emisones

EMISIONES DE CO2 Y CONTENIDOS DE CARBONO DE LA BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO EN EL “BOSQUE PROTECTOR MUROCOMBA”, OCCIDENTE DE LOS ANDES ECUATORIANOS

CO2 EMISSIONS AND CARBON CONTENTS OF THE SOIL MICROBIAL BIOMASS IN “MUROCOMBA PROTECTED FOREST”, WESTERN ECUADORIAN ANDES

Carlos Belezaca Pinargote (1*), Cinthya Morales Escobar (1), Edison Solano Apuntes (1), Alex Solano Apuntes (2), Paola Díaz Navarrete (3).

1 Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Quevedo - Ecuador.

2 Instituto Superior Tecnológico Ciudad de Valencia, Valencia - Ecuador.

3 Universidad Católica de Temuco, Laboratorio de Bioprocesos, Temuco - Chile.

Email: cbelezaca@uteq.edu.ec

https://doi.org/10.33789/talentos.9.1.158

Resumen: Se cuantificaron las emisiones de CO2, contenidos de carbono orgánico (Corgánico), y biomasa microbiana del suelo (BMS), desde suelos con diferentes usos antropogénicos en el “Bosque Protector Murocomba” (BPM). Se estudiaron cinco tratamientos (bosque primario, bosque secundario, barbecho, plantación de Gmelina arbórea, y pastizal). Por tratamiento se colectaron 3 muestras de suelo, y estimó la BMS (fúngica y bacteriana), emisiones de CO2 mediante la técnica de respiración inducida de sustrato usando glucosa como inductor, estreptomicina y cloranfenicol para inhibir poblaciones bacterianas, cicloheximida y captan 80, como inhibidores fúngicos. El CO2 liberado se atrapó en una solución de NaOH (0,1 M) y tituló con HCl (0,1 M). Los contenidos de Corgánico total, biomasa microbiana activa y emisiones de CO2, fueron superiores en el suelo de bosque primario: 20,0 mg kg-1, 6,7 mg C-microbiano g-1 de suelo seco (mg C-mic g-1 ss), y 50,4 mg CO2 100 g-1 s hora-1. En el suelo de pastizal se detectaron los menores contenidos: 12,5 mg kg-1, 2,1 mg C-mic g-1 ss, y 15,9 mg CO2 en 100 g-1 s hora-1, respectivamente. En todos los suelos predominó la biomasa fúngica, por sobre la bacteriana. Estos resultados evidencian que los suelos del BPM son importantes reservas de C orgánico, sin embargo, las intervenciones antropogénicas generan cambios en la dinámica de la microbiota y biogeoquímica de estos bosques naturales ubicados en las estribaciones occidentales de los Andes. Este estudio constituye una línea base que puede ubicar al BPM como un punto control para futuros estudios de biogeoquímica global.

Palabras claves: Bosque premontano, capacidad de resiliencia, respiración inducida de sustrato, secuestro y reservas de carbono.

Abstract: CO2 emissions, organic carbon content (Corganic), and soil microbial biomass (SMB) were quantified from soils with different anthropogenic uses in the “Murocomba Protective Forest” (MPF). Five treatments were studied (primary forest, secondary forest, fallow, Gmelina arborea plantation, and pastureland). By treatment, 3 soil samples were collected, and SMB (fungal and bacterial), CO2 emissions were estimated by the substrate induced respiration technique using glucose as inductor, streptomycin and chloramphenicol to inhibit bacterial populations, cycloheximide and captan 80, as inhibitors fungal. The CO2 released was trapped in a NaOH solution (0.1 M) and titrated with HCl (0.1 M). The contents of total Corganic, active microbial biomass and CO2 emissions were higher in the primary forest soil: 20.0 mg kg-1, 6.7 mg C-microbial g-1 of dry soil (mg C-mic g-1 ds) , and 50.4 mg CO2 100 g-1 s hour-1. In the pastureland soil the lowest contents were detected: 12.5 mg kg-1, 2.1 mg C-mic g-1 ds, and 15.9 mg CO2 in 100 g-1 s hour-1, respectively. In all soils the fungal biomass predominated, over the bacterial one. These results show that the soils of the MPF are important reserves of C organic, however, anthropogenic interventions generate changes in the dynamics of the microbial biomass and biogeochemistry of these natural forests located in the western foothills of the Andes. This study constitutes a baseline that can place the BPM as a control point for future global biogeochemistry studies.

