Articulo de Publicación - s6b217c541a0a39d5.jimcontent.com · bioindicador de materia orgánca y...

Revista científica CENTROS 15 de junio de 2017–Vol. 6 No.1-ISSN: 2304-604X 98

Revista científica CENTROS

15 de junio de 2017 – Vol. 6 No. 1

ISSN: 2304-604X pp. 98-111

Recibido: 14/12/16; Aceptado: 23/05/17

Se autoriza la reproducción total o parcial de este artículo, siempre y cuando se

cite la fuente completa y su dirección electrónica.

_____________________________________

http://www.revistacentros.com

indexada en

http://www.latindex.unam.mx/buscador/ficPais.html?opcion=1&clave_pais=33

Determinación del género Salina sp. (Collembola: Paronellidae) como potencial bioindicador de materia orgánca y pH, en suelos de vocación arrocera en Panamá.

Determination of the genus Salina sp. (Collembola: Paronellidae) as a potential bioindicator of organic matter and pH, in rice grower soils vocation in Panama.

1Jorge Gutiérrez; 2 Bruno Zachrisson; 3 Onesio Martínez.

1 Universidad de Panamá, Departamento de Ciencias Ambientales. 2,3 Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá, Centro de investigación

Agropecuario Oriental. E-mail: 1 [email protected]

Resumen. Con el propósito de determinar la presencia de géneros o género dentro de las familias

del orden Collembola, que pudiesen ser sensibles a las variables edáficas materia

orgánica y pH, se realizó esta investigación en el año 2009, donde se colectaron

especímenes de nueve familias dentro de este orden, utilizando trampas pittfall. Las áreas

muestreadas contenían cultivos de arroz y fueron Barro Blanco, Bugaba Chiriquí; Dos

Bocas), Ocú, Herrera y Tocumen, Panamá. Las familias de Collembola encontradas en

las áreas de estudio fueron: Isotomidae, Entomobryidae, Paronellidae, Sminthuridae,

Sminthurididae, Brachystomellidae, Onychiuridae, Dicyrtomidae e Hypogastruridae.

http://www.revistacentros.com/

http://www.latindex.unam.mx/buscador/ficPais.html?opcion=1&clave_pais=33

mailto:[email protected]


La familia Paronellidae, por tener una menor cantidad de ejemplares y representación de

un solo género en las tres áreas de estudio, fue seleccionada para establecer su relación

con las variables edáficas materia orgánica y pH, debido a que probablemente la poca

diversidad de esta familia, está relacionada con estas variables, las cuales pueden ser

limitantes para su desarrollo y diversidad.

La familia Paronellidae, en particular el género Salina, presentó potencial como posible

bioindicadora de cambios de pH, ya que en las áreas de Dos Bocas, Ocú, provincia de

Herrera y Tocumen, provincia de Panamá, mostró una mayor correlación con el pH, en

suelos de vocación. Estos datos constituyen un primer intento por establecer el potencial

de un género de Collembola, como bioindicador del pH, en suelos de importancia agrícola

en Panamá.

Abstract With the purpose to determine the presence of genus within the families of Order

Collembola and that could show sensitiveness to edaphic variables organic matter and pH,

in year 2009 and investigation was held- out and where specimens of 9 families of this

order were collected by using pitfall traps. The sampled areas that had been cultivated with

rice, were: Barro Blanco, Bugaba Chiriqui, Dos Bocas), Ocu, Herrera and Tocumen,

Panama. The families of Collembola found in the area studied were: Isotomidae,

Entomobryidae, Paronellidae, Sminthuridae, Sminthurididae, Brachystomellidae,

Onychiuridae, Dicyrtomidae and Hypogastruridae.

The Paronellidae family, because of having less amount of specimens and by representing

only one genus in the 3 areas studied, has been selected to stablish its relationship with

edaphic organic matter variables and pH, due probable to the scarce diversity of this family

related with the variables and which could be a restrain factor for its development and

diversity.

The Paronellidae family, particularly genus Salina showed itself, as a potential bio-indicator

of pH changes, since in the areas of Dos Bocas, Ocu, Province of Herrera and Tocumen,

province of Panama, showed a major correlation with the pH in soils with rice grower


vocation. These data has been the first attempt to establish a Collembola genus as a

potential bioindicator of pH in soils of agricultural importance in Panama.

