i

UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

CARRERA DE INGENIERÍA FORESTAL

Proyecto de Investigación previo a

la obtención del título de Ingeniero

Forestal.

Proyecto de investigación:

Emisiones de CO2 y contenidos de carbono de la biomasa microbiana del suelo

en el Bosque Protector Murocomba

Autor:

DANNY ALEXANDER SOLANO MONCAYO

Director del Proyecto de Investigación:

Dr. Carlos Belezaca Pinargote

Quevedo - Los Ríos – Ecuador

2018

ii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS

Yo, Danny Alexander Solano Moncayo, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito

es de mi autoría; el cual no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación

profesional y que he consultado las referencias bibliograficas que se incluyen en este

documento.

La Universidad Tecnica Estatal de Quevedo, puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intectual, por

su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.

-------------------------------------------------------

Danny Alexander Solano Moncayo

iii

CERTIFICACIÓN DEL DIRECTOR DEL PROYECTO DE INVESTIGACION

El suscrito, Dr. Carlos Belezaca Pinargote Docente de la Universidad Técnica Estatal de

Quevedo, certifica que el Estudiante Danny Alexander Solano Moncayo, realizó el Proyecto

de Investigación de grado titulado “Emisiones de CO2 y contenidos de carbono de la

biomasa microbiana del suelo en el Bosque Protector Murocomba”, previo a la obtencion

del título de Ingeniero Forestal, bajo mi dirección, habiendo cumplido con todas las

disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto.

---------------------------------------------------

Dr. Carlos Belezaca Pinargote

DIRECTOR DEL PROYECTO DE INVESTIGACION

iv

UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

CARRERA DE INGENIERÍA FORESTAL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

“Emisiones de CO2 y contenidos de carbono de la biomasa microbiana del suelo en el

Bosque Protector Murocomba”

Presentado a la Comisión Académica como requisito previo a la obtención del título de Ingeniero

Forestal.

APROBADO POR:

Quevedo – Los Ríos - Ecuador

2018

Ing. Elías Cuásquer Fuel Msc.

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL

Ing. Renato Baque Mite Msc. Ing. Eduardo Gutiérrez Lara Msc.

INTEGRANTE DEL TRIBUNAL INTEGRANTE DEL TRIBUNAL

v

AGRADECIMIENTO

El autor deja constancia de su agradecimiento a las siguientes personas e instituciones, por su

colaboración brindada a la realización del proyecto de investigación:

➢ A la UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

➢ A la Facultad de Ciencias Ambientales de la UTEQ

➢ A la Carrera de Ingeniería Forestal de la UTEQ

➢ A la Ing. For. Mercedes Carranza, Decana de la Facultad de Ciencias Ambientales

➢ Al Dr. Carlos Belezaca Pinargote, Director del proyecto de investigación

➢ Al Ing. For. Edison Solano Apuntes Msc

➢ Al Ing. For. Juan Carlos Murillo, director del Dpto. Forestal de BalsaBlock

➢ Al Ing. For. Gary Ramirez Msc

➢ A la Ing. Karina Sotomayor Cantos

➢ A la Ing. Francisca Contreras Msc

➢ A la Ing. For. Malena Martínez Msc

➢ Al Ing. For. Fidel Troya Msc

➢ Al Ing. For. Rolando Lopez Tobar Msc

➢ Al Dr. Rommel Crespo.

A mis profesores quienes compartieron sus enseñanzas para una mejor formación académica

durante los años de estudio.

Quiero agradecerles a mis amigos que se han convertido en un pilar fundamental durante el

transcurso de mi desarrollo personal y profesional.

➢ María C. Cristhian A. Paulo I. Derian S. Daniel B. Ximena C. Kevin A. Jefferson C.

Luis C. Joselyn C. María L. Genesis G. Angie S. Angie B. Nicolle M. Melissa O.

Romina O. Milena T. Yorgelys M. Adrián L. Dafna D. Patty M. Delia R. Raisa M.

Bianka M. Jeniffer M. Sherley V. y a cada una de las personas que colaboraron en la

elaboración de este proyecto.

vi

DEDICATORIA

La presente investigación se la dedicó:

A Dios por haberme permitido llegar a este momento tan importante en esta

hermosa etapa de mi vida, mi formación profesional y brindarme en todo

momento fuerza amor y sabiduría.

Principalmente a mi abuela materna quien se encargó de criarme y enseñarme

valores, por haber sido parte de mi día a día y haberme apoyado toda la vida. A

mi mamá por escucharme y entenderme, por siempre estar dispuesta para

animarme a cumplir mis aspiraciones y apoyarme en lo que sea necesario y lo

primordial, a siempre hacer respetar mis ideales. A mis tías y hermanas, por creer

en mí y darme su cariño incondicional.

A mis abuelos paternos, por enseñarme valores, apoyarme, escucharme y estar

pendientes de mi formación académica. A mis tíos Edison Solano y Paul Solano,

quienes han sido una gran fuente de inspiración como personas y como

profesionales, al igual que a mi Padre por apoyarme académicamente.

A mi estimado amigo Juan Carlos Murillo, que se ha encargado de guiarme y

apoyarme incondicionalmente en mi formación, tanto en ámbitos académicos,

como profesionales y personales. Por enseñarme que, con voluntad, buena

actitud y siendo buena persona, se puede llegar muy lejos.

A mi mejor amigo Cristhian Alexis Aguayo Guerrero por haberme acompañado

y apoyado incondicionalmente desde que empezamos la etapa universitaria, por

estar cada día dándome ánimos para cumplir mis metas y ayudarme a ver la vida

desde diferentes perspectivas, pero sobre todo por creer en mí.

A mis grandes amigos, Ximena Cruz, Daniel Barragán, Luis Cansióng, Kevin

Arévalo, Jefferson Castro, Paulo Intriago, Derian Solórzano, María Leiton y

Mery Albán, personas que han sido fieles e incondicionales conmigo, con

quienes conocí lo que significa ser amigos y familia en la Universidad.

vii

RESUMEN EJECUTIVO

La presente investigación, se realizó con el objetivo de Determinar las emisiones de CO2 y

contenidos de carbono de la biomasa microbiana del suelo en el “Bosque Protector

Murocomba” (BPM). Se establecieron cinco tratamientos (escenarios) de uso del suelo, en

áreas remotas del BPM y sus alrededores. Para el efecto, por cada tratamiento se recolectaron

3 muestras de suelo. El Corgánico total del suelo presente en cada tratamiento fue de 19.97 mg/kg

para Bosque primario, 15.40 mg/kg para Bosque en regeneración y 15.70 mg/kg para la

plantación de G. arborea, los cuales fueron estadísticamente superiores a los tratamientos

Bosque secundario con 13.96 mg/kg y Pastizal con 12.50 mg/kg. Para los contenidos de

Biomasa microbiana activa (BMA) se detectaron los valores más significativos en los

tratamientos: Bosque primario (control) y Bosque secundario con 6.65 mg C-mic g-1 de suelo

seco (mg C-mic g-1 s), y 5.75 mg C-mic g-1 s, respectivamente, siendo estadísticamente

similares pero superiores a los contenidos encontrados en los tratamientos: Bosque en

regeneración, y Plantación de G. arborea, con 5.40 mg C-mic g-1 s, y 5.10 mg C-mic g-1 s y

los menores contenidos de BMA se detectaron en el pastizal, con apenas 2.10 mg C-mic g-1 s.

Los suelos procedentes del bosque primario liberaron 50.38 mg CO2 en 100 g-1 de suelo seco

hora-1, cuyas emisiones son estadísticamente superiores a la de los demás tratamientos. Se

encontraron similitudes estadísticas entre los tratamientos: Bosque secundario, Bosque en

regeneración y Plantación de G. arborea con valores de 43.56, 40.91 y 38.64 mg CO2 en 100

g-1 de suelo seco hora-1, respectivamente. Los suelos procedentes del Pastizal liberaron 15.91

mg CO2 en 100 g-1 de suelo seco hora-1, cuyas emisiones son estadísticamente inferiores a las

de los demás tratamientos.