Keywords: Induced substrate respiration, premontane forest, resilience capacity, sequestration and carbon stocks.

INTRODUCCIÓN
Los bosques pre-montanos, también llamados bosques montanos bajos de las estribaciones de la cordillera de Los Andes, poseen grandes cantidades de carbono (C) almacenado, tanto a nivel aéreo como bajo el suelo (Jobbágy & Jackson, 2000, Stockmann et al., 2013). Estos bosques se caracterizan por su biodiversidad y constituyen el 26% de la superficie forestal mundial (CDS, 2008). Los suelos donde evolucionaron tienen su génesis a partir de cenizas volcánicas, con bajas concentraciones de nitrógeno (N), (Huygens et al., 2008), altos contenidos de fosforo (P) total, pero en formas disponibles muy limitadas (Redel et al., 2008, Lambers et al., 2012). Bajo tal escenario de restricciones desarrollaron estrategias funcionales compensatorias, donde la transformación y mineralización de la materia orgánica del suelo (MOS), fijación biológica de N, y ciclaje de nutrientes, entre otros (Pérez et al., 2010), son procesos claves, mediados por la biomasa microbiana del suelo (BMS), (Valenzuela et al., 2001).
La BMS representa solo entre el 1 – 4% del C y entre 2 – 6% del N total del suelo, su presencia juega un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos (Van der Heijden et al., 2008). Sin embargo, a medida que se generan cambios en el uso del suelo por modificación de la cobertura vegetal (actividades antropogénicas), algunos nutrientes pasan a la atmósfera, otros se almacenan en el suelo, permanecen en el sitio como materia muerta, o se exportan por las actividades antropogénicas o procesos naturales (Jangid et al. 2011).
Se conoce que los bosques de las estribaciones occidentales de la cordillera de Los Andes, constituyen puntos control privilegiados para estudios de biogeoquímica global, que permiten responder interrogantes ecológicas, y proyectar potenciales efectos frente a futuros escenarios de perturbación humana y cambio climático global (Huygens et al., 2011). Las actividades antropogénicas implican cambios en el paisaje natural, a raíz de la tala del bosque con propósitos agropecuarios y silvícolas, fragmentándolos formando un verdadero mosaico de coberturas vegetales aisladas y múltiples usos del suelo, diferentes al original. En este sentido, la presente investigación buscó cuantificar el impacto de las presiones/actividades antropegénicas sobre los contenidos de carbono orgánico (Corgánico), biomasa microbiana edáfica y emisiones de CO2, desde suelos de un bosque premontano del occidente de la Cordillera de los Andes.
MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio. La investigación se realizó en el Bosque Protector Murocomba (BPM) y sus alrededores. El BPM está ubicado en un área remota del cantón Valencia, entre los límites de las provincias de Cotopaxi hacia el Norte y Este, y Santo Domingo de Los Tsáchilas por el lado Oeste, a una altura comprendida entre los 350 - 1500 ms.n.m., con dos estaciones climáticas bien marcadas. De acuerdo a Holdridge comprende las zonas de vida “Bosque muy húmedo pre-montano” y “Bosque pluvial pre-montano”. La estación lluviosa aporta con el 85% - 90%, y la seca entre el 10% - 15% de las lluvias. Las precipitaciones varían en función a la altura, con una distribución polinomial de tercer orden que va en aumento. A los 350 ms.n.m., llueve en promedio 2000 mm, pero cuando la cota alcanza los 900 - 1300 ms.n.m. las precipitaciones pueden superar los 4500 mm. La temperatura promedio anual es de carácter modal, con 23°C (marzo – abril) y 18°C (julio – 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).

