Informe Proceso de creación de las TSA

Tarjetas de Salud de los Ag roecosistemas

Según se estableció en el acuerdo de contrato, el proceso de diseño de las TSA-Tarjetas de

Salud de los Agroecosistemas contemplaba las siguientes tareas:

1- Consulta bibliográfica sobre las Tarjetas de Salud de Suelos vigentes

2- Adaptación de dichas experiencias a los hábitats objeto de estudio en este proyecto

3- Selección de los indicadores de salud edáficos y vegetales

4- Validación práctica de dichos indicadores y establecimiento de valores de referencia

A continuación se detallan las actividades realizadas en relación a dichas tareas:

1- Consulta bibliográfica sobre las Tarjetas de Salud de Suelos (TSS) vigentes

Dado el origen norteamericano de estas tarjetas, comenzamos revisando exhaustivamente

las diferentes Tarjetas de Suelos desarrolladas en EEUU para los estados de Connecticut,

Georgia, Illinois, Indiana, Maryland, Montana, Nebraska, North Dakota, Ohio, Oregon y

Pennsylvania. Dichas tarjetas se encuentran a disposición pública en la página web del Servicio

de Conservación de los Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de EEUU

(http://soils.usda.gov/sqi/assessment/state_sq_cards.html).

Posteriormente, examinamos las iniciativas de desarrollo de nuevas tarjetas de salud de

suelos por parte de la Universidad Agrícola de Anand para el Gobierno de Gujarat (India), así

como por el Tuckombil Landcare Group en Nueva Gales del Sur (Australia). Estas últimas

destacan por su gran sencillez y practicidad de cara a su uso por personal no experto, y sobre

todo por comenzar a incluir la biodiversidad como un indicador más de la salud de los suelos

(http://www.tuckombillandcare.org.au/Soil%20Health%20Card%20Macadamia.pdf.).

2- Adaptación de dichas experiencias a los hábitats objeto de estudio

Basándonos en la experiencia del equipo investigador, en cuanto al trabajo en campo con

ganaderos del entorno de Gorbeia, valoramos muy positivamente el trabajo de síntesis realizado

en Maryland para dar lugar a un Soil Quality Assessment Book de tamaño bolsillo, que facilita

su uso en campo (http://soils.usda.gov/sqi/assessment/files/MD_card.pdf). Además de estas

tarjetas norteamericanas, consideramos de gran utilidad las tarjetas desarrolladas por el

Tuckombil Landcare Group en Nueva Gales del Sur, por su gran sencillez y porque demuestran

la posibilidad de ir introduciendo parámetros de tipo biológico entre los indicadores a medir por

parte de personal no experto, como se ha indicado antes.

A nivel técnico, para adaptar los protocolos de medida estas tarjetas a los condicionantes

bióticos y abióticos del entorno del macizo del Gorbeia se tuvieron en cuenta los resultados del

equipo investigador del proyecto en trabajos anteriores en la zona, especialmente la Tesis

Doctoral de Isabel Albizu titulada “Estudio de la estructura y productividad de los pastos de

montaña: pautas para el uso sostenible en el área del Gorbeia” (2003) (a nivel de vegetación) y

la Tesis Doctoral de Iker Mijangos (2009) titulada “Efecto de las Prácticas Agrícolas Sobre la

Salud del Suelo” (a nivel de suelo); especialmente su trabajo “Effects of liming on soil

properties and plant performance of temperate mountainous grasslands” (Journal of

Environmental Management 91 (2010), 2066-2074), realizado en pastos calizos y silíceos de

Gorbeia.

Por otra parte, no podemos obviar el hecho de que las Tarjetas de Salud de Suelos fueron

creadas originariamente para suelos puramente agrícolas y no pastos, por lo que hicimos una

nueva revisión bibliográfica en busca de manuales de medidas sencillas específicos para pastos,

que se adaptaran a nuestros hábitats de trabajo. Fruto de esta búsqueda encontramos el Pasture

Condition Score Sheet del Grazing Lands Technology Institute de EEUU

(http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb1044243.pdf), que nos

proporcionó valores de referencia muy valiosos para agroecosistemas puramente pascícolas.

3- Selección de los indicadores de salud edáficos y vegetales

Tal y como se estableció en el Grant Agreement, se empleó la técnica de Expert Judgement

para la selección inicial de indicadores y el diseño preliminar de las TSA.

Para ello, se realizó una primera reunión a nivel interno, contando con la participación de

los doctores Dr. Iker Mijangos, Dra. Lur Epelde y Dr. Carlos Garbisu como expertos en salud

de suelos y miembros del Soil Microbial Ecology Group

(http://www.neiker.net/neiker/soil/introduction.html ), Dra. Isabel Albizu y Dra. Sorkunde

Mendarte como expertas en diversidad y producción vegetal, Dr. Jose A. González Oreja,

como experto en biodiversidad animal, y el técnico especialista en trabajos de campo D. Jose

Antonio Elorrieta, todos ellos miembros de la plantilla de Neiker, el 10 de octubre de 2011.

Como punto de partida para la preselección de los parámetros físicos y químicos edáficos,

se empleó el trabajo de referencia a nivel mundial de Doran y Parkin (1996), que establecieron

un “conjunto mínimo” de indicadores físicos y químicos necesarios para evaluar la salud del

suelo:

Indicadores físicos

- Textura. La textura de un suelo describe la abundancia relativa de las diferentes fracciones

sólidas del mismo (arena, limo y arcilla) definidas según el tamaño de sus partículas

individuales. Está relacionada con la capacidad de retención y transporte de agua y compuestos

químicos, y con el riesgo de erosión.