Palabras claves. Paronellidae, Salina sp., bioindicador, materia orgánica, pH, suelo. Keywords. Key Words: Salina sp, bioindicator, organic matter, pH, soil

Introducción La actividad biológica, en torno a la fauna presente en los suelos, ha sido ignorada en los

estudios de calidad y salud, en los diversos agroecosistemas. Sin embargo, se confirma

la importancia de estos organismos biológicos del suelo en los procesos biogeoquímicos

(Crossley et al., 1989). Curry & Good (1992); Villalobos et al. (1993), indicaron que la

población de colémbolos permite inferir sobre la fracción de carbono que se incorpora a la

cadena trófica en los suelos de vocación agrícola.

La calidad del suelo es el estado físico-químico que soporta el crecimiento de los

organismos vivos, sin que se presente deterioro del mismo (Acton & Gregorich, 1995). Por

lo tanto, la calidad del suelo está relacionada con la cantidad de materia orgánica y de pH,

manteniendo su estructura, fertilidad y actividad biológica de los organismos edáficos.

(Stuczynski et al., 1996).

Actualmente, algunas especies de insectos son considerados bioindicadores de las

condiciones físico-químicas, entre estas la materia orgánica y el pH (Greenslade &

Vaughan, 2003). Por lo que, los organismos bioindicadores deben ser susceptibles y

describir los procesos físico-químicos de los ecosistemas (Doran & Parkin, 1984).

La susceptibilidad de especies o grupos taxonómicos de insectos a los cambios en los

agroecosistemas, producto de la intervención humana se pueden reflejar en la presencia

o ausencia de los mismos, lo cual también lo define como bioindicador (Iannacone &

Montoro, 2002).

Los colémbolos, dentro de la entomofauna edáfica, son considerados uno de los grupos

que han despertado mayor interés, en función de la susceptibilidad a las variaciones de


las condiciones físico-químicas en los suelos agrícolas (Villalobos et al., 1993; Stock &

Eggleton, 1992; Van Straalen & Verhoef, 1997. Autores como Czarnecki (1983);

Klironomos & Kendrick, 1985; Brown (1991), Kovac & Miklisova (1997); Greenslade

(1997); Frampton (1994, 1997); Rusek (1998); Arbea & Blasco-Zumeta (2001); Guillén et

al. (2006a,b); Garita Cambronero et al. 2006; afirman que los ejemplares del orden

Collembola, son organismos muy sensibles a las alteraciones físico-químicas,

principalmente a la materia orgánica y el pH, evidenciando cambios en la estructura de los

suelos destinados a la agricultura.

Las investigaciones vinculadas al uso de bioindicadores de suelos agrícolas degradados,

son escasos (Villalobos, 1990; Frampton & Van der Brink, 2002). Por lo tanto, existe la

necesidad de conocer la bioecología de las especies bioindicadoras del orden Collembola

y de establecer la relación con los factores físico químicos, en los agroecosistemas

(Miranda-Rangel & Palacios-Vargas, 1992).

Estudios realizados por Mendoza-Arviso et al. (1999), en áreas cultivadas con maíz,

demostraron que el manejo del suelo afecta la composición de especies edáficas de

Collembola. Por su parte, Rebek et al. (2002) afirmó que los colémbolos, responden a las

alteraciones en la estructura del suelo, producto de la actividad agrícola.

Estudios realizados en suelos de vocación bananeras en Panamá, afirman que a través

del uso de los índices de diversidad y abundancia relativa, por familia de Collembola, se

puede definir su degradación (Zachrisson et al., 2008). Además, el mismo autor considera

que los análisis de las correlaciones entre las familias de Collembola y las variables

materia orgánica y pH, pueden considerarse una herramienta que permite medir la

degradación en los suelos de producción agrícola.

Esto permitirá entender las relaciones, entre las especies de este orden y las variables

físico-químicas, en suelos con esta vocación.