El procesamiento y análisis de muestras se llevó a cabo en el Laboratorio de Microbiología Ambiental y Vegetal de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), localizado en el Campus Ing. Manuel Haz Álvarez, km 1,5 de la vía Quevedo-Quito.

Tratamientos y establecimiento de parcelas. Se establecieron cinco tratamientos basados en la cobertura vegetal del suelo (usos 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 (Tabla 1).

Tabla 1. Tratamientos basados en la cobertura vegetaldel suelo (usos) en Bosque Protector Murocomba y sus alrededores.

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 arbórea	Alrededores

Fuente: Los autores de la investigación

Recolección de muestras de suelo. En la estación climática lluviosa del año 2018, desde todas las parcelas se colectaron tres muestras (n=3) de suelo a una profundidad comprendida entre 0 – 20 cm, por tratamiento. Las muestras de suelo se trasladaron al laboratorio de Microbiología Ambiental y Vegetal de la UTEQ en cajas aislantes. El suelo fresco (sin secado previo) se tamizó por una malla con apertura de 2 mm, y almacenó a 5° C para su posterior análisis. Paralelamente, las muestras de suelo se sometieron a análisis químicos: pH, carbono orgánico total (Corgánico), nitrógeno total (Nt), relación C/N, fósforo (P), potasio (K), y magnesio (Mg) de acuerdo a la metodología utilizada por (Sadzawka et al., 2006).

Capacidad de campo. Muestras de suelo tamizadas se secaron en estufa durante 72 horas a 60 °C, hasta peso constante. Luego, 100 g de suelo seco por muestra se colocaron en una probeta de 100 mL, se registró el volumen ocupado por la masa de suelo, añadió 5 mL de agua (gota a gota) en el centro y tapó la probeta. Después de 24 horas se registró el volumen de suelo que no se hidrató (Sadzawka et al., 2006). Para el efecto se empleó la ecuación [1] (Silva et al., 2015):

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

Contenido de humedad. Muestras de suelo húmedo de peso conocido, se introdujeron en 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 ecuación [2] (Silva et al., 2015):

Donde:

Ph = Peso de suelo húmedo

Ps = Peso de suelo seco

%H = Porcentaje de humedad

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 [3] (Silva et al., 2015):

Donde:

CC?% = Capacidad de campo por determinarse

%H = Porcentaje de humedad del suelo

Biomasa microbiana activa del suelo (BMA). Se determinó mediante la técnica de respiración inducida por sustrato (RIS), descrita por (Chiu et al., 2006; Ananyeva et al., 2006). 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.

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). De la misma manera 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 de suelo. Para conocer la biomasa fúngica (BF), bacteriana (BB), y residual (BR), en cada uno de los tratamientos de uso de suelo, las muestras por triplicado recibieron la siguiente combinación de antimicrobianos:

Suelo + glucosa (1 mg g-1de suelo).
Suelo + glucosa (1 mg g-1) + estreptomicina (32 mg g-1) + cloranfenicol (32 mg g-1).
Suelo + glucosa (1 mg g-1) + cicloheximida (20 mg g-1) + captan (20 mg g-1).

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).

La BF, BB, y BR se calculó 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 en función a las ecuaciones [4], [5] y [6].