- Profundidad, zona superficial y zona de enraizamiento. Afectan a la estimación del

potencial productivo y de la erosión.

- Capacidad de infiltración y de retención hídrica. Están relacionadas con la disponibilidad

de agua para los cultivos y el riesgo de lixiviación.

- Densidad aparente/compactación. Afecta al desarrollo de las raíces, al intercambio de agua

y gases, y a la erosión.

- Temperatura del suelo. Afecta sobre todo a la cinética de los procesos biológicos del suelo.

Se decidió incluir las medidas de profundidad de enraizamiento, capacidad de infiltración y

compactación, según la metodología descrita en las TSAs. Por el contrario, se decidió descartar

las medidas de textura y temperatura del suelo, por considerar que estos factores son inherentes

a las condiciones edafoclimáticas locales y no se pueden modificar mediante técnicas

agronómicas, por lo que no sirven al objetivo del proyecto de orientar prácticas agronómicas

sostenibles.

Indicadores químicos

Según Doran y Parkin (1996), el “conjunto mínimo” de estos indicadores químicos

necesario para evaluar la salud del suelo es:

- Materia Orgánica (MO). Componente fundamental del suelo, íntimamente relacionado con

el resto de indicadores físicos, químicos y biológicos. Determinante en gran medida de la

fertilidad sostenida del suelo, la formación de agregados, la capacidad para intercambiar

nutrientes y agua, y el riesgo de erosión.

- N, P y K+ extraíbles. Indican la disponibilidad de los nutrientes principales para las

plantas, así como el riesgo de pérdidas por escorrentía y lixiviación.

- pH. Relacionado con la actividad química y biológica. Establece los límites para el

desarrollo de los cultivos y de los microorganismos del suelo.

- Conductividad eléctrica. Determinada por la cantidad de sales solubles del suelo. La

salinidad puede afectar al crecimiento de los cultivos y a la actividad microbiana del suelo.

Se decidió incluir las medidas de profundidad de MO, N, P y K+, pH, así como una nueva

medida relacionada con la acidez: el porcentaje de saturación de aluminio. Esto se debe a que la

elevada pluviometría de estas zonas de montaña, se traduce típicamente en una considerable

lixiviación en los suelos con el consiguiente lavado de cationes mono- y divalentes y el

enriquecimiento relativo en aluminio (Al) que, en estas zonas, suele alcanzar niveles fitotóxicos

(>10% de saturación). Por el contrario, se decidió descartar la medida de conductividad

eléctrica, pues no se dan problemas de salinidad en este tipo de zonas lluviosas.

En cuanto a los parámetros biológicos, se hizo una selección de aquellos que el comité de

expertos juzgó más relevantes desde el punto de vista ecológico, dentro de aquellos cuya

metodología de análisis estaba puesta a punto en el laboratorio de I+D de Neiker. Se explica a

continuación.

Indicadores biológicos

Brevemente, un bioindicador se define como “un organismo, parte de un organismo,

producto de un organismo (e.g., enzima), grupo de organismos o procesos biológicos que

pueden ser utilizados para obtener información sobre todo o parte del medio ambiente” (Wittig,

1993).

Estos son los principales indicadores biológicos de la salud de los agroecosistemas, debido a su

relevancia ecológica (Alkorta y cols., 2003):

- Biomasa microbiana (abundancia)

- Respiración del suelo (respiración basal e inducida por sustrato).

- N (potencialmente) mineralizable.

-Actividades enzimáticas (e.g., deshidrogenasa, ureasa, fosfatasas, arilsulfatasa, β-

glucosidasa, etc.).

- Abundancia de fauna del suelo (macro-, meso-, microfauna).

- Enfermedades de raíces (patógenos de plantas).

- Biodiversidad del suelo (estructural y funcional).

- Estructura de la red trófica.

- Biodiversidad de plantas y composición florística.

- Crecimiento de plantas.

En el momento del diseño de las TSA, el equipo investigador del proyecto contaba con la

experiencia y medios necesarios para analizar todos ellos, a excepción de la estructura de la red

trófica, motivo por el cual esta medida se descartó inicialmente. Asimismo se descartaron (i) la

medida de N mineralizable, porque la medida de laboratorio no refleja la dinámica real del N en

este tipo de suelos, donde se acumula en el seno de la materia orgánica cuya mineralización es

lenta debido principalmente a la acidez (es decir, no escasea sino que no está disponible); (ii) la

medida de patógenos de plantas, por no ser un problema habitual en estos hábitats pascícolas.

A continuación, se describen los indicadores biológicos incluidos en la preselección

realizada para integrar las TSA:

- Biomasa microbiana (abundancia)

La biomasa microbiana se refiere al componente vivo de la MO del suelo, y su valor como

bioindicador de la fertilidad del suelo ha sido sugerido por muchos autores (Sparling, 1992).

Reducciones en esta propiedad del suelo están relacionadas con una disminución en la entrada

de C o, por ejemplo, con el impacto de manejos inadecuados y substancias tóxicas. La biomasa

microbiana es una medida más sensible de cambios en la salud del suelo que la proporcionada

por el contenido en MO total, pues revela tendencias en plazos de tiempo de entre 1-5 años. La

abundancia microbiana también puede ser estimada de manera indirecta a través de la

respiración inducida por sustrato (no la respiración basal).

