Punteada bien definida Transparente Pequeño Positiva
Café de Terminaciones
Lechosas (C)
Sin una forma definida Blanquecino lechoso De gran tamaño Negativa
Café
Las colonias son redondas presentan anillos
blanquecinos.
Opaco Pequeñas
X
Transparente No presentan una forma definida Transparente brillante Medianas X
Crema Forma circular, de distintos tamaños
Algunas colonias presentan
exudados brillantes.
Variable
X
La prueba de Gram fue algo preliminar donde el criterio considerado fue tener en cuenta aquellas
colonias más expansivas y representativas de las seis (6) muestras de suelos. Ésto se correlaciona
con lo hallado en algunos estudios sobre microbiología de suelo, donde se afirma que las
bacterias Gram Negativa se encuentran en mayor concentración comparado con las bacterias
Gram Positiva, posiblemente porque aquellas en su mayoría, poseen estrategias competitivas
X
17

como: la producción de antibióticos, de sideróforos, liberación de enzimas como quitinasas y
glucanasas (que actúan sobre la pared de los hongos e insectos fitopatógenos), favoreciendo su
desarrollo y limitando la presencia de bacterias Gram Positivas. El conteo bajo de las colonias
bacteriales puede explicarse posiblemente porque la dilución de 10 -6 es muy alta, se sugiere hacer
otra serie de disolución 10 -5 o 10 -4, en posteriores ensayos.
Las diluciones de cada uno de los historiales de manejo, expresaron diferentes formas y tamaños
de las colonias bacteriales (Figura 13).
Bacterias del suelo virgen Bacterias del suelo con 5 años de barbecho
Bacterias del suelo de 5 años de Labranza Bacterias del suelo de labranza de 10 años.
Bacterias del suelo con 10 años de barbecho Bacteria del Suelo de 20 años de labranza
Figura 13. Forma y color de algunas de las colonias bacteriales desarrolladas.
EVALUACIÓN DE LA MACRO FAUNA
La comunidad biológica del suelo está generalmente conformada por protistos y organismos de
los Phyllum artrópoda, Annélida y Mollusca. La mayor parte de estas comunidades ocupa
hábitats como bosques, selvas y praderas, en los cuales el clima y la vegetación suministran la
humedad y el alimento necesarios para garantizar su existencia, (Coral y Bonilla, 1998).
18

El suelo virgen y el suelo de 10 años de barbecho, presentaron la mayor abundancia con 148 y 56
individuos/ 0.04 m 2 (figura 14), la cual se vio favorecida por el alto contenido de materia
orgánica, alta humedad y materiales vegetales en diferente grado de descomposición. El suelo
con 5 años de barbecho presento 52 individuos /0.04 m 2 , el suelo con 5 años de labranza reporto
30 individuos /0.04 m 2 , el suelo con 10 años de labranza reporto 9 individuos /0.04 m 2 y
finalmente el suelo de 20 años de labranza por su estado altamente erosionado, y ya sobre un
horizonte C, no reporto ningún individuo. El suelo de 5 años de barbecho se vio favorecido por la
presencia de algunos árboles conocidos en la zona como “Dragos” que aportan un poco de
hojarasca y sombra.
Se encontraron 3 Phyllum (Artropoda, Mollusca, Annelida) (tabla 5). La más abundante la
Artropoda con 5 Clases (Insecta, Aracnida, Chilopoda, Diplopoda, Symplyla) de las 7
encontradas; 16 Ordenes, de los cuales 9 pertenecen a la Clase Insecta; y 21 familia, con 14
pertenecientes a la clase insecta. Las familias con mayor número de individuos que se reportaron
fueron la formicidae, seguida por la espirobolidae y la araneae.
No. de Individuos / 0,04 m2 (6000 cm2)
160
140
120
100
80
60
40
20
0
148
A
50,17%
SUELO VIRGEN SUELO 10
AÑOS
BARBECHO
18,98% 17,63%
56 B
52 B
SUELO 5 AÑOS
BARBECHO
10,17%
30 C
SUELO 5 AÑOS
LABRANZA
TERRAZAS
3,05%
9 D
SUELO 10
AÑOS
LABRANZA
E
0
SUELO 20
AÑOS
LABRANZA
Figura 14. Número de individuos encontradas en el suelo muestreado (0.04 m 2 =6.000 cm 2 ).
Los resultados ponen en manifiesto, según (Coral y Bonilla, 1998) que el cambio de uso de la
tierra genera variación en las poblaciones edáficas como respuesta a modificaciones en la
19

cobertura vegetal, radiación solar, lluvia y propiedades físicas y químicas del suelo. La mayor
densidad de los organismos bajo suelo virgen con zonas intervenidas permite inferir que las
características edáficas y de microclima son óptimas para la recolonización por la macrofauna, la
capa de material vegetal en diversos grados de descomposición ofrece alimento, protección del
hábitat para la macrofauna, la disminución o ausencia en los sitios intervenidos es producto del
efecto antrópico continuo.
Otro factor que afecta los contenidos del componente biótico, además de la materia orgánica, es
la cobertura del suelo. La cantidad de biomasa radical es importante, ya que suple una cantidad
significativa de carbono para la biota del suelo. Además, el hecho de que el suelo este cubierto lo
hace menos vulnerable a la desecación y la erosión, (Castro, 1995).
20

