Efecto del encalado y la fertilización con lodos de depuradora urbana sobre la evolución edáfica, productiva y biodiversidad de un sistema silvopastoral desarrollado bajo "Populus X Canadensis" en el noroeste de España

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DEPARTAMENTO DE PRODUCCIÓN VEGETAL Efecto del encalado y la fertilización con lodos de depuradora urbana sobre la evolución edáfica, productiva y biodiversidad de un sistema silvopastoral desarrollado bajo Populus x canadensis en el noroeste de España. Autor: Daniel Kléber Morán Zuloaga Directores: Dra. Maria Rosa Mosquera Losada Dr. Antonio Rigueiro Rodríguez II III Was aus Liebe getan wird, geschieht immer jenseits von Gut und Böse (Todo aquello que se hace por amor va más alla del bien y el mal) Jenseits von Gut und Böse (Aphorismus 153) - Friedrich Nietzsche IV Agradecimientos Un fraternal agradecimiento a los Dres. Rosa Mosquera y Antonio Rigueiro pertenecientes al Departamento de Producción vegetal de la Escuela Politécnica de Lugo de la Universidad Santiago de Compostela por el apoyo brindado durante la realización de mi tesis. Adicionalmente a Divina Vázquez, Teresa Piñeiro, Pablo Fernández, Javier Santiago, Mónica García, Rabiaa Mouhbi, Nuria Domínguez Rocío Cuiña y Dres. Esther Fernández, Silvia Rodríguez por su asistencia en campo, laboratorio y asesora técnica en especial. A Escuela Superior Politécnica del Litoral con su Rector Dr. Moisés Tacle, al Programa para el Desarrollo de la Península de Santa Elena como Reina Ordoñez y Wendy Mieles. Agradezco a Dios por ser quien ha guiado mis pasos para concluir esta tesis. Un agradecimiento especial a Kléber Morán y Mariela Zuloaga por su ayuda incondicional; a mis hermanos Juan Luís y Mariella por complementar mi familia. Un especial reconocimiento a Laura Delia ya que con su júbilo y alegría me iluminan esos días más tristes. A mis amigos como Lupe García, Fabián Reyes, Glecio Machado, Carolina Bueno, David Howlett, Antonio Santos, Christos Paraskevopoulus, Eva Fonfrias, Joana Steuer, Italo Torres, Ricardo Vilar, A los Dres. Andrew Gordon, Juan Ignacio Valdéz, Laskmi Krishnamurthy, David Shaw, Tomas Easdale; y también a quienes ya no están: Luís Zuloaga, Oswaldo Morán, Israel Arellano y Dr. Jalil Chilán. Finalmente, mis más sinceros agradecimientos a la Agencia Española de Cooperación Internacional y Desarrollo AECID y su programa de becas MAE AECID por el financiamiento durante mis tres años de estudio en la Universidad de Santiago de Compostela. Sinceramente Daniel Morán Z I Índice general Índice general.......................................................................................................................I Índice de tablas .................................................................................................................. V Índice de figuras...............................................................................................................VII 1. Sistemas Agroforestales.................................................................................................. 5 1.1. Clasificación ............................................................................................................ 5 1.1.1. Componentes......................................................................................................... 5 1.1.2. Uso predominante del suelo.................................................................................. 6 1.1.3. Ordenación espacial y temporal............................................................................ 7 1.1.4. Zonas agroecológicas............................................................................................ 7 1.1.5. Clasificación socioeconómica............................................................................... 7 1.1.6. Clasificación en base a las funciones de los sistemas agroforestales ................... 7 1.1.6.1. Función productiva ........................................................................................ 8 1.1.6.1.1. Componente arbóreo............................................................................... 9 1.1.6.1.2. Componente Agrícola........................................................................... 11 1.1.6.1.3. Componente animal .............................................................................. 12 1.1.6.2. Función de hábitat........................................................................................ 12 1.1.6.2.1. Biodiversidad........................................................................................ 12 1.1.6.3. Función de regulación.................................................................................. 13 1.1.6.3.1. Conservación del suelo en sistemas agroforestales .............................. 13 1.1.6.3.2. Uso de nutrientes................................................................................... 13 1.1.6.3.3. Secuestro de carbono ............................................................................ 14 1.1.6.3.4. Riesgo de incendio................................................................................ 14 1.1.6.4. Función cultural ........................................................................................... 15 1.1.6.4.1. Perspectivas sociales de los sistemas agroforestales ............................ 15 2. Uso del territorio en Galicia y los sistemas agroforestales........................................... 16 2.1. El componente forestal en Galicia......................................................................... 16 2.1.1. Populus spp......................................................................................................... 17 2.2. El componente herbáceo en Galicia....................................................................... 19 2.3. El componente edáfico en Galicia ......................................................................... 22 2.3.1. Encalado.............................................................................................................. 22 2.3.1.1. Encalado y los nutrientes en el suelo........................................................... 22 2.3.1.2. Encalado y la producción de pasto............................................................... 24 2.3.1.3. Encalado y la biodiversidad......................................................................... 24 2.3.2. La fertilización.................................................................................................... 25 2.3.2.1. La fertilización orgánica con lodo de depuradora urbana............................ 25 2.3.3.1.1. Efecto de la fertilización con lodos de depuradora urbana sobre el pH del suelo ................................................................................................................ 27 2.3.3.1.2. Efecto de la fertilización con lodos de depuradora urbana sobre la capacidad de intercambio catiónico...................................................................... 27 2.3.3.1.3. Efecto de la fertilización con lodos de depuradora urbana sobre los niveles de macronutrientes en el suelo.................................................................. 27 2.3.3.1.4. Efecto de la fertilización con lodos de depuradora urbana sobre los niveles de micronutrientes y metales pesados en el suelo .................................... 28 2.3.3.1.5. La fertilización con lodos y el crecimiento forestal.............................. 