- Respiración basal del suelo (actividad)

La respiración basal del suelo es una propiedad bien establecida para monitorizar la

actividad microbiana de descomposición de la MO (Anderson, 1982). No obstante, la

respiración del suelo es altamente variable y puede presentar amplias fluctuaciones naturales

dependiendo del substrato disponible, humedad, temperatura, etc. (Brookes, 1995).

Desgraciadamente, la interpretación de los datos de respiración en términos de salud del suelo

es ciertamente compleja pues, en ocasiones, la descomposición de la MO puede no ser deseable

ya que la MO estable tiene un papel importante sobre las características físicas y químicas del

suelo y, además, su mineralización implica la liberación de CO2 a la atmósfera, mientras que en

otras ocasiones la liberación de nutrientes producida por dicha descomposición en el tiempo

preciso en que las plantas los demandan es, sin duda, una característica deseable.

Ambas propiedades del suelo (biomasa microbiana y respiración) suelen combinarse para

obtener el cociente respiratorio (qCO2) que expresa la tasa respiratoria en función de la biomasa

microbiana. Anderson y Domsch (1990) sugirieron que este cociente respiratorio puede

utilizarse para estudiar el desarrollo de suelos, la calidad del sustrato, el desarrollo del

ecosistema, y la respuesta frente a estreses.

La teoría indica que a medida que un ecosistema gana en madurez y diversidad, aumenta la

competición por la energía disponible lo que se deriva en una presión selectiva más fuerte hacia

usos más eficientes de los recursos disponibles. En términos de biomasa, esto significa mayor

cantidad de biomasa y cocientes respiratorios más bajos en los ecosistemas establecidos,

mientras que un incremento en el cociente respiratorio puede ser indicativo de una situación de

estrés de la comunidad microbiana (Killham, 1985).

- Enzimas del suelo

Los enzimas son los mediadores y catalizadores de la mayoría de los procesos del suelo, y

presentan un gran potencial para suministrarnos una evaluación integradora de la salud del

suelo (Dick, 1997). Entre las funciones dependientes de la actividad catalítica de los enzimas se

pueden mencionar la descomposición de MO externa introducida en el sistema, la

transformación de la MO nativa del suelo, la liberación de nutrientes para el crecimiento de las

plantas, la fijación de N2, la eliminación de xenobióticos, la nitrificación, y la desnitrificación

(Dick, 1997).

Los procesos de mineralización y humificación de la MO están muy condicionados por la

actividad enzimática, pudiéndose relacionar los ciclos de los principales elementos con la

actividad de determinados enzimas. Así, en el ciclo del N intervienen proteasas, ureasas,

amidasas y desaminasas; en el ciclo del P, fosfatasas; en el ciclo del C, amilasas, celulasas,

lipasas, glucosidasas e invertasas; y en el ciclo del S, arilsulfatasas (Pérez-Sarmentero y Molina,

2000).

Contamos con la posibilidad de analizar las siguientes actividades enzimáticas:

Deshidrogenasa. Forma parte integral de células intactas y refleja la totalidad de las

actividades oxidativas de la microflora del suelo (Casida y cols., 1964).

Fosfatasa ácida. Implicada en la liberación de fosfato disponible para las plantas a partir de

MO. Controla la mineralización de ésteres de P del suelo para producir fosfato inorgánico

(Speir y Ross, 1978).

β-glucosidasa. Libera glucosa, fuente de energía para la actividad microbiana. Este enzima

hidroliza polímeros de los residuos vegetales (e.g., celobiosa y maltosa) aportando los

esqueletos de C y energía esenciales para el crecimiento de los organismos heterótrofos del

suelo (Hayano y Tubaki, 1985).

Ureasa. Pertenece al grupo de enzimas que actúan sobre los enlaces C-N de la urea, un

fertilizante común así como un constituyente de las deyecciones de los animales.

Arilsulfatasa. Libera sulfato disponible para la plantas a partir de MO. Mineraliza ésteres

orgánicos de S para producir sulfato inorgánico (Castellano y Dick, 1991).

- Abundancia de fauna del suelo (lombrices)

La fauna del suelo está formada por un grupo diverso de organismos que se dividen según

su tamaño en (i) microfauna (< 100 µm), mesofauna (100-2000 µm) y macrofauna (>2000 µm).

La macrofauna son los animales más conspicuos del suelo y tienen el mayor potencial para

causar efectos directos sobre su funcionalidad (Lee y Foster, 1991). Estos animales tienen

capacidad para disgregar y redistribuir los residuos orgánicos en el perfil del suelo, facilitando

su posterior descomposición y el reciclaje de nutrientes en la zona radicular.

Dentro de la macrofauna del suelo, el grupo más estudiado en relación a la estructura del

suelo son las lombrices de tierra (Shipitalo, 2002). Aristóteles se refirió a estos individuos como

“los intestinos del suelo” y Charles Darwin dedicó años a la observación de su influencia en la

formación de humus y en el transporte del suelo (Bohlen, 2002).