IBB = [(A – C)/A]*100 [4]

IBF = [(A – B)/A]*100 [5]

IBR = [(A – D)/A]*100 [6]

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 [7] y bacteriana [8], se emplearon las siguientes ecuaciones:

100[{(A – B) + (A – D)} / 2]/(A – D) [7]

100[{(A – C) + (B – D)} / 2]/(A – D) [8]

Relación de aditividad de los inhibidores (RAI). Se calculó de acuerdo a Beare et al. (1990), empleando RIS. Se ha establecido que cuando RAI es igual a 1,0, los antimicrobianos no ejercen efecto inhibitorio sobre otros organismos para los cuales no fueron diseñados. Mientras que una relación de aditividad >1,0 indica que los antimicrobianos poseen un efecto inhibitorio sobre otros organismos para los cuales estos no fueron elaborados. Una relación de aditividad <1,0 muestra que estos ejercen un efecto estimulatorio sobre los microorganismos (Beare et al., 1990; Nakamoto & Wakahara, 2004). RAI fue determinada mediante la ecuación [9].

RAI = [(A – B) + (A – C)]/(A – D) [9]

Inhibición total por efecto combinado de los inhibidores (ITC). Esta variable expresa el porcentaje de la biomasa microbiana inhibida por la combinación de los antimicrobianos: antibióticos (estreptomicina + cloranfenicol) y antifúngicos (cicloheximida + captan), (Chiu et al., 2006; Susyan et al., 2011). Se calculó en función de la ecuación [10].

ITC = {(A – D) / (A)}*100 [10]

Emisiones potenciales de CO2 desde el suelo a nivel de laboratorio. Para el efecto, 10 g de suelo a humedad de campo, previamente tamizados se introdujeron en cámaras de vidrio (100 mL de capacidad) 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 destilada estéril necesaria hasta alcanzar 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).

Análisis estadístico. 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 aplicó la prueba LSD (mínima diferencia significativa), con un nivel de significancia del 95% (P<0,05). Para el efecto se empleó el paquete estadístico SYTAT 11 versión para Windows (SYSTAT Inc., 2004).

RESULTADOS

Análisis químicos de suelos. Se detectaron diferencias estadísticas significativas (P < 0,05) en los análisis químicos de suelos (pH, NH4, P, K, Ca, Mg, MO y Corgánico) entre los tratamientos en estudio (usos del suelo). 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 suelos de los demás tratamientos estuvieron en el rango de 5,50 a 6,0, que los ubica en la categoría de “moderadamente ácidos”. En lo referente a cationes, se detectó que las mayores concentraciones de NH4 (F=8,53; P=0,002) disponibles estaban en los tratamientos: suelo de bosque primario, suelo de bosque secundario, y suelo de plantación de G. arborea, con 19,0; 16,5 y 19,5 ppm, siendo superiores y distintos a los demás tratamientos. Para el caso del P (F=11,90; P=0,000), K (F=22,56; P=0,000), Ca (F=44,12; P=0,000) y Mg (F=28,27; P=0,000) los suelos de bosque primario, bosque secundario y bosque en regeneración, presentaron las mayores concentraciones, con valores de 13,0; 10,5 y 9,5 ppm (P); 0,42; 0,51 y 0,29 (meq/100 mL) (K); 10,0; 8,0 y 13,5 (meq/100 mL) (Ca), y 1,6; 1,4 y 1,4 (meq/100 mL) (Mg), respectivamente, siendo significativamente superiores a los suelos de pastizal y plantación de G. arbórea.

Los contenidos de MO (F=14,62; P=0,000) fueron estadísticamente superiores en los suelos de bosque primario, con 3.4%, siendo distinto a los suelos de bosque secundario, bosque en regeneración, plantación de G. arborea y pastizal, que mostraron rangos de 2,7% a 2,15%. Respecto al Corgánico del suelo (F=14,65; P=0,000), los tratamientos que presentaron las mayores concentraciones fueron los suelos de bosque primario, bosque en regeneración y plantación de G. arborea con 20,0; 15,4 y 15,7 (mg/kg), a diferencia de los suelos de bosque secundario y pastizal que presentaron valores de 14,0 y 12,5 mg/kg (Tabla 2).

Tabla 2. Variables químicas analizadas en suelos con diferente cobertura vegetal (usos antropogénicos). Bosque Protector Murocomba, Valencia, Ecuador.