30 II 2.3.3.1.6. La fertilización con lodo y la producción de pasto............................... 30 3. Diversidad biológica..................................................................................................... 31 3.1. Pérdida de la biodiversidad.................................................................................... 31 3.1.1. Factores que producen la pérdida de la biodiversidad........................................ 32 3.2. Conservación de la biodiversidad.......................................................................... 32 3.3. Los sistemas silvopastorales y la biodiversidad..................................................... 34 3.4. Medición de la biodiversidad................................................................................. 34 3.4.1. Diversidad alfa.................................................................................................... 35 3.4.2. Diversidad beta ................................................................................................... 36 Material y métodos ........................................................................................................... 39 1. Localización del ensayo................................................................................................ 39 1.1. Geología................................................................................................................. 39 1.2. Estudio edáfico inicial............................................................................................ 40 1.3. Estudio climático ................................................................................................... 41 1.3.1. Índices climáticos................................................................................................ 41 1.3.2. Diagrama ombrotérmico de Gaussen.................................................................. 42 1.3.3. Balance hídrico ................................................................................................... 43 1.3.4. Diagramas bioclimáticos..................................................................................... 45 1.3.5. Clasificación bioclimática de Thornthwaite ....................................................... 46 1.3.6. Clasificación climática de Allué......................................................................... 47 1.3.7. Clasificación climática de Papadakis. Periodo de heladas.................................. 47 1.3.8. Caracterización climática durante los años del ensayo....................................... 47 1.4. Diseño experimental .............................................................................................. 49 2. Toma de muestras en campo......................................................................................... 51 2.1. Suelo ...................................................................................................................... 51 2.2. Arbolado ................................................................................................................ 51 2.2.1. Diámetro y altura ................................................................................................ 51 2.3. Pasto....................................................................................................................... 51 3. Determinaciones en laboratorio.................................................................................... 52 3.1. Suelo ...................................................................................................................... 52 3.1.1. pH agua y KCl .................................................................................................... 52 3.1.2. Materia orgánica y Nitrógeno............................................................................. 52 3.1.3. Fósforo total........................................................................................................ 52 3.1.4. Potasio, Calcio, Magnesio y Sodio totales.......................................................... 53 3.1.5. Microelementos y metales pesados totales ......................................................... 53 3.1.6. Elementos extraídos en BaCl2 de potasio, calcio, magnesio, sodio y aluminio.. 53 3.1.7. Niveles de P, K, Ca, Mg y metales pesados extraídos en Melich 3.................... 53 3.2. Pasto....................................................................................................................... 54 3.2.1. Proteína Bruta ..................................................................................................... 54 3.2.2. Fósforo................................................................................................................ 54 3.2.3. Macronutrientes .................................................................................................. 54 3.2.4. Metales pesados .................................................................................................. 54 3.2.5. Composición botánica específica........................................................................ 55 3.2.6. Biodiversidad alfa de especies vegetales vasculares .......................................... 55 3.2.6.1. Riqueza específica (S).................................................................................. 55 3.2.6.2. Estructura (Índice de abundancia proporcional).......................................... 55 III 3.2.6.3. Índice de Simpson........................................................................................ 56 3.2.6.4. Índice de Shannon-Wienner (Shannon y Weaver, 1949)............................. 56 3.2.7. Biodiversidad beta .............................................................................................. 56 3.2.7.1. Índices de similitud/disimilitud: Índice de Jaccard...................................... 57 3.2.7.2. Índice de reemplazo de especies: Índice de Marrugan (1988)..................... 57 3.2.7.3. Índice de complementariedad ...................................................................... 57 4. Análisis estadístico........................................................................................................ 58 4.1. Suelo ...................................................................................................................... 58 4.2. Arbolado ................................................................................................................ 58 4.3. Producción de pasto............................................................................................... 58 Resultados......................................................................................................................... 61 1. Suelo ............................................................................................................................. 61 1.1. pH........................................................................................................................... 61 1.2. Materia orgánica .................................................................................................... 63 1.3. Nitrógeno total ....................................................................................................... 64 1.4. Fósforo................................................................................................................... 65 1.4.1. Total.................................................................................................................... 