Las lombrices se alimentan de MO fresca del suelo. Ingieren gran cantidad de material

mineral que es posteriormente mezclado y excretado, dando lugar a una especie de agregados

llamados “casts”. Este material presenta una disponibilidad de nutrientes, una actividad

microbiana y una estabilidad muy superior a la observada en material no ingerido. En su

movimiento a lo largo del perfil del suelo, las lombrices crean una red de canales

interconectados que favorecen la infiltración y permiten el paso de raíces sin necesidad de

romper los agregados (Huggins y Reganold, 2008), lo cual es vital en áreas pascícolas de alta

carga ganadera (Gorbeia, por ejemplo) para mitigar la compactación del suelo. En suelos

agrícolas, el laboreo puede matar a las lombrices, destruir su red de canales y alterar la cantidad

y distribución de la MO de la que se alimentan por lo que, a medida que aumenta la intensidad

de las labores, suele disminuir el número de lombrices (Berry y Karlen, 1993). También,

muchos insecticidas y fungicidas tienen un efecto tóxico sobre las lombrices (Mele y Carter,

1999). En cualquier caso, la presencia de lombrices en suelo no sólo depende del sistema de

manejo, sino que también está influenciada por el pH, la compactación, humedad, temperatura,

etc. (Jordan y cols., 1997).

- Biodiversidad microbiana y de plantas

Existen evidencias de una estrecha relación entre la biodiversidad de la (micro)biota del

suelo y la biodiversidad de las comunidades vegetales (Freckman, 1994).

Entre los métodos para estudiar la biodiversidad microbiana edáfica se encuentran los

análisis metabólico-funcionales en base a perfiles fisiológicos a nivel de comunidad obtenidos

con placas BiologTM

. Estas placas permiten estimar la diversidad metabólico-funcional de las

comunidades microbianas del suelo a partir de la evaluación de su capacidad para utilizar

diferentes sustratos de C.

Sin embargo, la mayoría de los microorganismos del suelo, a pesar de que sean

potencialmente viables y metabólicamente activos, no pueden ser cultivados (Amann y cols.,

1995), por lo que existe especial interés en el desarrollo y aplicación de métodos alternativos de

análisis de las comunidades microbianas edáficas en los que no sea necesario cultivar los

microorganismos. En este sentido, los análisis de la estructura de las comunidades microbianas

basados en técnicas moleculares que emplean sondas de oligonucleótidos dirigidas al 16S

rRNA han revolucionado el campo de la ecología microbiana. Así, por ejemplo, la técnica de

biología molecular PCR-DGGE, que consiste básicamente en la extracción de DNA del suelo,

amplificación mediante PCR y análisis electroforético en gradiente desnaturalizante (DGGE),

permite obtener huellas genéticas de la comunidad microbiana del suelo.

En esta preselección de bioindicadores se decidió incluir medidas de biodiversidad

microbiana de hongos y bacterias, tanto a nivel funcional (BiologTM

) como genético (DGGE).

Por otra parte, la biodiversidad de plantas tiene un gran potencial como bioindicador de la

salud del suelo (Pandolfini y cols., 1997), debido a su naturaleza inmóvil y a la dificultad de las

raíces para evitar absorber compuestos solubles que estén presentes en el suelo. En este

contexto, es importante recordar dos procesos clave que modifican la composición florística de

las comunidades de plantas: (i) la extinción o recesión de especies sensibles (bioindicadores

sensibles), (ii) la colonización o dominancia acrecentada de especies tolerantes, en ocasiones

ajenas a la zona específica de estudio (neófitas). En cualquier caso, los cambios en la salud del

suelo en general están acompañados por cambios en la diversidad de las comunidades vegetales

(Weinert, 1991).

- Crecimiento de plantas (pasto)

El crecimiento de las plantas (pasto en este caso), además de ser un objetivo per se en los

agroecosistemas, es un parámetro con potencial indicador de la salud del suelo que guarda una

estrecha relación con el resto de bio-indicadores (Arshad y Martin, 2002).

Se considera que la evolución de la productividad de los pastos y cultivos, bajo un

determinado sistema de manejo sostenido en el tiempo, es uno de los indicadores de más valor a

la hora de monitorizar la salud de los suelos (Powlson y Johnston, 1994).

Tal y como recogía el acuerdo de contrato, una vez realizada esta preselección de

indicadores edáficos y vegetales por parte del comité de expertos de Neiker, se realizó una

reunión-taller técnico para recoger las aportaciones de Germán Alonso (Director de la

Dirección de Diversidad y Planificación Ambiental del GB), Mikel Fernández de Larrinoa

(Servicio de Conservación / Patrimonio y Paisaje de la DFB), Fernando Solaguren (técnico de

la Cooperativa Agroganadera Lorra), Julián Ajuriaguerra (Presidente de la Asociación de

Ganaderos de Zeanuri) y Pedro María Larrazabal (Presidente de la Asociación de Ganaderos de

Orozko). Dicho Workshop preliminar se realizó en la sede de Neiker, el 14 de octubre de 2011.

Durante el mismo se consideró necesario incluir indicadores relacionados con la lucha contra el

cambio climático, como servicio ecosistémico clave de los pastos. Por esta razón, se incluyeron

medidas tanto de capacidad de secuestro de C (abundancia de raíces, materia orgánica y

coloración del suelo) como de emisiones de CO2 de las áreas pascícolas objeto de estudio. Por

tanto, a partir de dicho taller se realizó el diseño preliminar de las TSA y comenzó el trabajo

para establecer valores de referencia en áreas pascícolas para cada uno de los indicadores

preseleccionados.