Tratamientos	pH	NH4 (ppm)	P (ppm)	K (meq/100 mL)	Ca (meq/100 mL)	Mg (meq/100mL)	MO (%)	C orgánico
Tratamientos	pH	NH4 (ppm)	P (ppm)	K (meq/100 mL)	Ca (meq/100 mL)	Mg (meq/100mL)	MO (%)	(mg/kg)
Bosque primario (control)	5,6 ± 0,1 b	19,0 ± 2,0 a	13,0 ± 2,0 a	0,42 ± 0,06 a	10 ± 0,0 b	1,6 ± 0,20 a	3,4 ± 0,20 a	20,0 a
Bosque secundario	6,0 ± 0,2 a	16,5 ± 6,5 a	10,5 ± 0,5 ab	0,51 ± 0,10 a	8,0 ± 0,0 c	1,4 ± 0,15 b	2,4 ± 0,10 bc	14,0 bc
Bosque en regeneración (Barbecho)	6,0 ± 0,1 a	8,0 ± 2,0 b	9,5 ± 2,5 b	0,29 ± 0,03 b	13,5 ± 0,5 a	1,4 ± 0,10 ab	2,65 ± 0,15 b	15,4 b
Pastizal	5,3 ± 0,0 c	9,0 ± 1,0 b	6,0 ± 0,0 c	0,18 ± 0,02 c	4,0 ± 0,0 d	0,6 ± 0,00 d	2,15 ± 0,25 c	12,5 c
Plantación de Gmelina arbórea	5,5 ± 0,2 bc	19,5 ± 1,5 a	6,0 ± 1,0 c	0,17 ± 0,01 c	7,0 ± 2,0 c	1,0 ± 0,10 c	2,7 ± 0,30 b	15,7 b

Fuente: Los autores de la investigación

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0,05).

Biomasa microbiana activa y relación biomasa fúngica/biomasa bacteriana. Se detectaron diferencias estadísticas significativas (P < 0,05) entre los suelos con diferente cobertura vegetal (usos antropogénicos), 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) (F=1,15; P=0,000), mientras que para la variable biomasa microbiana residual (BMR) no se encontraron diferencias (F=6,10; P=0,03). Los mayores contenidos de BMA se detectaron en los suelos de bosque primario (control) y bosque secundario, con 6,65 mg C-mic g-1 de suelo seco (mg C-mic g-1 ss), y 5,75 mg C-mic g-1 ss, respectivamente, siendo estadísticamente similares pero superiores a los contenidos encontrados en los suelos de bosque en regeneración, y plantación de G. arborea, con 5,40 mg C-mic g-1 ss, y 5,10 mg C-mic g-1 ss. No obstante, los menores contenidos de BMA se detectaron en el suelo de pastizal, con 2,10 mg C-mic g-1 ss.

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 suelo procedente del bosque primario mostró los mayores valores de BF, BB, y BF/BB con 3,75; 2,27; 1,65 mg C-mic g-1 ss, respectivamente. Mientras en el suelo procedente del pastizal se detectaron contenidos menores. Los valores de BMR encontrados en todos los suelos fueron estadísticamente similares (Tabla 3).

Tabla 3. Contenidos de biomasa microbiana activa (BMA), fúngica (BF), bacteriana (BB), residual (BR) en mg g-1 de suelo seco, y relación biomasa fúngica/biomasa bacteriana (BF/BB) en suelos con diferente cobertura vegetal (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

Fuente: Los autores de la investigación

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0,05).

Efecto inhibitorio de los antimicrobianos. No se detectaron 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 en la relación de aditividad de los inhibidores (RAI), (Tabla 4).

Tabla 4. 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 con diferente cobertura vegetal (usos). 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 (±٠,12) ns

Fuente: Los autores de la investigación

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. ns equivale a no significativo (P < 0,05).