Materiales y métodos Para llevar a cabo esta investigación, se efectuaron muestreos entre mayo y octubre del

2009, en tres áreas de vocación arrocera de Panamá, ubicadas en Barro Blanco, Bugaba,

Chiriquí (080 25’ 879’’ N, 0820 46’ 284’’ O); Dos Bocas, Ocú, Herrera (080 03’ 475’’ N,

0800 51’ 542’’ O) y Tocumen, Panamá, (090 03’ 93’’ N y 0790 20’ 134’’ O). Para la


colección de los especímenes se realizaron cuatro muestreos con trampas pittfall, en

parcelas experimentales que midieron 1000m2, en donde fueron colocadas diez (10)

trampas “Pitfall“, para la captura de los especímenes de Collembola. La identificación a

nivel de familias, se realizó por medio de las claves taxonómicas de Palacios-Vargas

(1990); Palacios-Vargas & Gómez-Anaya (1993); Díaz Aspiazu, et al. (2004) y

Christiansen, et al. (2007). Se obtuvo de cada una de las tres áreas de estudio ocho (8)

muestra de suelo de 0,5 Kilogramo, las cuales fueron transferidas a bolsas plásticas

transparentes, debidamente rotuladas con la información de colecta, detallándose la

fecha, localidad de colecta y la codificación de estas. Las muestras fueron enviadas al

laboratorio de suelo del Instituto de Investigación Agropecuaria (IDIAP), ubicado en el

Centro de Investigación Agropecuario Central (CIAC), en Divisa, Panamá, donde se

analizaron los parámetros de materia orgánica y pH. Los protocolos utilizados, se

ajustaron de acuerdo al Manual de Laboratorio de Suelo (Villarreal & Name, 1996). Se

determinó el porcentaje (%) de materia orgánica, por medio del método de Walkley-Black

(Villarreal & Name, 1996) y se determinó el pH del suelo, por medio del método del

potenciómetro (Villarreal & Name, 1996).

Con la finalidad, de relacionar las variables de materia orgánica y pH, con la población del

género bioindicador, de acuerdo a las localidades muestreadas, se aplicó el análisis de

conglomerado por medio del método de enlace simple y la distancia de coeficiente de

correlación. El grado de asociación que relaciona a Salina sp., con el pH y las áreas

experimentales, fue establecido por medio de un dendrograma de enlace simple, distancia

de coeficiente de correlación. Los resultados obtenidos, permitió generar un dendrograma

que discriminó el efecto de las variables edáficas materia orgánica y pH sobre el género

Salina sp. (Paronellidae), permitiendo sugerirlo como un posible bioindicador.

Resultados Se utilizó a la familia Paronellidae por ser el taxón que menor cantidad de ejemplares

registró en las áreas estudiadas para determinación del género sensible a las variables

edáficas materia orgánica y pH. El cuadro1, presenta la distribución del género Salina sp

(figura 1), en cada una de las áreas con vocación arrocera muestreadas.


Cuadro 1. Distribución de Salina sp. (Collembola: Paronellidae), en las localidades de Barro Blanco, Bugaba, provincia de Chiriquí, Dos Bocas, Ocú, provincia de Herrera y Tocumen, provincia de Panamá, Panamá.

Figura 1. Género Salina sp., presente en las áreas de suelos de vocación arrocera muestreadas.

Sobre este aspecto autores como Garita-Cambronero et al. (2006), observaron que la

presencia de un elevado número de ejemplares de Collembola, sugieren mejor calidad y

salud de suelos de vocación agrícola. De esta forma, se interpreta que la cantidad reducida

de ejemplares de Collembola, está relacionada con variables edáficas, las cuales son

limitantes para su desarrollo biológico. Por ende, es probable que el género Salina sp., de

la familia Paronellidae, presente atributos como bioindicadores de áreas degradadas

destinadas al cultivo de arroz. Autores como Iannacome & Montoro (2002), afirmaron de

la susceptibilidad de especies o grupos taxonómicos de insectos, a los cambios en los

Localidad

Barro Blanco, Bugaba, Chiriquí

Dos Bocas, Ocú, Herrera

Tocumen, Panamá

Número de ejemplares

%


%


%

Paronellidae Salina

23

0,25

148

2,04

140

0,65

Total de individuos

9,150

100.00

7,253

100,00

21,547

100,00


agroecosistemas producto de la intervención antropogénica. Esto se refleja en la

presencia o ausencia de las especies, lo que las puede definir como posibles

bioindicadores.

