INTRODUCCIÓN

Los cultivos cubierta (CC) brindan importantes servicios ecosistémicos e influyen sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (^{Sharma et al., 2018}; ^{Simon et al., 2022}). Las distintas formas de manejo de los CC pueden tener efectos a varios niveles (^{Adetunji et al., 2020}), entre ellos, la microbiota del suelo y sus funciones asociadas (Kim et al., 2020). La terminación de los CC puede involucrar medios físicos o químicos, y los residuos pueden ser incorporados o quedar sobre la superficie a modo de mulch (^{Alonso-Ayuso et al., 2020}), con distintos efectos en los microorganismos del suelo (^{Manici et al., 2019}; Rhomdane et al., 2019).

Cuando se persigue el aumento del N en el suelo a través del uso de los CC, su incorporación al suelo mediante el laboreo suele ser más eficaz (^{Turmel et al., 2015}). Sin embargo, la perturbación que genera la labranza en el suelo provoca cambios en la comunidad microbiana, con posibles efectos adversos en ciertos grupos y en los servicios que proporcionan (^{Mbuthia et al., 2015}). En los sistemas sin labranza, el uso de herbicidas como el glifosato para terminar los CC también puede afectar a la microbiota del suelo (^{Meena et al., 2020}). Entre las tecnologías para reducir la labranza sin recurrir a herbicidas ha surgido el roller crimper, que troncha y aplana el CC sobre la superficie sin remover el suelo (^{Mirsky et al., 2009}, ^{Navarro-Miró et al., 2019}). Las dificultades para garantizar una buena terminación hacen que se combine el roller con el glifosato (^{Alonso-Ayuso et al., 2020}). Dado que la disponibilidad hídrica es un factor clave en el desarrollo de la planta y en la microbiota del suelo, cabe esperar que el nivel de agua module la respuesta microbiológica del suelo a los distintos métodos de terminación de los CC (^{Drenovsky et al., 2004}). Sin embargo, este efecto no es bien conocido. En este trabajo hemos evaluado el efecto de distintos métodos de terminación de los CC sobre parámetros microbiológicos del suelo medidos en el subsiguiente cultivo principal y su interacción con el nivel de riego.

MATERIAL Y MÉTODOS

El estudio se llevó a cabo bajo condiciones semicontroladas en un invernadero situado en la zona centro de España. El ensayo constó de dos factores de estudio, el método de terminación del CC con cinco niveles: Control sin cultivo cubierta (CON), Segado e incorporación (INC), Glifosato (GLI), Roller Crimper (ROL), y la combinación Glifosato+Roller Crimper (RGL); y el factor de riego con dos niveles, dosis alta (A) y dosis baja (B; 75% de la dosis A). Los tratamientos se distribuyeron al azar en 5 bloques. Los microcosmos (30 x 12 x 10 cm) se rellenaron con una mezcla de arena y de suelo procedente del horizonte superficial de un Calcisol háplico con bajo contenido en materia orgánica (1.11%), pH básico (8.8) y textura franco-limosa. El CC utilizado fue una combinación de gramínea y leguminosa (Hordeum vulgare L.+ Vicia sativa L.), que fue terminado al cabo de tres meses mediante una aplicación de glifosato (4 L /ha) en los tratamientos con herbicida (GLI y RGL). Una semana después se aplicó el resto de los métodos (INC, ROL, RGL). A continuación, se sembró el maíz (Zea mays L.) con una densidad de 3 semillas por maceta. La dosis de riego durante el CC y el maíz se aplicó según nivel de riego A o B y todos los tratamientos recibieron la misma fertilización. Las muestras de suelo se tomaron con un muestreador cilíndrico (3 cm Ø y 10 cm de profundidad) 57 días después de la siembra del maíz.

Para este trabajo se han seleccionado los siguientes parámetros microbiológicos: respiración basal (RB) y respiración inducida por sustrato (RIS) medidas con trampa alcalina (^{Alef & Nannipieri, 1995}); C orgánico total por oxidación húmeda; C de la biomasa microbiana (MBC) por el método fumigación-extracción (^{Vance et al., 1987}); cociente metabólico (qCO₂) y cociente microbiano (qMic) se obtuvieron a partir de los anteriores; longitud de micelio y colonización micorrícica por tinción y conteo al microscopio (^{García-González et al., 2018}); abundancia de hongos, bacterias y arqueas totales mediante qPCR con los marcadores específicos para cada grupo, ITS y 16rRNA (^{Ulcuango et al., 2021}). tras extracción del ADN del suelo con PowerSoil® DNA isolation kit (Mo-Bio laboratories, Carlsbad, CA, USA).

Se aplicó un análisis de varianza para un diseño en bloques con dos factores, separando las medias según Tukey (p-valor<0,05). Se realizó un análisis de componentes principales (ACP) con el software R (R Core Team, 2021), utilizando los paquetes factoextra y corrplot. El análisis se realizó por separado según la dosis de riego. Elipses separadas en el biplot muestran diferencias con un nivel de confianza de 0.95.