Palabras claves: Usos antropogénicos, actividad biológica, capacidad de campo, materia

orgánica.

viii

ABSTRACT

The present investigation was carried out with the objective of determining the CO2 emissions

and carbon contents of the microbial biomass of the soil in the "Murocomba Protective Forest"

(MPB). Five treatments (scenarios) of land use were established in remote areas of the BPM

and its surroundings. For this purpose, 3 soil samples were collected for each treatment. The

total Corganic soil present in each treatment was 19.97 mg / kg for primary forest, 15.40 mg /

kg for Forest in regeneration and 15.70 mg / kg for the plantation of G. arborea, which were

statistically superior to secondary forest treatments with 13.96 mg / kg and Pasture with 12.50

mg / kg. For the contents of active microbial biomass (AMB) the most significant values were

detected in the treatments: Primary forest (control) and secondary forest with 6.65 mg C-mic

g-1 of dry soil (mg C-mic g-1 s) , and 5.75 mg C-mic g-1 s, respectively, being statistically

similar but superior to the contents found in the treatments: Forest in regeneration, and

Plantation of G. arborea, with 5.40 mg C-mic g-1 s, and 5.10 mg C-mic g-1 s and the lowest

AMB contents were detected in the pasture, with only 2.10 mg C-mic g-1 s. The soils from the

primary forest released 50.38 mg CO2 in 100 g-1 of dry soil hour-1, whose emissions are

statistically higher than that of the other treatments. Statistical similarities were found among

the treatments: secondary forest, forest in regeneration and plantation of G. arborea with

values of 43.56, 40.91 and 38.64 mg CO2 in 100 g-1 of dry soil hour-1, respectively. The soils

from the Pastureland released 15.91 mg CO2 in 100 g-1 of dry soil hour-1, whose emissions are

statistically lower than those of the other treatments.

Keywords: Anthropogenic uses, biological activity, field capacity, organic matter.

ix

ÍNDICE DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1

CAPÍTULO I .......................................................................................................................... 3

1.1. Problematización de la investigación .................................................................... 4

1.1.2. Planteamiento del problema .......................................................................... 4

1.1.3. Diagnóstico del problema............................................................................... 4

1.1.4. Pronóstico ........................................................................................................ 4

1.1.5. Formulación del problema............................................................................. 5

1.1.6. Sistematización del problema ........................................................................ 5

1.2. OBJETIVOS ........................................................................................................... 5

1.2.1. General ............................................................................................................ 5

1.2.2. Específicos ....................................................................................................... 5

1.3. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................. 6

CAPÍTULO II ......................................................................................................................... 7

2.1. MARCO TEÓRICO.................................................................................................... 8

2.1.1. Áreas de intervención en el bosque protector Murocomba ........................ 8

2.1.1.1. Zona bosque nativo .................................................................................... 8

2.1.1.2. Zona vegetación protectora ....................................................................... 8

2.1.1.3. Zona agro-silvo pastoril/forestaría ........................................................... 9

2.1.1.4. Zona eco turística y de recreación ............................................................ 9

2.1.1.5. Zona agropecuaria ..................................................................................... 9

2.1.1.6. Área reforestación. ..................................................................................... 9

2.1.2. Bosques .......................................................................................................... 10

2.1.3. Biomasa ......................................................................................................... 10

2.1.5. Efecto invernadero ....................................................................................... 11

2.1.6. Cambio climático .......................................................................................... 11

2.1.7. Fijación de carbono ...................................................................................... 12

CAPÍTULO III ..................................................................................................................... 13

3.1. MÉTODOS ........................................................................................................... 14

3.1.1. Área de estudio ............................................................................................. 14

3.1.2. Materiales de campo .................................................................................... 15

3.1.3. Materiales de oficina .................................................................................... 16

3.2. METODOLOGÍA ................................................................................................ 16

3.2.1. Establecimiento del experimento a nivel de campo. .................................. 16

x

3.2.2. Muestreo de suelo ......................................................................................... 17

4. RESULTADOS ............................................................................................................. 23

4.1. Análisis químicos de suelos .................................................................................. 23

4.2. Biomasa microbiana activa y relación biomasa fúngica/biomasa bacteriana

del suelo. ............................................................................................................................ 27

4.3. Efecto inhibitorio de los antimicrobianos ........................................................... 28

4.4. Emisiones de CO2 desde el suelo. ........................................................................ 28

CAPÍTULO V ............................................................................................................................ 30

5. DISCUSIÓN .................................................................................................................. 31

CAPITULO VI ..................................................................................................................... 33

6. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 34

CAPITULO VII .................................................................................................................... 35

7. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 36

CAPITULO VIII .................................................................................................................. 37

8. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 38

xi

ÍNDICE DE TABLAS

N° Tabla Título de tabla N° Página

1. Tratamientos del suelo a ser investigado y su ubicación 15

2. Combinación de antimicrobianos 18

3. Variables químicas analizadas en suelos bajo cinco modalidades de uso. Bosque

Protector Murocomba, Valencia, Ecuador

25

4. Contenidos de biomasa microbiana activa (BMA), fúngica (BF), bacteriana

(BB), biomasa residual (BR) en mg g-1 de suelo seco, y relación biomasa

fúngica/biomasa bacteriana (BF/BB) en suelos bajo diferentes usos. Bosque

Protector Murocomba, Valencia, Ecuador

26

5. Porcentajes de inhibición de la biomasa fúngica (% IBF), bacteriana (% IBB),

inhibición por efecto combinado de los antimicrobianos (% ITC), y relación de

aditividad de los inhibidores (RAI), en suelos bajo diferentes usos del Bosque

Protector Murocomba, Valencia, Ecuador

27

6. Emisiones de CO2 en mg 100 g-1 de suelo seco hora-1 a nivel de laboratorio,

desde suelos bajo diferentes usos. Bosque Protector Murocomba, Valencia,

Ecuador

28

xii

Código Dublín

Título:

“Emisiones de CO2 y contenidos de carbono de la biomasa microbiana del suelo en

el Bosque Protector Murocomba”

Autor: Danny Alexander Solano Moncayo

Palabras clave: Actividad biológica Capacidad de campo Usos

Antropogénicos Materia orgánica

Fecha de publicación:

Editorial: FAFCAMB; Carrera de Ingeniería Forestal; Solano, D.

Resumen:

(hasta 300 palabras)

Se establecieron cinco tratamientos (escenarios) de uso del suelo, en áreas

remotas del Bosque Protector Murocomba (BPM) y sus alrededores. Para el

efecto, por cada tratamiento se recolectaron 3 muestras de suelo. El carbono

orgánico total del suelo presente en cada tratamiento fue de 19.97 mg/kg para

Bosque primario, 15.40 mg/kg para Bosque en regeneración y 15.70 mg/kg

para la plantación de G. arborea, los cuales fueron estadísticamente superiores

a los tratamientos Bosque secundario con 13.96 mg/kg y Pastizal con 12.50

mg/kg. Para los contenidos de Biomasa microbiana activa (BMA) se detectaron

los valores más significativos en los tratamientos: Bosque primario (control) y

Bosque secundario con 6.65 mg C-mic g-1 de suelo seco (mg C-mic g-1 s), y

5.75 mg C-mic g-1 s, respectivamente, siendo estadísticamente similares pero

superiores a los contenidos encontrados en los tratamientos: Bosque en

regeneración, y Plantación de G. arborea, con 5.40 mg C-mic g-1 s, y 5.10 mg

C-mic g-1 s y los menores contenidos de BMA se detectaron en el pastizal, con

apenas 2.10 mg C-mic g-1 s. Las emisiones de CO2 de los suelos procedentes

del bosque primario son superiores a las de los demás tratamientos

probablemente debido a que en un bosque primario hay mayor abundancia de

microorganismos que liberan dióxido de carbono a través de la respiración

comparados a los suelos procedentes del Pastizal liberaron 15.91 mg CO2 en

100 g-1 de suelo seco hora-1, cuyas emisiones son estadísticamente inferiores a

las de los demás tratamientos.

Descripción:

URI:

1

1. INTRODUCCIÓN

Los ecosistemas forestales contienen altas cantidades de carbono que se almacena en la

biomasa aérea viva y muerta, así como en el suelo, las regiones tropicales presentan un proceso

rápido de cambio de uso del suelo de estos ecosistemas forestales a tierras de pastos y cultivos

Las plantaciones forestales acumulan carbono en su biomasa, lo cual contribuye pasivamente

al control del calentamiento global del planeta (Benjamín & Masera, 2001).

A medida que se van incorporando cambios dentro del uso de la tierra, los modelos de

contabilidad de carbono parten la biomasa según el destino del carbono acumulado. Algunos

nutrientes ingresan a la atmósfera, se almacenan en el suelo, permanecen en el sitio como

materia muerta o se exportan por el paso antropogénico o procesos naturales. La precisión de

las estimaciones de la biomasa del bosque sometido a conversión es de importancia crítica

porque determinan la estimación real del carbono que llega a la atmósfera y los modelos son

muy sensibles a estas estimaciones (García-Cepeda et al., 2016).