Tabla 5. Descripción de las morfoespecies encontradas en el Andisol, de acuerdo a su historial de manejo,
en 0.04 m 2 .
RESPIRACIÓN DEL SUELO
La oxidación biológica de carbono orgánico en el suelo ocupa una posición clave en el ciclo
global del carbono (C) y representa la principal forma mediante la cual el C-fijado retorna a la
atmósfera. La mineralización aplicada específicamente al C, puede ser definida como la
liberación de C-CO, a partir de la actividad de la biota metabólicamente activa. Este concepto es
comparable con la respiración que realiza un organismo, pero en este caso resulta de la sumatoria
de todas las actividades que realizan microorganismos heterotróficos del suelo que producen CO,
González y Osorio (2005).
La aplicación de las técnicas para estimar la mineralización del C usualmente se basa en la
21

medida del desprendimiento de CO2. La cuantificación de los procesos de mineralización
suministra información acerca del estado fisiológico o potencial metabólico de la población
microbiana del suelo, de la biomasa del mismo y de la relativa contribución de los microbios del
suelo con respecto a aquella de la fauna, las raíces de las plantas y los recursos abióticos al flujo
total de C del suelo (Zibilske, 1994).
Así mismo, la medida del C-CO2 permite evaluar la actividad total de un suelo o la
transformación de un determinado sustrato, o la respuesta a un tratamiento. Ésto porque en la
medida en que una unidad de C es incorporada al tejido celular de los microorganismos se
desprenden aproximadamente 0.4-0.6 unidades de C-CO" de acuerdo a la eficiencia de conversión
(Osorio, 2005).
El análisis estadístico mostró un marcado efecto diferencial de algunos sistemas de manejo del
suelo sobre la actividad biótica a través de la producción de CO2 (tabla 6 y 7). La tabla 6 muestra
la cantidad de Carbono producido por cada mol de CO2 en mg / kg (Figura 15). La tabla 7 ilustra
la cantidad total de gramos de CO2 producidos para reaccionar con las moles de NaOH
(Figura16). Los mg C –CO2 / kg y los g CO2 / kg se calcularon así (tabla 8):
Testigo __ 10 -POH control moles de OH – 10 -POH de tratamiento moles de OH *0.02 L *1 mol CO2 * 44 gr CO2*1000mg CO2 * 12 mg C
L 0.05 kg ++ 2mol OH 1 mol CO2 1 gr CO2 44 mg CO2
Éstos resultados sólo muestran que el suelo que aporto el mayor numero de moles de CO2 fue el
suelo virgen, seguido del suelo de 10 años de barbecho (Figura 16). Las respiraciones más bajas
se registraron en los suelos con más de diez años de labranza y el suelo totalmente erosionado,
con más de veinte años de labranza, inclusive en algunas de las repeticiones su pH fue igual o
mayor al pH del control (tabla 8).
Tabla 6. Producción de mg C –CO2 / kg a las 48 horas
SUELO mg C-CO2/kg
bloq 1 bloq 2 bloq 3 bloq 4 Promedio
Virgen 2,481 98,9 91,82 94,63 71,96
10 años de barbecho 3,27 73,12 70,97 73,15 55,128
5 años de barbecho 6,96 35,45 27,27 29,44 24,781
terraza con 5 años de labranza 3,27 23,63 17,48 17,88 15,564
labranza intensiva por mas de 10 años
erosionado con mas de 20 años de labranza
3,27 20,03 13,9 14,22 12,855
intensiva 0,85 2,28 2,13 4,30 2,387
22

erosionado con más de 20
años de labranza intensiva
labranza intensiva por mas
de 10 años
terraza con 5 años de
labranza
5 años de barbecho
10 años de barbecho
Virgen
2,39
C
12,85
15,56
BC
B C
24,78
B
55,13
71,96
0 10 20 30 40
mg C-CO2 / kg.
50 60 70 80
Figura 15. Producción promedio de mg C –CO2 / kg a las 48 horas
La respiración de los suelos fue en ese sentido mayor en el suelo virgen, presentando una
producción promedio de 0.264 g CO2 / kg y la menor la presentó el suelo con más de 20 años de
labraza con una producción promedio de CO2 de 0.009 g CO / kg (tabla 3).
Tabla 7. Producción de g CO2 / kg a las 48 horas
SUELO Bloq 1 Bloq 2 bloq 3 bloq4 Promedio
Virgen 0,009 0,363 0,337 0,347 0,264
10 años de barbecho 0,012 0,268 0,26 0,268 0,202
5 años de barbecho 0,026 0,13 0,1 0,108 0,091
terraza con 5 años de labranza 0,012 0,087 0,064 0,066 0,057
labranza intensiva por mas de 10 años 0,012 0,073 0,051 0,052 0,047
erosionado con mas de 20 años de labranza
intensiva 0,003 0,008 0,008 0,016 0,009
erosionado con mas de 20
años de labranza intensiva
labranza intensiva por mas
de 10 años
terraza con 5 años de
labranza
5 años de barbecho
10 años de barbecho
Virgen
0,00875
0,047
D
0,057
C
0,0909
0,2021
AB
A
0,2638
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
g CO2 / kg.
Figura 16. Producción de g CO2 / kg a las 48 horas
C
B
A
A
23