Emisiones de CO2 desde el suelo. Se detectaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos (F=4,2; P=0,03). Los suelos procedentes de bosque primario liberaron 50,38 mg CO2 en 100 g-1 de suelo hora-1 (mg CO2 100 g-1 s hora-1), cuyas emisiones fueron estadísticamente superior a las procedentes desde suelos de bosque secundario, bosque en regeneración y plantación de G. arbórea, con 43,56; 40,91 y 38,64 mg CO2 100 g-1 s hora-1, respectivamente. Mientras que los suelos de pastizal liberaron 15,91 mg CO2 100 g-1 s hora-1, emisiones estadísticamente inferiores a las liberadas desde los suelos con otras coberturas vegetales (Tabla 5).

Tabla 5. Emisiones de CO2 (mg CO2 100 g-1 s hora-1) a nivel de laboratorio, desde suelos con diferente cobertura vegetal (usos). Bosque Protector Murocomba, Valencia, Ecuador.

Tratamientos	mg CO2 100 g-1 s 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 G. arborea	38,64 (± 1,50) b

Fuente: Los autores de la investigación

* Valores corresponden a promedios de tres repeticiones con su respectiva desviación estándar. Letras iguales indican medias estadísticamente similares (P < 0,05).

Discusión

Los mayores contenidos de Corgánico del suelo detectados en los tratamientos con cobertura forestal: bosque primario, bosque secundario, bosque en regeneración y plantación de G. arborea (20,0; 14,0; 15,4 y 15,7 mg/kg, respectivamente), probablemente estarían asociados a la presencia de MOS disponible en los suelos, dada por aportes constantes de litera fina y gruesa, y la progresiva descomposición de los mismos, a diferencia de los suelos de pastizal donde se obtuvieron menores contenidos de Corgánico, atribuible a la disminución en la disponibilidad de C y N en la MOS, como consecuencia de la acelerada mineralización de la misma, cambios en el microclima, volatilización hacia la atmosfera y mecanismos de lixiviación de nutrientes, factores asociados a la actividad ganadera intensiva (Galicia et al., 2016; Céspedes-Flores et al., 2018). Este fenómeno se ha detectado en otros estudios de suelos cubiertos por bosques, donde el reciclaje interno, mecanismos de conservación y retención de nutrientes son eficientes en ecosistemas similares a los suelos cubiertos por bosques, analizados en el presente estudio (Zanabria & Cuellar, 2015; Suárez-Duque et al., 2016), con concentraciones de biomasa microbiana edáfica superiores a aquellos ecosistemas intensamente intervenidos antropogenicamente, como los suelos de pastizales.

En todos los tratamientos predominó la BF por sobre la BB, lo cual se refleja en la relación BF/BB superior a (1,10). El tratamiento bosque primario mostró los mayores valores de BF, BB, y BF/BB con 3,75 mg C-mic g-1 ss, 2,27 mg C-mic g-1 ss, y 1,65, respectivamente, debido que la abundancia de bacterias por unidad de materia orgánica fue menos variable que la biomasa fúngica, lo cual se correlaciona con lo encontrado y reportado por Findlay et al. (2002), quienes indican que las bacterias son un componente muy predecible dentro de la BMS, sin embargo, las poblaciones bacterianas a pesar de poseer más individuos (células) por unidad de peso que la fúngica, son más pequeñas, pero no menos importantes para la biogeoquímica de los ecosistemas. Los bajos contenidos de BF en el suelo de pastizal, obedecería a los bajísimos aportes y disponibilidad de materia orgánica para la BMS, en comparación a los suelos cubiertos con bosques.

