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INTRODUCCIÓN
El papel de los microorganismos en el mantenimiento de un suelo sano y equilibrado es primordial debido a las distintas funcionalidades que ofrecen, que, a su vez, influirán directamente sobre los servicios ecosistémicos de dicho suelo. Los microorganismos del suelo participan en la descomposición y en el ciclo de nutrientes y sirven como indicadores de cambios de usos y de la salud del ecosistema. En un suelo, la diferencia en la composición del microbioma puede estar marcada por numerosos factores interconectados (Wixon & Balser, 2009).
El objetivo principal de este trabajo es estudiar diferencias existentes en la composición del microbioma de un suelo agrícola calcáreo y un suelo agrícola calcáreo yipsícola, dedicados ambos al monocultivo. Esto nos ayudará a conocer la salud de dichos suelos basándonos en factores como la diversidad, abundancia o funcionalidad de dichos microbiomas y nos dará pistas para llevar a cabo un manejo sostenible de este tipo de suelos.
MATERIAL Y MÉTODOS
En febrero de 2022, fueron recogidas 18 muestras de suelo a una profundidad de entre 3 y 20 cm, en dos localizaciones distintas correspondientes a dos parcelas experimentales situadas en Casasana (Guadalajara, España) y en Buendía (Cuenca, España) a unos 32 km de distancia entre sí por carretera. Casasana está caracterizada por un suelo desarrollado en margas yesíferas; y Buendía muestra un suelo desarrollado en un depósito de gravas, arenas y arcillas muy calcáreas. En ambas ubicaciones los suelos son pobres en materia orgánica, N, P y K y tienen pH básico. Los dos suelos han estado dedicados al monocultivo de cebada, estando en el momento del muestreo sin cultivar.
En dichas muestras se realizó un análisis general del microbioma del suelo en el que se incluye la distribución de hongos y bacterias; y su abundancia, diversidad y funcionalidad.
Tabla 1 Características de ambos suelos
| Casasana | Buendía | |
|---|---|---|
| Coordenadas | 40º31'44,44"N 2º38'11,19"W | 40º22'10,43"N 2º46'18,72"W |
| Altitud (m s.n.m.) | 976 | 688 |
| P media anual (mm) | 610 | 472 |
| pH | 7,7 | 8,6 |
| MO (%) | 0,50 ± 0,08 | 1,13 ± 0,17 |
| CaCO3 (%) | 31,5 ± 7,8 | 49,9 ± 2,27 |
| *1Yeso (%) | 15 ± 8,9 | 0 |
| *2Ca2+ (cmol+ kg-1) | 279,8 ± 31,2 | 45,8 ± 0,85 |
| NT (%) | 0,06 ± 0,01 | 0,14 ± 0,02 |
| Pasimilable (mg kg-1) | 6,4 ± 1,1 | 4,1 ± 1,5 |
| Kasimilable (mg kg-1) | 46,9 ± 6,6 | 27,1 ± 7,5 |
| Textura (< 2mm) | Franco-arcillosa | Franco-arcillo-arenosa |
| Elemen. gruesos (%) | 12,9 ± 2,4 | 21,3 ± 3,4 |
*1Yeso semicuantitativo por DRX.
*2Se asume que el complejo de cambio del suelo está saturado en Ca2+ (en estos valores interviene evidentemente el Ca2+ disuelto).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En Buendía existen 1747 taxones microbianos (975 hongos y 768 bacterias), y en Casasana 1421 (685 hongos y 732 bacterias). El índice de biodiversidad en Buendía es significativamente mayor que en Casasana. La menor diversidad en Casasana puede indicar que las condiciones específicas de ese suelo, con valores altos de yeso y por tanto, de Ca2+ en la solución del suelo, niveles más bajos de Ntotal o menor contenido en materia orgánica (Tabla 1), resultan estresantes para la microbiota desplazando microorganismos en favor de aquellos más especializados. Por otra parte el suelo de Buendía es más diverso en hongos que en bacterias mientras que en Casasana ocurre lo contrario. Aunque la diversidad de hongos es mayor en Buendía que en Casasana, la ratio en abundancia de hongos/bacteria es mayor en Casasana (0,08) que en Buendía (0,02). En cualquier caso son ratios muy bajas, similares a las encontradas en suelos dedicados a agricultura intensiva, lo que puede tomarse como un indicador de degradación (Six et al., 2006) en ambos suelos.
El índice de funcionalidad se clasifica en Casasana como muy alto y en Buendía como medio. En Casasana los índices significativamente más altos interesantes a destacar son el referente a la solubilización de K, de P inorgánico, de asimilación de Fe, equilibrio del ciclo del S o el de ciclado de N.
Hongos
Buendía presenta una mayor diversidad que Casasana dentro de los filos Basidiomycota y Ascomycota. En el resto de filos la diversidad es similar a excepción del filo Glomeromycota que solo tiene representación en Buendía (micorrizas arbusculares: MA).