RESULTADO Y DISCUSIÓN

El nivel de riego afectó de forma diferente a los parámetros microbiológicos en los cinco niveles de método de terminación de CC estudiados. Para estos parámetros, la dosis alta de riego acentuó más las diferencias entre los métodos de terminación de los CC que la dosis baja (Cuadro 1, Figuras 2 y 3).

D: dosis de riego, A: dosis alta, B: dosis baja, MT: métodos de terminación. CON: control, INC: incorporado, ROL: roller crimper, RGL:glifosato+roller, GLI: glifosato; RB: respiración basal, RIS: respiración inducida por sustrato, CBM: carbono de la biomasa microbiana, qCO2:cociente metabólico, qMIC: cociente microbiano, micelio: longitud de micelio, Col: colonización micorrícica, HT: hongos totales, BT:bacterias totales, AT:arqueas totales; en cada dosis de riego, letras diferentes indican diferencias estadísticamente significativas entre las medias de los tratamientos según el test HSD de Tukey al 95%.

Los dos primeros componentes del ACP explicaron un 63.1% y 58.1% de la variabilidad de los datos en dosis alta y baja de riego, respectivamente. En general, los parámetros con mayor contribución fueron CBM, qMIC, hongos totales y el ratio H:B. En dosis alta destacó qCO₂ y en dosis baja, las arqueas.

Para ambas dosis de riego, y según lo esperado, CON mostró una respuesta microbiológica claramente diferenciada de la de los tratamientos con CC, en especial, de INC. Así, CON presentó en general menos hongos y arqueas que el resto. Además, en dosis alta, menos colonización y menos bacterias y, en dosis baja, menor ratio H:B. Por el contrario, INC estimuló en mayor medida hongos, bacterias, micelio, CBM y la RB, con valores más altos de qMIC. Los mejores resultados de INC se explican por la pobreza del sustrato empleado ya que una entrada de residuos orgánicos fuente de C y N y el contacto estrecho con los descomponedores, estimula la actividad biológica en el suelo (^{Turmel et al., 2015}).

Figura 1 Análisis de componentes principales de las variables microbiológicas del suelo en dosis alta. RIS:respiracion inducida por sustrato, CBM:carbono de la biomasa microbiana, qCO2:cociente metabolico, qMIC:cociente microbiano, AMF.Col: colonizacion micorrícica; Micelio: longitud de micelio.HB:relacion hongo/bacteria. CON: control, INC: incorporado, ROL: roller crimper, RGL:Glifosato+Roller, GLI: glifosato. 

Figura 2 Análisis de componentes principales de las variables microbiológicas del suelo en dosis baja. RIS:respiracion inducida por sustrato, CBM:carbono de la biomasa microbiana, qCO2:cociente metabolico, qMIC:cociente microbiano, AMF.Col: colonizacion micorrícica; Micelio: longitud de micelio.HB:relacion hongo/bacteria. CON: control, INC: incorporado, ROL: roller crimper, RGL:Glifosato+Roller, GLI: glifosato. 

Los tratamientos GLI y RGL se vieron afectados por el nivel de riego, pero mantuvieron respuestas similares entre sí y diferentes al resto en ambos niveles, lo que sugiere una fuerte influencia del glifosato, por encima de la del roller. En general, estos dos métodos mostraron valores intermedios de las variables entre CON e INC, con RGL más cercano a CON. RGL destaca por su baja RB, qCO2 y longitud de micelio en dosis alta de riego.

ROL presentó una respuesta propia, que fue cercana a INC en dosis alta, pero con mayor valor de colonización y ratio H:B. Con menor disponibilidad de agua, la respuesta microbiológica de ROL se aproximó a la de GLI y RGL (Figura 2). En contra de lo esperado, la respuesta de RGL no fue intermedia entre ROL y GLI, sino que tendió a diferenciarse más de ROL, lo que sugiere que el roller podría reforzar algunos efectos adversos del glifosato.

CONCLUSIONES

El nivel del agua modificó la respuesta microbiológica del suelo a los métodos de terminación de los CC. Las diferencias entre los métodos aumentaron cuando la disponibilidad de agua fue alta. En el suelo objeto de estudio, la incorporación de los residuos del CC resultó el método más beneficioso con respecto a los parámetros microbiológicos estudiados en los dos niveles de riego. Los beneficios del roller crimper fueron mayores en alta disponibilidad de agua que en baja. Los tratamientos con glifosato mostraron una respuesta similar independientemente del nivel de agua. La elección del método de terminación puede venir condicionado por el nivel de agua en el suelo en el momento de terminación del CC en función de los beneficios esperados, entre otros, a efectos de la salud de suelo.