Debido a que fijan carbono en el proceso de la fotosíntesis, los bosques juegan un papel crucial

en la reducción del CO2 atmosférico. Por esto desde los años 90 un grupo de países

industrializados han realizado una serie de esfuerzos para reducir el contenido de CO2 en la

atmósfera, y con ello, disminuir el calentamiento global, para prevenir los sucesos que puedan

darse (aumentos en el nivel del mar, cambio en las precipitaciones, sequias e inundaciones,

etc). Lo mencionado anteriormente tendría impactos negativos para la vida en el planeta tierra

ya que se amenaza la disponibilidad de agua, alimentos, la estabilidad de ecosistemas, la

biodiversidad, e incluso, la salud de gran parte de la población mundial (Yáñez, 2004).

La biomasa es importante para cuantificar la cantidad de nutrientes en diferentes partes de las

plantas y en los estratos de la vegetación. Permite comparar distintos tipos de especies o

vegetación, o comparar especies y tipo de vegetación similares en diferentes sitios. Además,

la cuantificación de la biomasa y el crecimiento de la vegetación en los ecosistemas son

críticos para las estimaciones de fijación de carbono, un tema actualmente relevante por sus

implicaciones en relación al cambio climático (Fonseca et al., 2009). La deforestación implica

además una pérdida de biomasa forestal y, por tanto, una disminución progresiva de la

capacidad de almacenamiento de carbono de los bosques afectados, la pérdida de carbono por

2

deforestación sugiere que al año 2050 podría ser hasta cinco veces más (7.65 mil millones de

toneladas de carbono, tC) que la ocurrida hasta el año 2008 (1.02 mil millones de tC).

Recientemente, se estimó que las emisiones netas de CO2 entre los años 1990 y 2010 estaría

en los 1.6 mil millones de toneladas (Cuéllar & Larrea-Alcázar, 2016)

Los bosques de montaña se caracterizan por su biodiversidad y constituyen el 26% de la

superficie forestal mundial. América Latina y el Caribe, junto con África, están perdiendo a

un ritmo acelerado la biodiversidad y los hábitats que se encuentran en sus bosques de

montaña como consecuencia de la degradación provocada por la deforestación, el pastoreo

extensivo, los incendios y el cambio de uso del suelo, donde estas prácticas modifican

propiedades del suelo, como la estabilidad de los agregados y el contenido de materia

orgánica; lo cual influye, a su vez, en el tamaño, composición y actividad de la biomasa

microbiana (Cruz-Ruiz et al., 2012).

La biomasa microbiana constituye el componente vivo de la materia orgánica del suelo y

representa la fracción lábil, y por lo tanto responde rápidamente al efecto de perturbación o

recuperación del suelo. Los microorganismos juegan un papel importante en el desarrollo y

conservación del suelo. Las alteraciones en la biomasa microbiana, como el descenso de la

misma, parece estar determinado por propiedades de las comunidades microbianas, su

tipología y actividad, así como por las condiciones climáticas a las que se ve sometido el suelo,

más que a sus características edáficas (Iglesias, 2008).

3

CAPÍTULO I

CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

4

1.1. Problematización de la investigación

1.1.2. Planteamiento del problema

Las grandes pérdidas de carbono en forma de CO2 desde los suelos sometidos a usos

antrópicos, causan un grave impacto a nivel mundial. La atmosfera intercambia

constantemente carbono con la biosfera, a escala global el suelo captura a través de las

aportaciones de la materia orgánica de las plantas más CO2 del que libera (Vía

microorganismos), los usos antropogénicos no adecuados, normalmente causan deficiencia en

la captura de carbono en el suelo, La precisión de las estimaciones de la biomasa del bosque

sometido a conversión es de importancia crítica porque determinan la estimación real del

carbono que llega a la atmósfera y los modelos son muy sensibles a estas estimaciones.

1.1.3. Diagnóstico del problema

La problemática ambiental que enfrentan los países del mundo es cada vez más compleja,

debido al desequilibrio que va en aumento entre el crecimiento de la población y la capacidad

de los recursos para sustentar la demanda de servicios ecosistémicos que va en aumento. En

los últimos decenios se ha establecido que las actividades antropogénicas han incrementado

las concentraciones de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, así, la posibilidad de

un cambio climático global se ha convertido en una preocupación real (Olivo & Soto-Olivo,

2010).

En este estudio se pretende establecer un análisis del contenido de carbono y las emisiones de

CO2 encontrados bajo diferentes usos antropogénicos en el bosque protector Murocomba.

1.1.4. Pronóstico

La cantidad de CO2 capturado en un bosque natural podría ser diferente de acuerdo a sus usos

antropogénicos, dependería de la localidad en la que se ubicada por las condiciones climáticas.

5

1.1.5. Formulación del problema

¿Cuál es la relación entre la emisión de CO2 y los contenidos de carbono de la biomasa

microbiana del Bosque Protector Murocomba?

1.1.6. Sistematización del problema

▪ ¿Cuál es la relación entre las emisiones de CO2 y los contenidos de carbono de la

biomasa microbiana?

▪ ¿Cuál es la cantidad de biomasa microbiana presente en el suelo?

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. General

Determinar las emisiones de CO2 y contenidos de carbono de la biomasa microbiana del suelo

en el bosque protector Murocomba.

1.2.2. Específicos

• Conocer los contenidos de carbono orgánico almacenados en suelos bajo diferentes

usos.

• Cuantificar la biomasa microbiana edáfica presente en suelos bajo diferentes usos

antropogénicas.

• Conocer las emisiones de CO2 desde suelos con diferentes usos antropogénicos.

6

1.3. JUSTIFICACIÓN

Los problemas más graves que pueden efectuarse debido a la no retención del carbono es el

recalentamiento del planeta debido a los efectos de la alta contaminación por CO2, este

compuesto químico es comúnmente llamado y de manera equivocada “gas invernadero”, que

ciertamente si contribuye de una manera importante al calentamiento global. Pero por otro

lado su presencia es vital para el desarrollo de las plantas ya que forma parte del proceso de

fotosíntesis para producir clorofila y nutrientes en estos seres vivos tan importantes para

nuestra subsistencia (Medina-Valtierra, 2010).

Es importante desarrollar el análisis del impacto o evaluación de los daños causados por un

impacto ambiental externo específico. Pero, aún es mucho más importante la evaluación del

estado actual de los bosques naturales ecuatorianos, los cuales podrían ayudar a mejorar los

efectos negativos del cambio climático (Benavides & León, 2007).

De acuerdo a lo expuesto anteriormente surgió la necesidad de estudiar acerca de la captura

de carbono almacenado en la biomasa microbiana del bosque protector Murocomba y sus

emisiones de C02. Su finalidad es conocer el porcentaje de almacenamiento de carbono en la

biomasa terrestre. Se pretende obtener una información veraz del estado actual del bosque

para poder aportar de una manera significativa en la conservación y cuidado del mismo.

Se espera que la presente investigación aporte de manera significativa al conocimiento de la

cantidad de carbono que almacena la biomasa microbiana del bosque natural en el suelo lo

cual fomentara el desarrollo de futuras investigaciones relacionadas con el tema en estudio.

7

CAPÍTULO II

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA INVESTIGACIÓN

8

2.1. MARCO TEÓRICO

2.1.1. Áreas de intervención en el bosque protector Murocomba

Se definen las delimitaciones físicas, para usos del suelo compatible con los objetivos que se

persiguen, esto es: un manejo forestal sustentable (MFS) del bosque nativo y de la vegetación

protectora, fomentando el manejo de sistemas agro-silvo-pastoriles, basados en el

aprovechamiento racional y limitado de los recursos naturales (Gomezcoello & Salvatierra,

2014), que permitan crear oportunidades económicas rentables para preservar el bosque nativo

a largo plazo y a la vez crear oportunidades económicas para el sector a través del ecoturismo,

la agroindustria y la artesanía (Aguirre-Calderón, 2015).

2.1.1.1. Zona bosque nativo

Constituye el motivo por el cual se promovió la declaratoria del bosque protector, Su altitud

varía desde los 350 m s.n.m., hasta los 1.000 m s.n.m., la cual, se preservará tal como está,

evitando al máximo la afectación sobre la misma, por agentes externos, con la colaboración

de instituciones como el Municipio de Valencia, La Universidad Técnica Estatal de Quevedo,

la Policía Ambiental, se creará en el recinto la Libertad un control forestal. Esta zona se

encuentra en áreas de difícil acceso por lo que son suelos de uso exclusivo forestal

(Gomezcoello & Salvatierra, 2014).