Las mayores emisiones de CO2 desde el suelo de bosque primario (50,38 mg CO2 en 100 g-1 ss hora-1), seguramente están asociadas a la intensa actividad de la BMS durante el proceso de biodegradación y mineralización de los suministros de litera fina (hojarasca, ramas finas, flores, frutos, cortezas) y litera gruesa (troncos, ramas gruesas, raíces, tocones de árboles caídos) abundante en este tipo de ecosistemas, frente a un menor aporte de biomasa al suelo por parte de otras coberturas vegetales como los pastizales (15,91 mg CO2 en 100 g-1 ss hora-1), que están asociadas una menor actividad de la BMS por falta de recursos carbonados, tal como lo señala Céspedes-Flores et al. (2018). Las emisiones de CO2 desde los suelos de bosque secundario, bosque en regeneración y plantación de G. arbórea (43,56; 40,91; 38,64 mg CO2 en 100 g-1 ss hora-1, respectivamente) demuestran que sus aportes de materia orgánica y tamaño de la BMS son similares, lo que indicaría que la liberación de CO2 desde este tipo de ecosistemas es sostenida y conserva las reservas de C en el suelo. Por otra parte, el hecho que los suelos cubiertos con bosques, analizados en esta investigación liberen más CO2 que el pastizal, no significa que transformando estos ecosistemas en pastizales evitaría la liberación de C desde el suelo, por el contrario, se liberaría la mayor parte del conservado. Mientras que el ciclaje de carbono en ecosistemas boscosos es muy dinámico, con mayores entradas de C que se inmovilizan por largos periodos de tiempo (tiempo de residencia) en la biomasa vegetal, con una liberación gradual e inferior de CO2 en comparación al fijado por el ecosistema. En este sentido la literatura científica da cuenta que el pool de la BMS y su actividad metabólica, está estrechamente relacionada con los aportes de materiales carbonados, resultados de la producción primaria neta dentro de ecosistemas terrestres (Pardo-Plaza et al., 2019; Rosero et al., 2019), situación que se correlaciona con los resultados obtenidos en esta investigación.

Considerando que la BMS es un indicador biológico sensible para la detección de cambios en la dinámica del carbono, a raíz de perturbaciones antropogénicas en suelos de ecosistemas boscosos, los resultados obtenidos muestran la importancia que tiene la conservación de los bosques de las estribaciones occidentales de los Andes ecuatorianos, como permanentes almacenes de carbono. No obstante, el empleo de la BMS como biosensor de cambios en la dinámica del carbono edáfico tiene sus limitaciones metodológicas (época de evaluación, tipo y tamaño de las muestras de suelo, reactivos a nivel de laboratorio, etc.), mismas que pueden influir en la obtención de resultados inconsistentes y/o confusos en futuros estudios del mismo ecosistema. Por otra parte, se debe resaltar que este tipo de estudios son escasos o nulos para ecosistemas de estribación en los Andes de Ecuador, debido principalmente a que se encuentran ubicados en áreas remotas de difícil acceso.

CONCLUSIONES
Se demostró que los suelos protegidos con coberturas boscosas contribuyen a la conservación del Corgánico almacenado en los suelos del “Bosque Protector Murocomba” en aproximadamente un 40% . Sin embargo, las presiones antropogénicas dirigidas a convertir los bosques en pastizales son la principal causa de pérdidas de C desde los pool del suelo, generando modificaciones en los balances de nutrientes, Corgánico, y BMS. Esta investigación es en el primer reporte del efecto del cambio de uso del suelo por actividades antropogénicas (bosque natural a pastizales) sobre los contenidos de Corgánico, emisiones de CO2 y BMS en suelos de bosques ubicados en las estribaciones occidentales de la cordillera de Los Andes Ecuatorianos, empleando como indicador biológico de dichos cambios a la BMS. Este estudio constituye una línea base para futuros estudios de biogeoquímica local, regional y global.
AGRADECIMIENTOS
Al proyecto de investigación FOCICYT–UTEQ–PFOC–3–1–2016, “Emisiones de CO2 y contenidos de carbono de la biomasa microbiana del suelo en bosque montano de las estribaciones Occidentales de los Andes Ecuatorianos, sometidos a cambios de uso por presiones antropogénicas”.
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