En cuanto a abundancia relativa, en las dos localizaciones casi el 100 % de los hongos se reparten entre Ascomycota, Basidiomycota y Mortierellomycota (Figura 1). Ascomycota es similar en ambas localizaciones, Basidiomycota en Casasana casi dobla a Buendía y Mortierellomycota en Buendía casi dobla a Casasana.
Micorrizas: MA solo aparecen en Buendía donde su abundancia relativa es menor de 0,2 % y la diversidad es también pequeña. Aparece el género Diversispora y la especie Otospora bareae. Este tipo de micorrizas, aunque tiene menos requerimientos de carbono, depende mucho de su planta hospedadora. El suelo de Casasana, en el momento del muestreo, estaba totalmente desnudo y el de Buendía presentaba algo de vegetación natural. Por otra parte, la ausencia de MA puede ser causa de una competencia colectiva y efectos antagónicos de la comunidad microbiana existente, además de otros factores como el bajo pH (Svenningsen et al., 2018).
Por otra parte las ectomicorrizas (ECM) tienen una tolerancia ambiental más amplia (Branco y Ree, 2010). En Buendía hay una mayor diversidad, mientras que en Casasana hay una mayor abundancia relativa. Es destacable en Casasana Cortinarius diasemospermus (3,25 % en Casasana vs 0,39 % en Buendía). En cuanto a esto, mencionar el estudio de Aponte et al. (2010) donde se observó que altos niveles de Ca y pH en el suelo suponían una relación significativa con bajos niveles de diversidad de ECM. En nuestro caso ambos suelos presentan saturación en Ca2+ con pHs alcalinos (coherentemente con la abundancia de CaCO3), sin embargo el Ca2+ medido en Casasana es más de 6 veces mayor que en Buendía debido a la presencia de yeso. Por lo tanto, entre estos dos suelos, el factor limitante a la diversidad podría ser la abundancia de Ca2+ en vez del pH. Otro factor a tener en cuenta en las estructuras de las comunidades de ECM es el N (Talbot y Treseder, 2010). Así, Buendía, con mayores valores de Ntotal que Casasana, presenta mayor diversidad mientras que Casasana presenta mayor abundancia relativa. Hay mayor especialización en el lugar con menos recursos de N.
En cuanto al resto de hongos, se mantiene una mayor diversidad en Buendía con respecto al suelo de Casasana. Destacar dentro del género Mortierella (similar en diversidad en las dos localidades), la especie M. alpina muy afectada por los niveles de N en el suelo (Kikukawa et al., 2018). Su abundancia relativa es 4,5 veces mayor en Buendía que en Casasana (18,61 % vs. 4,10 %).
Bacterias
Buendía presenta una mayor diversidad que Casasana dentro de los filos Actinobacteriota, Bacteroidota, Gemmatiomonadota y Myxococcota. Por su parte Casasana presenta mayor diversidad en los filos Acidobacteriota y Firmicutes. En el resto de los filos la diversidad es similar.
En cuanto a abundancia relativa, en las dos localizaciones casi el 100 % de las bacterias se reparten entre Acidobacteriota, Actinobacteriota, Bacteroidota, Firmicutes y Proteobacteria (Figura 2). Siendo la abundancia de Bacteroidota similar en ambos suelos, de Acidobacteriota, Firmicutes y Proteobacteria mayor en Casasana que en Buendía (2,6; 3,2 y 1,3 veces, respectivamente) y de Actinobacteriota mayor en Buendía que en Casasana (2.6 veces).
En cuanto a bacterias interesantes en agricultura, serían destacables, dentro del filo Proteobacteria, géneros relacionados con enfermedades como Pseudomonas o Ralstonia. La abundancia relativa del primero es significativamente mayor en Casasana que en Buendía (15,4 veces mayor: 1,23 % vs 0,08 %) y el segundo solo está presente en Casasana en una abundancia relativa de 1,18 %. Por otra parte, dentro del filo Actinobacteriota, sería destacable la presencia de géneros considerados como beneficiosos como Blastococcus o Solirubrobacter con una abundancia relativa significativamente mayor en Buendía que en Casasana (2,50 % vs. 0,08 %, 8,72 % vs. 2,04; respectivamente). Esto vuelve a indicar que dentro de dos suelos degradados, la calidad del suelo yesoso (Casasana) parece menor.
CONCLUSIONES
El microbioma del suelo calcáreo es más diverso que el del suelo yesoso. Sin embargo, en este último hay más especialización, reflejada en mayores abundancias relativas de ciertos taxones. El suelo yesoso presenta además mayor funcionalidad que puede estar relacionada con la adaptación de dichos microorganismos a factores de estrés como mayores niveles de Ca2+ o menores contenidos en N, en comparación con el suelo calcáreo.