2.1.1.2. Zona vegetación protectora

Está compuesta por bosque primario, y en las partes más accesibles por bosque secundario.

Su altitud promedio es de 800 m s.n.m., pero llega a los 2000 m s.n.m. Se realizará un

enriquecimiento forestal con especies nativas de la zona, a fin de preservar los cursos de agua

formados por esteros que en algunos casos forman cascadas de singular belleza, se localiza en

el sector denominado cerro de las palmeras, cordillera Esmeraldas, y la Chala (Gomezcoello

& Salvatierra, 2014).

9

2.1.1.3. Zona agro-silvo pastoril/forestaría

Su superficie es semi-ondulada, cubierta por pastizales y dividida por cercas vivas y alambre

de púas, gran parte de superficie está ubicada a lo largo de la microcuenca del Rio Toachi

Chico entre los 350 y 700 m s.n.m, es ideal para la implementación de un sistema agro-silvo

pastoril, proyectos de ganadería, piscicultura, avicultura e inclusive agricultura con trabajos

alternativos de conservación de suelos (curvas de nivel de nivel, zanjas de desviación, etc.

(Gomezcoello & Salvatierra, 2014).

2.1.1.4. Zona eco turística y de recreación

A pesar de pertenecer a la cooperativa ha sido invadida por personas que se dedican a la

extracción ilegal de la madera, habiendo formado manchas de potreros en una extensión

aproximada de 200 ha está ubicada en la parte media entre los 800 y 1000 m s.n.m. Esta zona

es ideal para levantar toda la infraestructura turística (cabañas, áreas de entretenimiento y

recreación, interpretación ambiental, elaboración de artesanías cultivo de orquídeas,

lepidoptarios, senderos interpretativos, deportes de aventura (Gomezcoello & Salvatierra,

2014).

2.1.1.5. Zona agropecuaria

Está ubicada entre los 350 m s.n.m. y 600 m s.n.m., la topografía es semi-ondulada donde se

encuentran pastos en su mayoría cultivados, ideal para la ganadería semi-intensiva, e

industrialización de la leche. Se puede observar que los agricultores han dejado entre los

potreros algunas especies arbóreas nativas lo cual permite controlar el proceso erosivo, siendo

de imperativa importancia implementar sistemas de protección a través de cortinas rompe

vientos, cercas vivas, cultivos en fajas (Gomezcoello & Salvatierra, 2014).

2.1.1.6. Área reforestación.

Forma parte del lindero nor-oriental de la zona de reserva, igual que la anterior, es ideal para

ser empleada como zona de protección, recorre el límite de lo que es la jurisdicción del cantón

valencia con la provincia de Cotopaxi y santo domingo de los Tsáchilas. Merece especial

atención la protección de los cauces de agua que en el verano tienden a desaparecer, por lo

que hay que buscar el mecanismo necesario que permita fomentar la protección de cuencas

con vijao, camacho, toquilla, caña guadua y especies nativas forestales que sirvan de sombra

y alimento para los animales (Gomezcoello & Salvatierra, 2014).

10

2.1.2. Bosques

Los bosques, como fuentes de servicios ambientales, por su ubicación geográfica y a su vez

por el entorno socioeconómico en el que se encuentran, cada vez son más vulnerables debido

a causas como los incendios forestales, tala ilegal, actividades de tipo antropogénica para la

agricultura y la ganadería. En décadas pasadas la utilización y manejo del recurso se basaba

en prácticas no sostenibles (Masera et al., 2001) estiman que en México cerca de 20 millones

de personas usan la leña como principal fuente energética para uso doméstico, factor

importante en la producción de CO2.

Se considera que el sector forestal aporta casi el 40% de las emisiones totales de CO2, y que

el sector de generación de energía tiene la contribución más importante. La mitigación del

cambio climático exige mantener niveles de CO2 en la atmósfera por debajo de un cierto rango,

que probablemente hayamos superado (Benavides & León, 2007).

2.1.3. Biomasa

La biomasa es considerada como la masa total de organismos vivos en una zona o volumen

determinado; a menudo se incluyen los restos de plantas que han muerto recientemente

(biomasa muerta). Por otra parte, la FAO considera que la biomasa es un elemento principal

para determinar la cantidad de carbono almacenado en el bosque. La biomasa forestal permite

elaborar previsiones sobre el ciclo mundial del carbono, que es un elemento de importancia

en los estudios sobre el cambio climático. Además, para una parte de la población humana

que vive en las zonas rurales de los países en desarrollo, la biomasa es una fuente primordial

de combustible para cocinar y para calefacción (García, 2016).

2.1.4. Biomasa microbiana del suelo

Buena parte de los restos vegetales (los más fáciles de metabolizar) serían asimilados por las

comunidades microbianas del suelo pasando a formar parte de su biomasa. Más aun un 40%

de la última se transformaría en sustancias húmicas resistentes a la mineralización. Al morir,

fragmentos nanométricos de estas paredes bacterianas se acumulan en el medio edáfico. En

tal proceso parecen intervenir “de alguna manera” los péptidos y proteínas del citoplasma

celular, que de este modo persisten en mayor medida en el suelo que otros componentes del

11

microrganismo. Estos materiales permiten la formación de películas moleculares orgánicas

que cementan y estabilizan los componentes minerales del suelo, pero también a ellas mismas

(resistencia a la mineralización) (García, 2016).

2.1.5. Efecto invernadero

Los factores que afectan los cambios de temperatura media de la tierra y el cambio climático

son los cambios en el desnivel del mar, los efectos de las nubes, la emisión de aerosoles a la

atmósfera, aumento en las emisiones de dióxido de carbono, gas metano, hidratos de metano.

Además, los cambios de reflexión terrestres y los cambios en el campo magnético exterior

(Díaz-Cordero, 2012). El citado autor indica que otros factores son la contaminación del aire,

los cambios en el hielo polar, el contenido en vapor de agua y la cantidad de cobertura de

nubes y la cantidad de energía solar que alcanza la Tierra. Sin embargo, la Cumbre de Poznan,

Polonia, 2008, consideró que el cambio climático se debe a la emisión de gases de efecto

invernadero por el uso de combustibles fósiles.

2.1.5.1. Gases del efecto invernadero

Los informes del IPCC resaltan que las causas del cambio climático son de origen natural y

antropogénicas. Hay una cadena de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), las

concentraciones atmosféricas, el forzamiento radiactivo, las respuestas climáticas y los efectos

del clima. Entre 1970 y 2004, el aumento más importante de las emisiones de GEI proviene

de los sectores de suministro de energía, transporte e industria, mientras que la vivienda y el

comercio, la silvicultura (incluida la deforestación) y la agricultura han crecido más. Las

actividades humanas generan emisiones de cuatro GEI de larga permanencia: CO2, metano

(CH4), óxido nitroso (N2O) y halocarbonos (grupo de gases que contienen flúor, cloro o

bromo). Los modelos muestran que el dióxido de carbono ocupa el 56.5 %. (Díaz-Cordero,

2012).

2.1.6. Cambio climático

El informe de IPCC cambio climático y biodiversidad 2002 indica que los cambios esperados

en el clima incluyen el aumento de las temperaturas, cambios en las precipitaciones, la

elevación del nivel del mar y la creciente frecuencia e intensidad de fenómenos climáticos

12

extremos que producen mayor variabilidad climática. Otros cambios en el clima según el

informe es que la composición de la atmósfera está cambiando, debido a las crecientes

concentraciones de gases de efecto invernadero, como el CO2 y el metano (CH4). El cambio

climático de la Tierra además se refleja en cambio en la temperatura, las precipitaciones, el

nivel del mar, las capas de hielo marino, y en algunas regiones los fenómenos climáticos

extremos tales como olas de calor, fuertes precipitaciones y sequías (Díaz-Cordero, 2012).

2.1.7. Fijación de carbono

Se refiere al flujo de Carbono dentro de una unidad de área cubierta con vegetación en un

lapso de tiempo dado. Es decir, es la conversión de carbono inorgánico (en forma de dióxido

de carbono) en compuestos orgánicos realizada por los organismos vivos. Este tipo de

Carbono depende de las características de la especie, la tasa de crecimiento y la longevidad,

así como también de las condiciones del sitio, como localización, clima y rotación. (Ortíz &

Riascos, 2006).