La Grafica 1, presenta la variación de la materia orgánica en suelos con cultivo de arroz

de las área de Barro Blanco, Bugaba, Chiriquí; Dos Bocas, Ocú, Herrera y Tocumen,

Panamá, respectivamente a través del tiempo de estadio del cultivo.

Gráfica 1. Comportamiento de la materia orgánica, por estadio del cultivo, por localidad experimental, para Panamá.

Loc

Epoca

321

705030107050301070503010

7

6

5

4

3

2

1

0

MO

Gráfica de caja de MO

Época: estadios del cultivo (10,30, 50,70 días, después de la siembra).

Loc: localidades experimentales (1: Barro Blanco, Bugaba Chiriquí; 2: Dos Boca, Ocú Herrera;

3: Tocumen, Panamá).

MO: Materia orgánica en las localidades experimentales.

La gráfica 2, presenta la variación del factor pH en suelos con cultivo de arroz, de las área

de Barro Blanco, Bugaba, Chiriquí; Dos Bocas, Ocú, Herrera y Tocumen, Panamá,

respectivamente a través del tiempo de estadio del cultivo.


Gráfica 2. Comportamiento del pH, por estadio del cultivo por localidad experimental, para Panamá.

Loc

Epoca

321

705030107050301070503010

6.5

6.0

5.5

5.0

4.5

4.0

pH

Gráfica de caja de pH

Época: estadios del cultivo (10,30, 50,70 días, después de la siembra).

Loc: localidades experimentales (1: Barro Blanco, Bugaba Chiriquí; 2: Dos Boca, Ocú Herrera;


pH: localidades experimentales.

La gráfica 3, presenta el comportamiento de la población del género Salina sp, durante los

diversos estadios fenológicos del cultivo de arroz, de las área de Barro Blanco, Bugaba,

Chiriquí; Dos Bocas, Ocú, Herrera y Tocumen, Panamá, respectivamente a través del

tiempo.


Gráfica 3. Comportamiento de la población de Salina sp. (Collembola: Paronellidae), por estado fenológico del cultivo, por área experimental, para Panamá.

Loc

Epoca

321

705030107050301070503010

60

50

40

30

20

10

0

Salin

a

Gráfica de caja de Salina

Época: estadios del cultivo (10,30, 50,70 días, después de la siembra). Loc: localidades experimentales (1: Barro Blanco, Bugaba Chiriquí; 2: Dos Boca, Ocú Herrera;


Salina sp.: Género de la familia Paronellidae.

La asociación establecida a través del Dendrograma de enlace simple, distancia de

coeficiente de correlación, que relaciona al género Salina sp., con el pH y las áreas

experimentales, reflejó el potencial de Salina sp., como posible bioindicador para pH, en

los suelos de vocación arrocera para Panamá. Sin embargo, estos mismos resultados

señalan que el género en cuestión, no puede considerarse como un potencial bioindicador

para la materia orgánica (Gráfica 4). Es posible que la influencia del conjunto de macro y

micro nutrientes, afecte la concentración de materia orgánica, lo que ha impedido

establecer una relación directa con el género Salina sp. Autores como Cancela da

Fonseca & Poinsot (1983), propusieron que cambios en la abundancia de las especies de

Collembola, en suelos de vocación agrícola, sugieren sensibilidad a perturbaciones. Esta

aseveración refuerza la sugerencia de que cambios en la población del género Salina sp

(Collembola: Paronellidae), puede ser utilizada para indicar variaciones en el pH, en

suelos de vocación arrocera. Sobre este aspecto, Klironomos & Kendrick, 1985; Van


Straalen & Verhoef, 1997; Guillen et al. 2006a, destacan la relación directa entre los

índices de diversidad de Collembola y las variables edáficas materia orgánica y pH.

Gráfica 4. Relación entre Salina sp. (Collembola: Paronellidae), materia orgánica y pH, en las áreas experimentales.