Posteriormente, una vez realizado el diseño preliminar de las TSA y establecidos los valores

de referencia para cada uno de los indicadores, se sometió a una nueva valoración conjunta en

la reunión mantenida el 2 de abril de 2012. Dado que el proyecto pretende captar el interés y

animar al uso de las TSA a los ganaderos de la zona, celebramos la reunión en la sede de la

Asociación Gorbeialde de Zeanuri, lo que permitió la asistencia de los ganaderos implicados

directamente en el proyecto. En esta reunión se constató el interés de los ganaderos por que se

diera mayor importancia a parámetros de visu, para aprovechar su conocimiento visual del

medio. Atendiendo a este requerimiento, hicimos una nueva revisión bibliográfica sobre los

trabajos realizados en relación a la aplicación de indicadores visuales en pastos. Destaca el

trabajo que se muestra a continuación (FAO, 2008). Click-ar sobre la imagen:

Este trabajo, junto con el Pasture Condition Score Sheet creado por el Grazing Lands

Technology Institute de EEUU nos llevó a incluir nuevos parámetros de visu para nuestras

TSA-pascícolas (los protocolos de medida se detallan en las TSA):

- Porcentaje de rechazo animal

- Número de estratos vegetales

- Presencia de especies invasoras

- Porcentaje de suelo desnudo

-Coloración vegetal

Por otra parte, siendo conscientes de las limitaciones del personal no experto para analizar

algunos de los indicadores propuestos anteriormente, decidimos separar los indicadores de las

TSA en dos grupos (“básicos” y “avanzados”). Los primeros pueden medirse e interpretarse sin

necesidad de una formación específica previa, simplemente siguiendo las instrucciones de las

TSA y con instrumentos de medida caseros. De esta forma, los ganaderos y el resto de usuarios

interesados pueden realizar un diagnóstico del estado de salud de se agroecosistema a nivel

básico. Paralelamente, los denominados “avanzados” requieren de un mayor equipamiento y

formación previa, por lo que son realizados por el equipo de Neiker adscrito al proyecto para

asegurar una evaluación completa de las acciones de conservación (alternativas de manejo

agronómico) que se plantean en el proyecto.

4- Validación práctica de dichos indicadores y establecimiento de valores de referencia

Tal y como recogía el acuerdo de contrato, la validación práctica de los indicadores

seleccionados se realizó aplicándolos a los datos generados en proyectos anteriores de Neiker.

Esta validación resultaba especialmente necesaria en el caso de los indicadores biológicos

microbianos, que a diferencia del resto (físicos y químicos), son de reciente apliación. De

hecho, su corta historia hace que los mayores problemas a la hora de utilizar estos

bioindicadores sean: (i) la escasez de valores de referencia (bases de datos, etc.); (ii) la falta de

uniformidad en los métodos analíticos utilizados para su determinación; y (iii) la gran

variabilidad en los niveles de expresión en suelos bajo condiciones edafoclimáticas y manejos

diversos (Gil-Sotres, 2005).

No obstante, se decidió la incorporación de este tipo de indicadores (además de los químicos

y físicos indicados) por una serie de ventajas que presentan las propiedades biológicas con

potencial indicador, frente a las propiedades físico-químicas del suelo: (i) su carácter integrador

de la totalidad de las propiedades físicas, químicas y biológicas que definen el ecosistema suelo

en el tiempo y en el espacio (Pankhurst, 1997); y (ii) su capacidad para responder con gran

sensibilidad y rapidez a los cambios y perturbaciones introducidas en el ecosistema suelo,

proporcionando una especie de “señal de alarma” de un posible colapso del sistema, de forma

que los gestores y profesionales (agricultores-ganaderos) podamos intuir el impacto que pueden

tener ciertas prácticas agronómicas y así reaccionar con la antelación requerida antes de que se

originen cambios y perturbaciones irreversibles.

A continuación se muestran una gráfica representativa de la aplicación de los bioindicadores

microbianos edáficos preseleccionados en las TSA, en un ensayo forrajero controlado en el que

se comparó el impacto de la aplicación de abonos orgánicos (línea fucsia) vs inorgánicos (línea

amarilla), tal y como se realiza en el presente proyecto en los pastos de fondo de valle.

Observamos cómo efectivamente los indicadores biológicos preseleccionados son capaces de

diferenciar los tratamientos gracias a su mayor rapidez de respuesta y sensibilidad, mientras que

los indicadores químicos tradicionales no varían entre tratamientos, lo cual indica que necesitan

una mayor dosis o tiempo de respuesta.

Sin embargo, cuando aplicamos estos bioindicadores en ensayos de alta montaña (gráfica

inferior), observamos que la respuesta de las actividades enzimáticas ante dos enmiendas

calizas diferentes (similares a la que se realizan en el presente proyecto) es menor frente al

suelo no encalado (control), a excepción de la actividad deshidrogenasa. Esto es debido a que el

resto de enzimas son liberados de forma continua por los microorganismos o por las raíces de

las plantas y pueden permanecer estabilizados a los componentes sólidos inertes del suelo.

Gracias a esta capacidad de estabilizarse, los enzimas incorporan un componente “histórico” a

los ensayos, de forma que reflejan los cambios acumulados en el tiempo sobre la salud del

suelo. No obstante, suponen una limitación a la hora de comparar alternativas de manejo en un

proyecto de corta duración (relativamente), como es nuestro caso, en el que pretendemos que

los indicadores nos permitan ya establecer las prácticas más convenientes al final del proyecto.