13

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

14

3.1. MÉTODOS

3.1.1. Área de estudio

La investigación a nivel de campo se realizó en el Bosque Protector Murocomba (BPM) y sus

alrededores (Figura 1). El BPM está ubicado a una altura comprendida entre los 350 y 1500

m s.n.m. Con dos estaciones climáticas bien marcadas: (lluviosa) que aporta entre el 85% -

90% de las precipitaciones, y (seca) con una contribución entre el 10% - 15% de las lluvias.

Las precipitaciones varían en función de la altura, detectándose una distribución polinomial

de tercer orden que va en aumento, donde a los 350 m s.n.m. Llueve en promedio 2000 mm,

mientras que entre los 900 a 1300 m s.n.m. La temperatura promedio anual es de carácter

modal, con 23°C (marzo – abril) y 18°C (junio – agosto). La humedad relativa promedio anual

está en función de la estación climática, y oscila entre 85 – 87% (estación lluviosa) y 79 –

84% (estación seca) (Cuásquer et al., 2008).

Los estudios de laboratorio se llevaron a cabo en el Laboratorio de Microbiología Ambiental

y Vegetal de la UTEQ, localizado en el Campus Ing. Manuel Haz Álvarez, ubicado en el Km

1,5 de la vía Quevedo-Quito

Figura 1. Mapa de zonificación del Bosque Protector Murocomba (Gomezcoello & Salvatierra, 2014)

15

3.1.1.1. Ubicación política administrativa

La ubicación política administrativa del BPM es la siguiente:

Provincia: Los Ríos

Cantón: Valencia

Parroquia: Valencia

3.1.1.2. Ubicación y dominio del predio

El bosque y vegetación protector, se encuentra ubicada al noreste de la provincia de Los Ríos

entre los límites de la jurisdicción del cantón Valencia, formando un solo cuerpo, los límites

del BPM son los siguientes (Cuásquer et al., 2008).

➢ Al Norte según los puntos de 1 al 11 limita con la provincia del Cotopaxí la Reserva Los

Ilinisas.

➢ Al Sur del punto 1 al punto 6, corresponde al cantón Valencia, Recinto Cooperativa

Murocomba.

➢ Al Oeste desde los puntos del 1 al 6 limita con la provincia de Santo Domingo de los

Tsáchilas y río Toachi.

➢ Al Este desde los puntos 1 al 8 limita con la provincia de Cotopaxi.

3.1.2. Materiales de campo

Para la ejecución del presente proyecto de investigación en el campo se emplearon los

siguientes materiales:

• GPS • Libreta

• Machete • Cámara Fotográfica

• Botas • Fundas plásticas

16

3.1.3. Materiales de oficina

Los materiales a empleados en oficina son:

• Memoria USB • Libros

• Computadora • Artículos

• Impresora • Documentos

electrónicos

• (Paquete Microsoft 2010)

3.1.4. Materiales de laboratorio

Los materiales empleados en laboratorio son:

• Agua destilada • Cajas aislantes • Probeta

• Tubo de ensayo • Estreptomicina • Cámara de vidrio

• Cicloheximida • Glucosa

3.2. METODOLOGÍA

3.2.1. Establecimiento del experimento a nivel de campo.

Se establecieron cinco tratamientos (escenarios) de uso del suelo, en áreas remotas del BPM

y sus alrededores. Para el efecto, por cada tratamiento se delimitaron tres parcelas (replicas)

de 100 m2 (10 m x 10 m) cada una, representativas de cada tratamiento. En la (tabla 1) se

detallan los tipos de suelo (tratamientos) según el uso actual del terreno:

Tabla 1. Tratamientos del suelo a ser investigado y su ubicación.

Códigos Tratamientos Ubicación

T1 Bosque primario (control) BPM

T2 Bosque secundario BPM

T3 Bosque en regeneración (Barbecho) BPM

T4 Pastizal Alrededores

T5 Plantación de Gmelina arborea Alrededores

17

3.2.2. Recolección de muestras de suelo

Para la estación climática lluviosa del 2018, en cada una de las tres parcelas delimitadas por

tratamientos, se colectaron tres sub-muestras independientes de suelo a una profundidad

comprendida entre 0 – 20 cm, a partir de las cuales se constituyó una muestra compuesta por

cada parcela, lo que equivaldría a tres muestras/replicas (n=3) por tratamiento. Las muestras

del suelo se trasladaron al laboratorio de Microbiología Ambiental y Vegetal de la UTEQ en

cajas aislantes, donde se retiraron rocas, restos vegetales, y macro-invertebrados. El suelo

fresco (sin secado previo) se tamizó por una malla de 2 mm, y almacenó a 5° C para su

posterior análisis. Paralelamente, a las muestras de suelo se le realizaron los siguientes análisis

químicos: carbono orgánico total (Corgánico), nitrógeno total (Nt), relación C/N, Fosforo (P),

Potasio (K), valor de pH, de acuerdo a la metodología utilizada por (Sadzawka et al., 2006).

3.2.3. Capacidad de campo

Para el efecto, muestras de suelo tamizadas se secaron en estufa durante 72 horas a 60° C,

hasta obtener peso constante. Luego por cada muestra se pesaron 100 gr-1 de suelo, y colocaron

en una probeta de 100 mL-1, se registró el volumen ocupado por la masa de suelo, añadió 5

mL-1 de agua (gota a gota) en el centro, y se cerró la probeta, para después de 24 horas registrar

el volumen de suelo seco que quedó (Sadzawka et al., 2006). Para calcular el porcentaje de la

capacidad de campo se utilizó la siguiente ecuación (Silva et al., 2015):

%𝐶𝐶 =𝑉1

(𝑉1 − 𝑉2)∗

5𝑚𝐿−1𝑑𝑒 𝐻2𝑂

100𝑔−1𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜∗ 100 [1]

Donde:

V1= Volumen inicial (Volumen ocupado por los g-1 del suelo)

V2= Volumen final (Volumen que ha quedado sin humedecerse)

CC: Capacidad de campo

3.2.4. Contenido de humedad

Muestras de suelo húmedo de peso conocido, se introdujeron a una estufa a 60° C durante 72

horas, hasta obtener un peso constante. Posteriormente, el suelo seco fue nuevamente pesado

y el contenido de humedad se calculó mediante la siguiente ecuación (Silva et al., 2015):

18

% 𝐻 =(𝑃ℎ − 𝑃𝑠)

𝑃𝑠 − 𝑃ℎ∗ 100 [2]

Donde:

Ph= Peso de suelo húmedo

Ps= Peso de suelo seco

Pv= Peso del recipiente

%H= Porcentaje de humedad

3.2.5. Cantidad de agua para añadir a las muestras

Una vez determinada la capacidad de campo y el contenido de humedad, se estimó la cantidad

de agua necesaria para agregar al suelo (Silva et al., 2015):

𝐻2𝑂 𝑎 𝑎ñ𝑎𝑑𝑖𝑟 (𝑚𝐿−1) =

(𝐶𝐶% − %𝐻)

%𝐻 + 100∗ 𝑔−1 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 [3]

Donde:

CC%= Capacidad de campo por determinarse

%H= Porcentaje de humedad del suelo

3.2.6. Determinación selectiva de la biomasa fúngica y bacteriana del suelo, mediante

el uso de antimicrobianos

Desde los tratamientos descritos en el apartado 3.2.1, se recolectaron tres muestras de suelos

(repeticiones) por tratamiento, en un perfil de 0 – 10 cm de profundidad. Las muestras se

trasladaron al laboratorio en cajas aislantes con refrigeración, donde se retiró rocas, restos

vegetales gruesos, y macroinvertebrados.

3.2.7. Biomasa microbiana activa del suelo

Se determinó mediante la técnica de respiración inducida por sustrato (RIS), descrita por (Chiu

et al., 2006; Ananyeva et al., 2006). Para el efecto, 10 g de suelo a humedad de campo,

19

previamente tamizados a 2 mm (peso fresco) se introdujeron en cámaras de vidrio (100 mL

de capacidad) y estabilizaron durante 24 horas a temperatura ambiente. Posteriormente, el

suelo se mezcló con 10 mg de glucosa (1 mg g-1 de suelo), disueltos en la cantidad de agua

(destilado estéril) necesaria para ajustar las muestras al 80% de su capacidad de retención

hídrica. El CO2 liberado durante el periodo de incubación (6 horas a 22 oC) fue atrapado en

una solución de NaOH (0.1 M) y titulado con HCl (0.1 M). La BMA se calculó en base a que

1 mL de HCl (0.1 M) es equivalente a 2.2 mg de CO2 y que para un coeficiente de respiración

igual a 1: 1 mg de CO2/100 g h = 20.6 mg C-biomasa/100 g.