65 1.4.2. Mehlich ............................................................................................................... 66 1.5. Capacidad de intercambio catiónico...................................................................... 66 1.6. Bases de cambio (K+, Na+, Ca2+, Mg2+ y Al3+) en BaCl2....................................... 67 1.7. Potasio.................................................................................................................... 69 1.7.1. Total.................................................................................................................... 69 1.7.2. Mehlich ............................................................................................................... 70 1.8. Calcio..................................................................................................................... 71 1.8.1. Total.................................................................................................................... 71 1.8.2. Mehlich ............................................................................................................... 72 1.9. Magnesio................................................................................................................ 72 1.9.1. Total.................................................................................................................... 72 1.9.2. Mehlich ............................................................................................................... 73 1.10. Sodio .................................................................................................................... 74 1.10.1. Total.................................................................................................................. 74 1.11. Aluminio.............................................................................................................. 75 1.11.1. Mehlich ............................................................................................................. 75 1.12. Zinc ...................................................................................................................... 75 1.12.1. Total.................................................................................................................. 75 1.12.2. Mehlich ............................................................................................................. 76 1.13. Cobre.................................................................................................................... 77 1.13.1. Total.................................................................................................................. 77 1.13.2. Mehlich ............................................................................................................. 77 1.14. Cromo .................................................................................................................. 78 1.14.1. Total.................................................................................................................. 78 1.14.2. Mehlich ............................................................................................................. 79 1.15. Níquel................................................................................................................... 79 1.15.1. Total.................................................................................................................. 79 1.15.2. Mehlich ............................................................................................................. 80 1.16. Plomo................................................................................................................... 81 IV 1.16.1. Total.................................................................................................................. 81 1.16.2. Mehlich ............................................................................................................. 81 1.17. Cadmio................................................................................................................. 82 1.17.1. Total.................................................................................................................. 82 1.17.2. Mehlich ............................................................................................................. 82 2. Arbolado ....................................................................................................................... 82 2.1. Altura y diámetro de P x canadensis ..................................................................... 82 2.2. Incrementos en el crecimiento de P x canadensis ................................................. 83 3. Pasto.............................................................................................................................. 84 3.1. Producción anual.................................................................................................... 84 3.2. Biodiversidad de la flora vascular.......................................................................... 91 3.2.1. Descripción de especies...................................................................................... 91 3.2.2. Composición botánica....................................................................................... 104 3.2.3. Diagramas de abundancia ................................................................................. 107 3.2.4. Riqueza de especies .......................................................................................... 112 3.2.5. Índice de Simpson............................................................................................. 113 3.2.6. Índice de Shannon............................................................................................. 114 3.2.7. Índice de Jaccard (J) y Marrugan (β)................................................................ 116 3.2.8. Índice de complementariedad (C)..................................................................... 117 3.3. Calidad del pasto.................................................................................................. 117 3.3.1. Proteína bruta.................................................................................................... 117 3.3.2. Fósforo.............................................................................................................. 121 3.3.3. Potasio............................................................................................................... 123 3.3.4. Calcio................................................................................................................ 125 3.3.5. Magnesio........................................................................................................... 127 3.3.6. Sodio ................................................................................................................. 129 3.3.7. Zinc ................................................................................................................... 131 3.3.8. Cobre................................................................................................................. 133 3.3.9. Cromo ............................................................................................................... 135 3.6.10. Níquel.............................................................................................................. 