MOSalinapHarea

40.36

60.24

80.12

100.00

Variables

Sim

ilitu

d

DendrogramaEnlace simple, Distancia de coeficiente de correlación

Conclusiones El género Salina sp. (Collembola:Paronelldae), presentó una estrecha relación con el

factor fisicoquímico pH, presente en cada una de las áreas de suelos con vocación

arrocera estudiadas. Sin embargo esta relación fue menor con respecto al factor materia

orgánica, presente en cada una de las áreas de estudio. Por tal motivo se puede sugerir

que el género Salina sp., puede ser un bioindicador del factor pH de los suelos, y al ser

este factor uno de los factores más importantes en los suelos de uso agrícolas, este

género puede ser de gran ayuda para predecir su condición en cuanto al pH, presente en

los mismos.


Referencias Bibiográficas

Acton, D. F. & L. J. Gregorich. 1995. Understanding soil health. In: D. F. Acton & L. J.

Gregorich (eds). The health of our soils, Ch.1. Centre for Land and Biological

Resources Research. Canada. pp. 350.

Arbea, J. I. & J. Blasco-Zumeta. 2001. Ecología de los colémbolos (Hexapoda,

Collembola) en Los Monegros (Zaragoza, España). Aracnet 7 – Bol. S.E.A. 28: 35-

48.

Brown, K. S. 1991. Conservation of Neotropical enviroments: Insect as indicators. In:

Collins, N. M. & J. A. Thomas (eds). The conservation and their habitats Ch.14. New

York. pp. 132.

Christiansen, K. A., P. Greenlade, L. Deharveng, R.J. Pomorski & F. Jenssens. 2007.

Checklist of the Collembola: key to the families of Collembola. pp. 12.

Cancela Da Fonseca, J. P. & N. Poinsot. 1983. Les régimes alimentaires des

microarthropodes du sol en relation avec la decomposition de la matiere organique.

Bulletin Society Zoology France, 108(3): 371-388.

Czarnecki, A. 1983. Spingtails as index of forest site development. New trends in soil

Biology. Ph. Lebrun et al. (eds): 643-645.

Díaz Aspiazu, M., V. González Cairo, J.G. Palacios-Vargas & M.J. Luciañes Sánchez.

2004. Clave Dicotómica para la determinación de los colémbolos de Cuba

(Hexápoda: Collembola). Boletín S.E.A. 34:73-83.

Doran, J. W. y B. T. Parkin. 1984. Defining Soil Quality for a Sustainable Environment. Soil

Science Society of America, Inc. Special Publication. Number 35. Madison,

Wisconsin, USA.

Frampton, G. K. 1994. Sampling to detect effects of pesticides on epigeal Collembola

(springtails). Aspects in Applied Biology 37: 121-130.


Frampton, G. K. 1997. The potential of Collembola as indicators of pesticide usage:

evidence and methods from the UK arable ecosystem. Pedobiologia 41: 179-184.

Frampton, G. K. & P. J. Van der Brink. 2002. Influence of cropping on the species

composition of epigeic Collembola in arable fields. Pedobiologia 46: 328-337.

Greenslade, P. 1997. Are Collembola useful as indicators of the conservation value of

native grasslands?. Pedobiologia 41: 215-220.

Greenslade, P. & G. Vaughan. 2003. A comparison of Collembola species for toxicity

testing of Australian soils. Pedobiologia 47: 171-179.

Garita-Cambronero, J., A. Duarte-Madrigal. & A. Retana-Salazar. 2006. Indicadores

eficientes de salud edáfica. Mes 1(11): 23-32.

Guillén, C., F. Soto-Adames & M. Springer. 2006a. Diversidad y abundancia de los

colémbolos edáficos en un bosque primario, un bosque secundario y un cafetal en

Costa Rica. Agronomía Costarricense 30(2): 7-17.

Guillén, C., F. Soto-Adames & M. Springer. 2006b. Variables, físico, químicas y biológicas

del suelo sobre las poblaciones de colémbolos en Costa Rica. Agronomía

Costarricense 30(2): 19-29.