3.2.8. Inhibición selectiva fúngica y bacteriana

Se empleó estreptomicina y cloranfenicol como inhibidores bacterianos, mientras que

cicloheximida y captan 80, como inhibidores fúngicos. La selección y concentración de los

antimicrobianos aplicados al suelo se realizaron de acuerdo a los reportes de (West, 1986;

Bailey et al., 2002; Nakamoto & Wakahara, 2004). Al igual que la glucosa, los

antimicrobianos fueron mezclados con el suelo, y aplicó la cantidad de agua suficiente para

humedecerlo, sin llegar a saturarlo. El CO2 detectado, representó la respuesta a la inhibición

de respiración, causada por los inhibidores microbianos y fue expresado en mg C-mic g-1. Para

conocer la biomasa fúngica (BF), bacteriana (BB), y residual (BR), en cada uno de los tres

tratamientos de uso de suelo, las muestras por triplicado recibieron la siguiente combinación

de antimicrobianos (Tabla 2):

Tabla 2. Combinación de antimicrobianos

1. Suelo + glucosa (1 mg g-1de suelo).

2. Suelo + glucosa (1 mg g-1) + estreptomicina (32 mg g-1) + cloranfenicol (32 mg g-1).

3. Suelo + glucosa (1 mg g-1) + cicloheximida (20 mg g-1) + captan (20 mg g-1).

4. Suelo + glucosa (1 mg g-1) + estreptomicina (32 mg g-1) + cloranfenicol (32 mg g-1) +

cicloheximida (20 mg g-1) + captan (20 mg g-1).

Se calculó la BF, BB, y BR, de acuerdo a (West, 1986): A = biomasa microbiana activa; (A–

B) = biomasa fúngica; (A–C) = biomasa bacteriana; D = Biomasa residual; (A–B)/(A–C) =

relación hongos/bacterias. El porcentaje de inhibición de la biomasa microbiana causado por

el empleo de los antibióticos en forma individual y combinada se determinó de la siguiente

manera.

20

IBB = [(A – C)/A]*100

IBF = [(A – B)/A]*100

IBR = [(A – D)/A]*100

Donde : IBB = Porcentaje de inhibición por combinación de antibióticos.

IBF = Porcentaje de inhibición por combinación de antifúngicos.

IBR = Porcentaje de inhibición por combinación de antibióticos y antifúngicos.

Para estimar la proporción de biomasa fúngica y bacteriana se empleó las siguientes

ecuaciones.

Biomasa Fúngica = 100[{(A – B) + (A – D)} / 2]/(A – D)

Biomasa Bacteriana = 100[{(A – C) + (B – D)} / 2]/(A – D)

3.2.9. Relación de aditividad de los inhibidores (RAI). Se calculó de acuerdo a (Beare et

al., 1990), empleando la respuesta de la respiración inducida de sustrato (RIS), expresada

como biomasa microbiana de suelos tratados con antibióticos (estreptomicina + cloranfenicol)

como inhibidores bacterianos, y antifúngicos (cicloheximida + captan) como inhibidores

fúngicos, y el empleo simultaneo de los inhibidores de ambos grupos microbianos, así como

también, desde un suelo intacto (sin antimicrobianos).

Se ha establecido que cuando RAI es igual a 1.0, los antimicrobianos no ejercieron efecto

inhibitorio sobre otros organismos para los cuales no fueron diseñados. Mientras que una

relación de aditividad >1.0 indicaría que los antimicrobianos poseen un efecto inhibitorio

sobre otros organismos para los cuales estos no fueron elaborados. Una relación de aditividad

21

antimicrobianos: antibióticos (estreptomicina + cloranfenicol) y antifúngicos (cicloheximida

+ captan), (Chiu et al., 2006; Susyan et al., 2011). Se calculó en función de la siguiente

ecuación.

ITC = {(A – D) / (A)}*100

3.2.11. Emisiones potenciales de CO2 desde el suelo a nivel de laboratorio

Para el efecto, 10 g de suelo a humedad de campo, previamente tamizados a 2 mm (peso

fresco) se introdujeron en cámaras de vidrio (100 mL de capacidad) y estabilizaron durante

24 horas a temperatura ambiente. Posteriormente, el suelo se mezcló con 10 mg de glucosa (1

mg g-1 de suelo), disueltos en la cantidad de agua (destilado estéril) necesaria para ajustar las

muestras al 80% de su capacidad de retención hídrica. El CO2 liberado durante el periodo de

incubación (6 horas a 22 oC) fue atrapado en una solución de NaOH (0.1 M) y titulado con

HCl (0.1 M).

3.3. Análisis estadístico

Con el propósito de determinar los efectos de intervenciones antropogénicas sobre la biomasa

microbiana del suelo, los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza (ANOVA)

con un nivel de significancia del 95% (P < 0.05), previa comprobación de los supuestos de

normalidad y homocedasticidad de varianzas. Posteriormente se aplicará la prueba LSD

(mínima diferencia significativa), con un nivel de significancia del 96% (P < 0.05). Los

análisis estadísticos se efectuaron en el programa SAS 9.0, versión para Windows.

22

CAPÍTULO IV

RESULTADOS

23

4. RESULTADOS

4.1. Análisis químicos de suelos

Para todos los análisis químicos de suelos (pH, NH4, P, K, Ca, Mg, MO y Corgánico) se

encontraron diferencia estadística significativas (P ≤ 0.05). Para el pH (F=16.35; P=0.000)

los suelos sometidos a actividades ganaderas (pastizal) presentaron los niveles de mayor

acidez con 5.30, ubicándolos en la categoría de “fuertemente ácidos”, mientras que los suelos

de los demás tratamientos estuvieron en el rango de 5.50 a 5.95, que los ubica en la categoría

de “moderadamente ácidos”.

En lo referente al NH4 (F=8.53; P=0.002), las mayores concentraciones disponibles se

encontraron en los tratamientos: Bosque primario, Bosque secundario, y Plantación de G.

arborea, con 19.0, 16.5, y 19.5 ppm respectivamente, siendo estadísticamente similares, pero

superiores y distintos a los tratamientos: Bosque en regeneración, y Pastizal con 8.0 y 9.0

ppm, respectivamente.

En cuanto al P (F=11.90; P=0.000) los tratamientos que presentaron las mayores

concentraciones fueron: Bosque primario, Bosque secundario y Bosque en regeneración, con

valores de 13.0, 10.5 y 9.5 ppm; siendo significativamente superiores a los tratamientos:

Pastizal y Plantación de G. arborea, que tuvieron valores de 6.0 ppm.

Para el Potasio (K) (F=22.56; P=0.000) las mayores concentraciones se encontraron en los

tratamientos: Bosque primario, Bosque secundario y Bosque en regeneración con 0.42, 0.51

y 0,29 (meq/100 mL) siendo estadísticamente superiores a los tratamientos: Pastizal y

plantación de G. arborea, con: 0.18 y 0.17 (meq/100 mL), respectivamente.

En cuanto al Ca (F=44.12; P=0.000) que es un nutriente importante en la regulación de los

niveles de pH del suelo, se encontraron mayores concentraciones en los tratamientos: Bosque

primario, Bosque en regeneración y Bosque secundario con 10.00 y 13.50 y 8.00 (meq/100

mL), existiendo diferencias estadísticas superiores a las concentraciones de los tratamientos:

Pastizal y Plantación de G. arborea, con 4.00 y 7.00 (meq/100 mL).

24

En lo referente al Mg (F=28.27; P=0.000) los tratamientos: Bosque primario, Bosque

secundario, Bosque en regeneración y Plantación de G. arborea con 1.60, 1.35, 1.40 y 1.00

(meq/100 mL) presentaron concentraciones estadísticamente similares pero superiores al

tratamiento Pastizal con 0.60 (meq/100 mL).

Para el MO (F=14.62; P=0.000) el tratamiento Bosque primario con 3.40% es

estadísticamente distinto a los tratamientos: Plantación de G. arborea y Bosque en

regeneración los cuales presentaron valores del 2.70 y 2.65%, siendo estadísticamente

similares a los tratamientos: Bosque secundario y Pastizal con 2.40 y 2.15%, respectivamente.