INDICADORES QUÍMICOS

0

200

CTRL O+NT I+CT

INDICADORES BIOLÓGICOS

0

100

CONTROL

O + NL

I + LC

Biodiversidad ß-Glucosidasa

Arilsulfatasa

Fosfatasa ác.

Deshidrogenasa Nº Lombrices

Resp.

inducida

Resp.

basal

N

mineralizable pH

MO

C/N

N total P

K+

Ca2+

A la vista de estos resultados y teniendo en cuenta la necesidad de limitar el número de

indicadores, con el objetivo de facilitar el uso de las TSA, se decidió descartar las actividades

enzimáticas como indicadores de actividad microbiana en estas TSA pascícolas. Por tanto, el

impacto de las acciones de conservación previstas en el proyecto sobre la actividad microbiana

se monitoriza a través del parámetro de respiración y de su derivado, el cociente respiratorio

(respiración basal / respiración inducida). Ambos se incluyen entre los indicadores

denominados “avanzados” de las TSA.

Por último, dado que el objetivo fundamental de este proyecto es conservar la biodiversidad

en el área de influencia del proyecto, tanto a nivel vegetal como edáfico, se decidió dar más

peso a los indicadores de biodiversidad en las TSA. Esto nos llevó a poner a punto la técnica

para la extracción y el análisis de la diversidad de mesofauna edáfica, mediante el método de

extracción de Berlese-Tullgren y la asignación de valores por grupos según Parisi y cols.

(2005). La puesta a punto de esta técnica, al igual que el análisis de diversidad genética fúngica

mediante DGGE, corrió a cargo del becario Aritz Burges, que participa activamente en el

proyecto a la vez que desarrolla su Tesis Doctoral. De este modo, el diseño final de las TSA

permite monitorizar exhaustivamente el estado de la biodiversidad, al contar con indicadores

tanto a nivel vegetal como edáfico, y dentro de éstos al analizar la biodiversidad en los tres

niveles tróficos (micro-, meso-, y macrofauna).

Una vez decididos los indicadores de salud que deben integrar definitivamente las TSA,

abordamos el establecimiento de valores de referencia considerables “malos”, “regulares” o

“buenos” para cada uno de los indicadores. Para ello, aprovechamos los datos acumulados en

diferentes proyectos desarrollados hasta el momento por Neiker. Asimismo, para asegurar la

posibilidad de extrapolar el uso de las TSA a otras áreas pascícolas fuera de este proyecto, se

tomaron y analizaron nuevas muestras en áreas de pastos de montaña aleatoriamente

distribuidas (en pirineos), para confirmar la validez de los protocolos de análisis puestos a

punto, en otros tipos de hábitats/suelos pascícolas. Todos estos datos dieron lugar a una base de

datos que nos permitió, junto con las valoraciones del comité de expertos, establecer los rangos

de referencia. Para consultar dicha base de datos, click-ar sobre la imagen inferior:

A c t i v i d a d d e s h i d r o g e n a

s a

A c t i v i d a d f o s f a t a s a

á c i d a

A c t i v i d a d f o s f a t a s a

a l c a l i n a

A c t i v i d a d β -g l u c o s i d a s a

A c t i v i d a d u r e a s a

A c t i v i d a d a r i l s u l f a t a s a

N i t r o g e n o p o t e n c i a l m e n t

e m i n e r a l i z a b l e

R e s p i r a c i ó n b a s a l

C O 2 f l u x

m g I N T / k g . h m g N p / k g . h m g N p / k g . h m g N p / k g . h m g N - N H 4 / k g . h m g N p / k g . h m g N - N H 4 / k g . h m g C / k g . h g C O 2 / m 2 * h

N D N P 2 8 4 2 3 1 5 2 4 6 8 6 3 4 6N D N P 2 8 7 4 4 2 9 2 7 8 9 4 2 9 4N D N P 2 8 1 7 3 3 0 2 2 9 9 4 3 2 5N D N P 5 4 0 6 1 8 6 1 1 0 5 1 1 3 4N D N P 5 6 0 1 2 5 4 1 1 9 5 4 1 7 0N D N P 5 4 3 6 2 1 9 1 1 2 4 9 1 5 0N D T 2 1 3 4 8 6 5 2 2 9 5 1 1 1 3 2 1N D T 2 1 4 2 6 7 7 5 3 0 4 1 2 8 4 1 3N D T 2 1 2 0 7 6 2 1 2 8 0 1 2 4 3 6 1N D T 5 8 7 1 4 5 6 2 0 5 9 5 2 4 8N D T 5 8 3 9 4 1 1 2 0 2 8 0 2 5 7N D T 5 9 1 0 5 1 3 2 0 0 1 1 7 2 6 7N D L 2 8 7 7 4 9 9 2 9 6 1 2 0 2 6 6N D L 2 7 6 1 4 3 7 3 2 5 1 2 9 4 2 3N D L 2 7 2 3 3 0 9 3 0 2 1 0 8 5 0 2N D L 5 6 4 7 1 3 2 1 3 9 6 1 2 2 8N D L 5 6 0 8 1 9 6 1 5 8 6 7 2 7 6N D L 5 6 4 2 2 6 8 1 6 5 7 0 2 4 4D N P 2 1 3 1 4 5 9 0 2 7 1 1 1 7 4 1 7D N P 2 1 0 4 6 5 4 3 3 5 0 1 3 9 5 0 7D N P 2 1 1 2 9 5 5 1 3 2 0 1 0 5 4 8 2D N P 5 4 7 2 1 9 0 1 4 1 4 8 1 3 5D N P 5 4 7 2 1 9 0 1 4 1 4 8 1 3 5D N P 5 4 7 2 1 9 0 1 4 1 4 8 1 3 5D T 2 9 3 6 2 6 3 2 9 5 6 4 3 4 2D T 2 7 5 4 1 9 8 2 8 2 7 6 2 2 2D T 2 7 6 3 1 9 5 2 9 2 8 6 3 3 1D T 5 6 8 0 2 8 4 1 8 6 5 9 1 3 6D T 5 5 8 1 2 4 9 1 6 5 6 9 1 4 4D T 5 6 0 5 3 3 7 1 7 5 6 5 1 4 0D L 2 7 6 1 2 3 8 3 0 3 7 5 4 9 4D L 2 6 6 4 2 3 8 3 2 5 8 6 3 2 5D L 2 6 7 0 2 6 8 3 1 1 9 8 2 9 7D L 5 5 6 1 2 1 3 1 8 7 6 6 1 4 6D L 5 5 7 4 2 5 1 1 7 8 6 1 1 4 0D L 5 5 6 3 2 3 2 1 8 1 7 4 1 7 0