Iannacone, J. & I. Montoro. 2002. Impacto de los productos botánicos bioinsecticidas

(azadiractina y rotenona) sobre la artrofauna capturada con trampas de suelo en el

tomate en Ica, Perú. Revista Colombiana de Entomología. 28: 191-198.

Klironomos, J. N. & B. Kendrick. 1995. Relationships among microarthropods, fungi, and

their environment. Plant and Soil 170: 183-197.

Kovác, L. & D. Miklisová. 1997. Collembolan communities (Hexapoda, Collembola) in

arable soils of east Slovakia. Pedobiología 41:62-68.


Mendoza-Arviso, S., F. J. Villalobos, L. Ruíz Montoya & A. E. Castro R. 1999. Patrones

ecológicos de los colémbolos en el cultivo de maíz en Balún Canal, Chiapas,

México. Acta Zoológica Mexicana 78: 83-101.

Miranda-Rangel, A. & J. G. Palacios-Vargas. 1992. Estudios comparativos de las

comunidades de colémbolos edáficos de bosques de Abies religiosa y cultivo de

haba (Vicia faba). Agrociencia. Serie. Protección Vegetal 3(3): 7-18.

Palacios-Vargas, J. G. 1990. Diagnosis y clave para determinar las familias de los

Collembola de la región Neotropical. Manuales y guías para el estudio de

microartrópodos 1. México D.F. pp. 1-15.

Palacios-Vargas, J. G. & J. A. Goméz-Anaya. 1993. Los Colémbolos (Hexapoda:

Apterigota) de Chamela, Jalisco, México. (Distribución, Ecología y Claves). Folia

Entomológica Mexicana 89: 1-34.

Rebek, E. J., D. B. Hogg & D. K. Young. 2002. Effect of four chopping systems on the

abundance and diversity of epiedaphic springtails (Hexapoda: Parainsecta:

Collembola) in Souther Wisconsin. Environmental Entomology 31(1): 37-46.

Rusek, J. 1998. Biodiversity of Collembola and their functional role in the ecosystem.

Biodiversity and Conservation 7: 1207-1219.

Stock, E. N. & P. Eggleton. 1992. Invertebrates as determinants and indicators of soil

quality. American Journal of Alternative Agriculture 7: 23-32.

Stuczynski, T. I., G. W. Mccarty, J. B. III Reeves & R. J. Wright. 1996. Use of GC/MS

pyrolysis for assessing changes in soil organic matter quality. Soil Science. 162(2):

97-105.

Van Straalen, N. M. & H. A. Verhoef. 1997. The development of a bioindicador system for

soil acidity based on arthropod pH preferences. Applied Ecology 34: 217-232.


Villalobos, F. J. 1990. Estudio preliminar sobre la abundancia y diversidad de los

Collembola (Apterygota) de un bosque tropical del norte de México. Folia

Entomológica Mexicana 80: 5-29.

Villalobos, F. J., K. M. Goh, R. M. Emberson, R. B. Chapman &. R. B. McPherson. 1993.

Interacciones entre la materia orgánica del suelo, la bacteria Serratia entomophila

Grimont et al., y la alimentación de larvas de Costelytra zealandica (White)

(Coleoptera: Melolonthidae). In: Morón, M.A. (ed). Diversidad y manejo de plagas

subterráneas. Instituto de Ecología, Xalapa, México. pp. 253.

Villarreal. J. & B. Name. 1996. Técnicas de laboratorios de suelo. IDIAP – CIAC. Divisa.

Panamá. C.D.

Zachrisson, B., O. Martínez, J. Gutiérrez, P. Polanco & G. Aranda. 2008. Estructura de la

comunidad de Collembola (Insecta) y su relación con nutrientes, en suelos de

vocación bananera, en Panamá. Resúmenes. Xll Congreso Nacional de Ciencia y

Tecnología. Panamá, República de Panamá. pp. 147.

Articulo de Publicación - s6b217c541a0a39d5.jimcontent.com · bioindicador de materia orgánca y...

Documents

Transcript of Articulo de Publicación - s6b217c541a0a39d5.jimcontent.com · bioindicador de materia orgánca y...