Respecto al Corgánico del suelo (F=14.65; P=0.000), los tratamientos que presentaron las

mayores concentraciones fueron: Bosque primario, Bosque en regeneración y plantación de

G. arborea con 19.97, 15.40 y 15.70 (mg/kg), a diferencia de los tratamientos Bosque

secundario y Pastizal que presentaron valores de 13.96 y 12.50 mg/kg.

En la relación Ca/Mg (F=8.56; P=0.002) se encontraron diferencias estadísticas significativas

entre los tratamientos, observándose una deficiencia de magnesio, siendo el tratamiento:

Bosque en regeneración con 9.65, el que presenta mayores concentraciones respecto a los

tratamientos: Bosque primario, bosque secundario, pastizal y plantación de G. arborea con

6.30, 5.95, 6.60 y 6.80 respectivamente. Considerando que todos los valores (>5) demuestran

que el suelo posee deficiencia de magnesio, siendo entre (2 y 5) los rangos ideales para la

relación Ca/Mg.

De acuerdo a la Relación Mg/K (F=12.15; P=0.000) los tratamientos Bosque primario y

Pastizal con 3.96 y 3.37 están considerados dentro del rango de lo “Ideal”, mientras que los

tratamientos Bosque secundario, Bosque en regeneración y Plantación de G. arborea con 2.69,

4.81 y 5.87 están estimados en el rango de “Aceptables”.

En la Relación (Ca+Mg)/K (F=20.15; P=0.000) los tratamientos Bosque primario, Bosque

secundario y Pastizal que poseen valores (40) con 50.75 y 46.49 demuestran que tienen

“deficiencia de potasio”

25

En la ∑ Bases (meq/100 mL) (F=49.07; P=0.000) Los tratamientos: Bosque primario y

Bosque en regeneración con 12.02 y 15.19 (meq/100 mL), presentaron mayores

concentraciones que los tratamientos: Bosque secundario y Plantación de G. arbórea con 9.86

y 8.17 (meq/100 mL), siendo el Pastizal el tratamiento con las concentraciones más bajas con

4.78 (meq/100 mL), (Tabla 3).

26

Tabla 3. Variables químicas analizadas en suelos bajo cinco modalidades de uso. Bosque Protector Murocomba, Valencia, Ecuador.

VARIABLES*

TRATAMIENTOS Ph NH4 (ppm) P (ppm) K (meq/100

mL)

Ca (meq/100

mL)

Mg

(meq/100mL) MO (%)

C

orgánico

Ca/ Mg Mg/K Ca+Mg/K ∑ Bases

(meq/100 mL)

(mg/kg)

Bosque primario

(control) 5.60 ± 0.10 b 19.00 ± 2.00 a 13.00 ± 2.00 a 0.42 ± 0.060 a 10 ± 0.00 b 1.60 ± 0.20 a 3.40 ± 0.20 a 19.97 a 6,3 ± 0,80 b 3,96 ± 1,04 bc 28,267 ± 4,515 b 12,02 ± 0,14 b

Bosque secundario 5.95 ± 0.15 a 16.50 ± 6.50 a 10.50 ± 0.50 ab 0.51 ± 0.100 a 8.00 ± 0.00 c 1.35 ± 0.15 b 2.40 ± 0.10 bc 13.96 bc 5,95 ± 0,65 b 2,695 ± 0,235 d 19,007 ± 3,435 b 9,86 ± 0,25 c

Bosque en

regeneración

(Barbecho)

5.95 ± 0.05 a 8.00 ± 2.00 b 9.50 ± 2.50 b 0.29 ± 0.025 b 13.5 ± 0.50 a 1.40 ± 0.10 ab 2.65 ± 0.15 b 15.40 b 9,65 ± 1,05 a 4,81 ± 0,75 ab 50,757 ± 2,945 a 15,167 ± 0,425 a

Pastizal 5.30 ± 0.00 c 9.00 ± 1.00 b 6.00 ± 0.00 c 0.18 ± 0.020 c 4.00 ± 0.00 d 0.60 ± 0.00 d 2.15 ± 0.25 c 12.50 c 6,6 ± 0,00 b 3,375 ± 0,375 cd 25,877 ± 2,875 b 4,78 ± 0,02 d

Plantación de

Gmelina arbórea 5.50 ± 0.20 bc 19.50 ± 1.50 a 6.00 ± 1.00 c 0.17 ± 0.010 c 7.00 ± 2.00 c 1.00 ± 0.10 c 2.70 ± 0.30 b 15.70 b 6,8 ± 1,30 b 5,87 ± 0,24 a 46,497 ± 9,615 a 8,17 ± 2,11 c

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0.05).

27

4.2. Biomasa microbiana activa y relación biomasa fúngica/biomasa bacteriana del

suelo.

Se detectaron diferencias estadísticas significativas (P < 0.05) entre los tratamientos de

manejo del suelo para las variables: biomasa microbiana activa (BMA) (F=7.60, p=0.030),

biomasa fúngica (BF) (F=5.30, p=0.000), biomasa bacteriana (BB) (F=4.35, p=0.000),

relación biomasa fúngica/biomasa bacteriana (BF/BB), mientras que para la variable biomasa

microbiana residual (BMR) no se encontraron diferencias estadísticas significativas (F=.60,

p=0.03). Los mayores contenidos de BMA se detectaron en los tratamientos: Bosque primario

(control) y Bosque secundario con 6.65 mg C-mic g-1 de suelo seco (mg C-mic g-1 s), y 5.75

mg C-mic g-1 s, respectivamente, siendo estadísticamente similares pero superiores a los

contenidos encontrados en los tratamientos: Bosque en regeneración, y Plantación de G.

arborea, con 5.40 mg C-mic g-1 s, y 5.10 mg C-mic g-1 s. No obstante, los menores contenidos

de BMA se detectaron en el pastizal, con apenas 2.10 mg C-mic g-1 s.

En todos los tratamientos predominó la BF por sobre la BB, lo cual se ve reflejada en la

relación BF/BB superior a 1.11 para todos los tratamientos. El tratamiento Bosque primario

mostró los mayores valores de BF, BB, y BF/BB con 3.75 mg C-mic g-1 s, 2.27 mg C-mic g-1

s, y 1.65 respectivamente. Mientras que el suelo procedente del Pastizal presentó los menores

contenidos. Los valores de BMR para los suelos de todos los tratamientos fueron

estadísticamente similares (Tabla 4).

Tabla 4. Contenidos de biomasa microbiana activa (BMA), fúngica (BF), bacteriana (BB), biomasa

residual (BR) en mg g-1 de suelo seco, y relación biomasa fúngica/biomasa bacteriana (BF/BB) en

suelos bajo diferentes usos. Bosque Protector Murocomba, Valencia, Ecuador.

TRATAMIENTOS. BMA (mg g-1)* BF (mg g-1)* BB (mg g-1)* BF/BB * BMR (mg g-1)*

Bosque Primario 6.65 (±0.15) a 3.75 (±0.20) a 2.27 (±0.38) a 1.65 (±0.80) a 0.63 ns

Bosque secundario 5.75 (±0.27) a 3.26 (±0.09) a 2.15 (±0.55) a 1.51 (±0.92) a 0.34 ns

Bosque en regeneración 5.40 (±0.35) b 2.95 (±0.41) b 1.72 (±0.18) b 1.71 (±0.36) a 0.73 ns

Pastizal 2.10 (±0.25) c 0,80 (±0.33) c 0.72 (±0.20) c 1.11 (±0.22) b 0.58 ns

Plantación de Gmelina arborea

5.10 (±0.35) b 2.90 (±0.65) b 1.80 (±0.41) b 1.61 (±0.75) a 0.35 ns

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras

iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0.05).

28

4.3. Efecto inhibitorio de los antimicrobianos

No se encontraron diferencias estadísticas significativas (P < 0.05) para las variables

inhibición de la biomasa fúngica (% IBF), inhibición de la biomasa bacteriana (% IBB), e

inhibición por efecto combinado de los antifúngicos y antibióticos (% ITC), así como también

la relación de aditividad de los inhibidores (RAI), en ninguna de las estaciones climáticas

estudiadas (Tabla 5).

Tabla 5. Porcentajes de inhibición de la biomasa fúngica (% IBF), bacteriana (% IBB), inhibición por

efecto combinado de los antimicrobianos (% ITC), y relación de aditividad de los inhibidores (RAI),

en suelos bajo diferentes usos del Bosque Protector Murocomba, Valencia, Ecuador.