El pH es igual a -log (H + ) M (mol/L) y el pOH - es igual a - log (OH) M (mol /L). Comprendido
ésto, El pH de las muestras de suelo evidenciaron que en el suelo virgen presentó los valores de
pH mas bajos (más ácido) en comparación con el resto de los suelos, presentando valores de
11.06 en promedio, difiriendo de su control con 12.5 (tabla 8).
Tabla 8. Promedio del pH y pOH obtenidos en el NaOH 0.1M. durante la prueba de respiración.
Suelo pH pOH
Virgen 11,0575 2,9425
10 años de barbecho 12,035 1,965
5 años de barbecho 12,3525 1,6475
terraza con 5 años de labranza 12,41575 1,58425
labranza intensiva por mas de 10 años 12,43075 1,56925
erosionado con mas de 20 años de labranza intensiva 12,4875 1,5125
Control 12,5 1,5
El control (NaOH 0.1 M sin suelo) presentó una reducción de su pH inicial 12. 9, debido a que el
recipiente contenía aire con trazas de CO2 en el interior, de acuerdo a la literatura de un 0,03%,
que reaccionó con el NaOH. Una mol de CO2 necesita dos moles de H + , estos dos moles de
H + neutralizan dos moles de OH - (1 mol de H + reacciona con 1 mol de OH - ) (Figura 17).
La figura 10 ilustra como sucede la reducción del pH del NaOH 0.1 M.
1 mol CO2 2 H + 2 moles de OH -
1 CO2 + 2 Na OH + 1 H2O Na2CO3 + 2 H2O
El CO2 al reaccionar con el H2O libera 2
H + y éstos son los responsables de la
disminución en el pH.
Carbonato de sodio
2 H + + 2 OH
Esta balanceando el agua. Lo más relevante
es que los H + disminuyen el pH.
CO2 + H2O H2CO3 + HCO - 3 +CO 2 3 -
H +
+
H Se disocia
Ácido carbónico Bicarbonato
pH > 6.4
2 NaOH 2 Na + + 2 OH -
Na2CO3
Se disocia, pH > 9.7
Carbonato de sodio
Figura 17. Reacción química realizada entre las moles de CO2 y el NaOH a 0.1 M.
24

El suelo virgen no es el que presenta el mayor número de colonias de hongos extraídas en
laboratorio (tabla 1), contrario a lo mostrado en la tabla 5 que indica que éste suelo posee el
mayor numero de ordenes, familias e individuos de la macrofauna, lo que deja claro que la
mayor respiración de este suelo fue producto de la macrofauna y las bacterias presentes
principalmente (figura 11). El suelo con más de 20 años de labranza presentó la menor actividad
respiratoria (tabla 6 y 7), porque de acuerdo con la tabla 1 y 5, éste es el más pobre en las UFC de
los hogos y la presencia de los organismos de la macrofauna, por lo que la respiración de este
suelo fue aportada por las bacterias (Figura 11).
CONCLUSIONES
Las características del suelo y los historiales de manejo y uso en la zona de Marinilla-
Montañitas (Antioquia) influyen sobre la diversidad y la abundancia del componente
microbiano y los macroorganismos.
En los ambientes con menor intervención antrópica, tales como a los que se denomino zona
de suelo virgen, y suelo de barbecho en diferentes edades, se propicia la diversidad de los
organismos de la macrofauna y su abundancia en referencia.
La abundancia de la macrofauna, no correlaciona con la de la microbial, en el Andisol
estudiado.
La medida de la actividad biótica, a través de la producción de CO2 en la respiración de los
componentes bióticos (microorgasnismos y microbial), muestra que los suelos con menor
intervención antrópica, son los que más g CO2 / kg produjeron.
Los resultados de respiración versus el historial de manejo de los suelos si correlaciona,
mostrando que a mayor intervención en la formación de los suelos, menor es su actividad
biótica.
Las prácticas de manejo, según el estudio, bajo el esquema tecnificado y de quema, en la
vereda Montañitas reducen la abundancia relativa y la diversidad de los macroorganismos y el
componente microbial, al favorecer los procesos erosivos y de degradación del suelo, como es
el caso de los tratamientos 10 y 20 años de labranza.
25

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