0 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 c o s e c h a 1 - c o n t r o l - p l a n t a 7 4 4 2 2 4 1 8 1 5 1 5 60 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 2 c o s e c h a 1 - c o n t r o l - p l a n t a 8 2 1 2 6 4 2 3 1 3 0 1 7 50 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 3 c o s e c h a 1 - c o n t r o l - p l a n t a 8 5 6 2 9 9 2 2 9 4 6 1 9 60 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 4 c o s e c h a 1 - c o n t r o l - n o p l a n t a 5 0 4 2 9 6 2 4 6 4 5 1 6 80 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 5 c o s e c h a 1 - c o n t r o l - n o p l a n t a 7 3 8 2 8 6 2 4 6 4 2 2 5 70 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 6 c o s e c h a 1 - c o n t r o l - n o p l a n t a 6 4 4 2 2 0 2 1 2 1 6 1 2 50 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 7 c o s e c h a 1 - m e t a l - p l a n t a 5 0 4 2 6 7 2 2 1 5 1 3 20 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 8 c o s e c h a 1 - m e t a l - p l a n t a 7 2 4 3 4 9 2 3 2 5 1 2 90 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 9 c o s e c h a 1 - m e t a l - p l a n t a 5 7 0 3 0 0 2 1 3 3 2 1 2 80 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 0 c o s e c h a 1 - m e t a l - n o p l a n t a 4 9 8 2 3 2 2 1 5 5 1 2 50 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 1 c o s e c h a 1 - m e t a l - n o p l a n t a 5 3 5 2 5 0 2 0 4 5 1 2 70 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 2 c o s e c h a 1 - m e t a l - n o p l a n t a 4 9 7 2 6 1 1 9 4 5 1 0 60 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 3 c o s e c h a 2 - c o n t r o l - p l a n t a 9 0 3 2 7 9 1 5 8 6 7 1 4 00 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 4 c o s e c h a 2 - c o n t r o l - p l a n t a 6 3 7 2 3 5 1 1 7 3 5 9 90 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 5 c o s e c h a 2 - c o n t r o l - p l a n t a 6 9 0 2 1 0 1 2 3 3 4 1 2 00 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 6 c o s e c h a 2 - c o n t r o l - n o p l a n t a 4 1 7 1 8 8 9 7 4 1 8 20 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 7 c o s e c h a 2 - c o n t r o l - n o p l a n t a 2 5 6 1 5 8 6 1 2 1 3 60 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 8 c o s e c h a 2 - c o n t r o l - n o p l a n t a 3 7 2 1 5 5 8 5 3 1 8 40 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 1 9 c o s e c h a 2 - m e t a l - p l a n t a 7 1 7 2 9 0 1 5 2 1 4 8 00 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 2 0 c o s e c h a 2 - m e t a l - p l a n t a 8 0 6 2 4 7 3 2 4 3 7 1 0 70 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 2 1 c o s e c h a 2 - m e t a l - p l a n t a 7 1 1 2 1 2 1 9 0 2 5 1 0 10 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 2 2 c o s e c h a 2 - m e t a l - n o p l a n t a 2 8 9 1 9 4 8 1 9 4 60 . 0 5 . 0 5 9 5 8 . 2 3 c o s e c h a 2 - m e t a l - n o p l a n t a 3 6 1 1 7 2 8 9 1 3 4 2

C Ó D IG O T R A T A M I E N T O

- Bibliografía citada:

Alkorta, I., Aizpurua, A., Riga, P., Albizu, I., Amezaga, I., Garbisu, C., 2003. Soil enzyme activities as biological

indicators of soil health. Reviews on Environmental Health 18, 65-73.

Amann, R.I., Ludwig, W., Schleifer, K.H., 1995. Phylogenetic identification and in situ detection of individual

microbial cells without cultivation. Microbiological Reviews 59, 143-169.

Anderson, J.P.E., 1982. Soil respiration. In: Page, A.L., Miller, R.H., Keeney, D.R. (Eds.), Methods of Soil

Analysis. Part II. Chemical and Microbiological Properties. SSSA and ASA, Madison, pp. 831-871.