TRATAMIENTOS. % IBF (C + C) * % IBB (E + C) * % ITC (F + A) * RAI *

Bosque Primario 44.35 (±8.40) ns 29.44 (±11.50) ns 83.79 (±7.08) ns 1.07 (±0.06) ns

Bosque secundario 50.27 (±6.46) ns 27.33 (±18.47) ns 87.60 (±5.82) ns 1.14 (±0.24) ns

Bosque en

regeneración

47.85 (±7.10) ns 26.99 (±3.81) ns 84.84 (±6.43) ns 1.08 (±0.09) ns

Pastizal 46.81 (±12.49) ns 20.86 (±7.80) ns 87.67 (±2.03) ns 1.35 (±0.21) ns

Plantación de Gmelina

arborea

45.98 (±5.60) ns 28.61 (±6.04) ns 84.59 (±3.80) ns 1.18 (±0.12) ns

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras

iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0.05).

4.4. Emisiones de CO2 desde el suelo.

Se detectaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos (F=4.2, p=0.03)

para la variable emisiones de CO2 desde los suelos del Bosque Protector Murocomba, bajo

diferentes usos. Los suelos procedentes del bosque primario liberaron 50.38 mg CO2 en 100

g-1 de suelo seco hora-1, cuyas emisiones son estadísticamente superior a las de los demás

tratamientos.

Se encontraron similitudes estadísticas entre los tratamientos: Bosque secundario, Bosque en

regeneración y Plantación de G. arborea con valores de 43.56, 40.91 y 38.64 mg CO2 en 100

g-1 de suelo seco hora-1, respectivamente.

Los suelos procedentes del Pastizal liberaron 15.91 mg CO2 en 100 g-1 de suelo seco hora-1,

cuyas emisiones son estadísticamente inferiores a las de los demás tratamientos (Tabla 6).

29

Tabla 6. Emisiones de CO2 en mg 100 g-1 de suelo seco hora-1 a nivel de laboratorio, desde

suelos bajo diferentes usos. Bosque Protector Murocomba, Valencia, Ecuador.

Tratamientos mg de CO2 por 100 g-1 de suelo seco hora-1 *

Bosque Primario 50.38 (± 1.25) a

Bosque secundario 43.56 (± 1.30) b

Bosque en regeneración 40.91 (± 1.45) b

Pastizal 15.91 (± 0.90) c

Plantación de Gmelina arborea 38.64 (± 1.50) b

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras

iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0.05).

30

CAPÍTULO V

DISCUSIÓN

31

5. DISCUSIÓN

Respecto a los resultados de Corgánico del suelo (F=14.65; P=0.000), los tratamientos Bosque

primario, Bosque en regeneración y plantación de G. arborea con 19.97, 15.40 y 15.70

(mg/kg), presentaron mayores contenidos de Corgánico probablemente debido a la mayor

cantidad de MO disponible en los suelos y a su progresiva descomposición, a diferencia de

los tratamientos Bosque secundario y Pastizal que presentaron valores de 13.96 y 12.50

mg/kg, que probablemente puede atribuirse a un decremento en la disponibilidad de carbono

y nitrógeno en la MOS, como consecuencia de la acelerada mineralización de la misma y la

lixiviación de nutrientes minerales, procesos que son favorecidos por la destrucción de los

agregados del suelo siendo estos menores debido a que han tenido algún proceso de

intervención, en el caso de los pastizales debido a la actividad del ganado; Por otra parte el

estudio de (Pérez-Ramírez et al., 2013) señala que el tratamiento que presentó mayor

contenido de Corgánico fue el de pino-oyamel, con 300.9 Mg C ha-1 y el rodal que presentó

menor contenido de Corgánico fue el de pino encino con 183.2 Mg ha-1. Esto se puede explicar

por las tasas de descomposición de la materia orgánica, las cuales dependen de la temperatura

y humedad y varían en relación con la altitud y las especies de árboles que dominan sobre los

diferentes grupos de suelos.

La degradación de la materia orgánica del suelo (MOS) es un proceso inherente a todos los

microorganismos heterotróficos por lo cual los tratamientos Bosque primario y secundario

presentaron mayores contenidos de Biomasa Microbiana Edáfica, probablemente debido a

que, en la mayoría de suelos, los microorganismos dominan el componente biológico de los

mismos y responden rápidamente a los cambios del ambiente (Paolini-Gómez, 2017).

Posteriormente los tratamientos regeneración natural y plantación de G. arborea presentaron

intervención antrópica media debido a sus antecedentes como, explotación de recursos o

cambio del uso de suelo y por último el tratamiento pastizal debido a que este no presentó

dominancia arbórea, teniendo los suelos semidesnudos contribuyendo la lixiviación.

En todos los tratamientos predominó la BF por sobre la BB, lo cual se ve reflejada en la

relación BF/BB superior a (1.11). El tratamiento Bosque primario mostró los mayores valores

de BF, BB, y BF/BB con 3.75 mg C-mic g-1 s, 2.27 mg C-mic g-1 s, y 1.65 respectivamente

debido a que la abundancia de bacterias por unidad de materia orgánica fue menos variable

32

que la biomasa de hongos, lo cual afirma el estudio de (Findlay et al., 2002) el cual señala que

las bacterias son un componente más predecible de las comunidades microbianas, por otra

parte, la biomasa microbiana a pesar de conformar una mayor unidad poblacional que la

fúngica, es más diminuta en cuanto a su densidad. En cuanto al suelo procedente del Pastizal

presentó los menores contenidos de BF probablemente debido a que en los pastizales existe

menor aporte de materia orgánica disponible para los suelos en comparación a los bosques.

Los suelos procedentes del bosque primario liberaron emisiones de CO2 de 50.38 mg CO2 en

100 g-1 de suelo seco hora-1, cuyas emisiones son superior a las de los demás tratamientos

probablemente debido a que en un bosque primario existe mayor abundancia de

microorganismos que liberan dióxido de carbono a través de la respiración, en especial las

bacterias que poseen una gran población en cuanto a cantidad de individuos, mientras que los

suelos procedentes del Pastizal liberaron 15.91 mg CO2 en 100 g-1 de suelo seco hora-1, s,

presentando las emisiones más bajas; en contraste con lo descrito por (Quintín et al., 2015)

donde señala que la tendencia de la actividad biológica en función de la liberación de CO2

proveniente de la respiración en todos los cultivos (café, yuca, fríjol, lechuga) oscila entre 40

y 126 µgC-CO2 h m2. De acuerdo con la prueba de promedios de emisiones de CO2, las

parcelas con café y yuca, presentaron los mayores promedios. La disminución en el caso de

fríjol y lechuga en éste muestreo, se debió posiblemente a que la cobertura vegetal disminuyó

el área de exposición al sol, controlando procesos de mineralización y en consecuencia la

actividad biológica del suelo (Gómez et al., 2000).

33

CAPITULO VI

CONCLUSIONES

34

6. CONCLUSIONES

Los tratamientos Bosque primario, Bosque en regeneración y plantación de G. arborea

presentaron mayores contenidos de Corgánico probablemente debido a la mayor cantidad

de MO disponible en los suelos y a su progresiva descomposición, a diferencia de los

tratamientos Bosque secundario y Pastizal siendo estos menores debido a que han sufrido

algún proceso de intervención, en el caso de los pastizales debido a la actividad cotidiana

del ganado.

En cuanto a la Biomasa microbiana edáfica, los tratamientos Bosque primario y secundario

presentaron mayores contenidos, probablemente debido a que, en la mayoría de suelos, los

microorganismos dominan el componente biológico de los mismos y responden

rápidamente a la materia orgánica disponible en los suelos, el menor contenido de BM se

presentó en el tratamiento pastizal.

Las mayores emisiones de CO2 se obtuvieron en los suelos del bosque primario, debido a la

existencia de grandes aportes de litera fina y gruesa producto de la producción primaria neta.

35

CAPITULO VII

RECOMENDACIONES

36

7. RECOMENDACIONES

• Mantener este tipo de investigación a largo plazo (20 años), mediante monitoreos

permanentes con el propósito de determinar cambios espacio temporales en la dinámica

de las pérdidas de carbono, a raíz de los cambios de uso de suelos por actividades

antropogénicas, dentro y fuera del Bosque protector Murocomba.

• Socializar con la comunidad presente en el sitio de estudio y sus alrededores, los

resultados obtenidos para demostrarle que los cambios de uso de suelo provocan

alteraciones en la dinámica del suelo y a sus nutrientes.

37

CAPITULO VIII

BIBLIOGRAFIA

38

8. BIBLIOGRAFÍA

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