Anderson, T.H., Domsch, K.H., 1990. Application of eco-physiological quotients (qCO2 and qD) on microbial

biomasses from soils of different cropping histories. Soil Biology and Biochemistry 22, 251-255.

Arshad, M.A., Martin, S., 2002. Indentifying critical limits for soil quality indicators in agro-ecosystems.

Agriculture, Ecosystems and Environment 88, 153-160.

Berry, E.C., Karlen, D.L., 1993. Comparison of alternative farming systems. II. Earthworm population density and

species diversity. American Journal of Alternative Agriculture 8, 21-26.

Bohlen, P.J., 2002. Earthworms. In: Lal, R. (Ed.), Encyclopedia of Soil Science. Marcel Dekker, New York, pp.

370-373.

Brookes, P.C., 1995. The use of microbiological parameters in monitoring soil pollution by heavy metals. Biology

and Fertility of Soils 19, 269-279.

Casida, L.E., Klein, D.A., Santoro, T., 1964. Soil dehydrogenase activity. Soil Science 98, 371-376.

Castellano, S.D., Dick, R.P., 1991. Cropping and sulfur fertilization influence on sulfur transformations in soils.

Soil Science Society of America Journal 55, 114-121.

Dick, R.P., 1997. Soil enzyme activities as integrative indicators of soil health. In: Pankhurst, C.E., Doube, B.M.,

Gupta, V.V.S.R. (Eds.), Biological Indicators of Soil Health. CAB International, Wallingford, pp. 121-156.

Doran, J.W., Parkin, T.B., 1996. Quantitative indicators of soil quality: a minimum data set. In: Doran, J.W.,

Jones, A.J. (Eds.), Methods for Assessing Soil Quality. SSSA Special Publication 49. SSSA, Madison, pp. 25-

37.

Freckman, D.W., 1994. Life in the soil, soil biodiversity: its importance to ecosystem processes. Report on a

Workshop held at the Natural History Museum, London.

Gil-Sotres, F., Trasar-Cepeda, C., Leirós, M.C., Seoane, S., 2005. Different approaches to evaluating soil quality

using biochemical properties. Soil Biology and Biochemistry 37, 877-887.

Hayano, K., Tubaki, K., 1985. Origin and properties of β-glucosidase activity of tomato-field soil. Soil Biology

and Biochemistry 17, 553-557.

Huggins, D.R., Reganold, J.P., 2008. Agricultura sin labranza. Investigación y Ciencia 384, 66-73.

Insam, H., Amor, K., Renner, M., Crepaz, C., 1996. Changes in functional abilities of the microbial community

during composting of manure. Microbial Ecology 31, 77-87.

Jordan, D., Stecker, J.A., Cacnio-Hubbard, V.N., Li, F., Gantzer, C.J., Brown, J.R. 1997. Earthworm activity in no-

tillage and conventional tillage system in Missouri soils: A preliminary study. Soil Biology and Biochemi 29,

489-491.

Killham, K., 1985. A physiological determination of the impact of environmental stress on the activity of microbial

biomass. Environmental Pollution 38, 283-294.

Lee, K.E., Foster, R.C., 1991. Soil fauna and soil structure. Australian Journal of Soil Research 29, 745-775.

Mele, P.M., Carter, M.R., 1999. Impact of crop management factors in conservation tillage farming on earthworm

density, age structure and species abundance in southeastern Australia. Soil and Tillage Research 50, 1-10.

Parisi, V., Menta, C., Gardi, C., Jacomini, C., Mozzanica, E., 2005. Microarthropod communities as a tool to

assess soil

quality and biodiversity: a new approach in Italy. Agriculture, Ecosystems and Environment 105, 323-333

Pandolfini, T., Gremigni, P., Gabbrielli, R., 1997. Biomonitoring of soil health by plants. In: Pankhurst, C.E.,

Doube, B.M., Gupta, V.V.S.R. (Eds.), Biological Indicators of Soil Health, CAB International, Wallingford,

pp. 325-347.

Pankhurst, C.E., Doube, B.M., Gupta, V.V.S.R., 1997. Biological Indicators of Soil Health. CAB International,

Wallingford, 451 pp.

Powlson, D.S., Johnston, A.E., 1994. Long-term field experiments: their importance in understanding sustainable

land use. In: Greenland, D.J., Szabolcs, I. (Eds.), Soil Resilience and Sustainable Land Use. CAB

Internacional, Wallingford, pp. 367-394.

Shipitalo, M.J., 2002. Structure and earthworms. In: Lal, R. (Ed.), Encyclopedia of Soil Science. Marcel Dekker,

New York, pp.1255-1258.

Sparling, G.P., 1992. Ratio of microbial biomass carbon to soil organic carbon as a sensitive indicator of changes

in soil organic matter. Australian Journal of Soil Research 30, 195-207.

Speir, T.W., Ross, D.J., 1978. Soil phosphatase and sulphatase. In: Burns, R.G. (Ed.), Soil Enzymes. Academic

Press, London, pp. 295-336.

Weinert, H., 1991. Biomonitoring of environmental change using plant distribution patterns. In: Jeffrey, D.W.,

Madden, B. (Eds.), Bioindicators and Environmental Management. Academic Press, San Diego, pp. 179-190.

Wittig, R., 1993. General aspects of biomonitoring heavy metals by plants. In: Market, B. (Ed.), Plants as

Biomonitors, VCH Publisher, New York, pp. 3-27.