136 3.3.11. Plomo.............................................................................................................. 137 3.6.12. Cadmio............................................................................................................ 138 Discusión......................................................................................................................... 140 1. Suelo ........................................................................................................................... 141 2. Arbolado ..................................................................................................................... 150 3. Pasto............................................................................................................................ 152 Conclusiones................................................................................................................... 166 Bibliografía ..................................................................................................................... 170 ANEXO 1........................................................................................................................ 202 ANEXO 2........................................................................................................................ 203 ANEXO 4........................................................................................................................ 205 ANEXO 5........................................................................................................................ 206 ANEXO 6........................................................................................................................ 207 ANEXO 7........................................................................................................................ 208 V Índice de tablas Tabla 1.Clasificación de los sistemas agroforestales basándose en: componentes, uso predominante del suelo, ordenación espacial y temporal, agroecológica, socioeconómicos y funciones; ejemplos y su área de aplicación (McAdam et al., 2009). ............................. 6 Tabla 2. Funciones generales, bienes y servicios de los ecosistemas agroforestales (McAdam et al., 2009)........................................................................................................ 8 Tabla 3. Superficie existente y producción de pradera polífita en peso verde obtenidas en el 2006 por las provincias y comunidades autónomas de España. Fuente: (MARM 2007). 20 Tabla 4. Empleo de los lodos de depuradora de aguas residuales (t MS-1 año-1) en agricultura por año en el periodo 1997 al 2005 en España (PNIR, 2006) ........................ 26 Tabla 5. Compendio de los diferentes conceptos de biodiversidad por la operatividad de sus componentes. Fuente: Schöneberger (1993)............................................................... 32 Tabla 6. Análisis inicial del suelo: contenido de materia orgánica (MO), nitrógeno (N) expresados en porcentajes y concentraciones totales de metales pesados como cromo (Cr), cobre (Cu), Manganeso (Mn), hierro (Fe), níquel (Ni), zinc (Zn), cadmio (Cd) y plomo (Pb) expresados en mg kg-1 según la legislación española (RD 1310/1990) y el borrador sobre el empleo de lodos en agricultura de la EEA (European Environment Assessment 2000). ............................................................................................................ 41 Tabla 7. Evapotranspiración potencial de la zona de estudio donde k: constante bioclimática, Tm: temperatura media mensual de los últimos 30 años (oC); precipitación media mensual en los últimos 30 años (mm) ETP: evapotranspiración potencial (mm).. 44 Tabla 8. Balance de la zona de estudio donde. Pm: precipitación media mensual (mm); ETP evapotranspiración potencial (mm); D disponibilidad hídrica (mm) suponiendo una capacidad de retención del suelo de 100 mm; s: sobrante hídrico (mm); d: déficit hídrico (mm).................................................................................................................................. 44 Tabla 9. Coeficiente de pluviosidad (Cp) e intensidades bioclimáticas (ubc), Potencial (IBP), fría (IBF) y real (IBR) mensuales y anuales para la zona de estudio..................... 45 Tabla 10. Valores correspondientes a pH en agua, porcentaje de materia seca, concentración total de N, P, K, Na, Ca, Mg, Fe y de metales pesados (Cr, Cu, Mn, Ni, Cd, Zn) de los lodos usados para la fertilización orgánica en el ensayo.. Legislación: RD 1310/90 ............................................................................................................................. 50 Tabla 11. Número de familias presentes en los años 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 y 2007................................................................................................................................... 92 Tabla 12. Descripción botánica de las especies encontradas en un sistema silvopastoral con Populus x canadensis en una pradera mixta desde el 2002 al 2005; en la cual cod es código usado; clase es D: Dicotiledóneas y M: Monocotiledóneas; y donde ciclo es A: anual, B: bianual y P: perenne; y tratamiento con el superíndice 1: Cal y No fertilización, 2: Cal con Fertilización Baja, 3: Cal con Fertilización Alta, 4: No Cal y No Fertilización, 5: No Cal y Fertilización Baja, 6: No Cal y Fertilización Alta.............................................. 94 Tabla 13. Descripción botánica de las especies encontradas en un sistema silvopastoral con Populus x canadensis en una pradera mixta en el 2006 y 2007 (posición del arbolado, lejos y cerca); en la cual cod es código usado; clase es D: Dicotiledóneas y M: Monocotiledóneas; y donde ciclo es A: anual, B: bianual y P: perenne; y tratamiento con XII St: Stellaria media L; Tr: Trifolium repens L; y donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año............................................................ 106 Figura 56. Diagramas de abundancia e los años 2002, 2003, 2004 y 2005 en un sistema silvopastoral.................................................................................................................... 110 Figura 57. Diagramas de abundancia e los años 2006 y 2007 (lejos y cerca del arbolado) en un sistema silvopastoral ............................................................................................. 111 Figura 58. Medias de la riqueza de especies en 2002, 2003, 2004, 2005; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año......................... 112 Figura 59. Medias de la riqueza de especies en 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año......................... 113 Figura 60. Índice de Simpson en los años 2002, 2003, 2004, 2005; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año......................... 113 Figura 61. Medias del índice de Simpson en los años 2006 y 2007 y el efecto del arbolado (lejos, cerca); donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 114 Figura 62. Medias del índice de Shannon en los años 2002, 2003, 2004, 2005; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año........ 115 Figura 63. Medias del índice de Shannon en los años 2006 y 2007 y el efecto del arbolado (lejos, cerca); donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 115 Figura 64. Medias de proteína de pasto estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 118 Figura 65. Medias de la proteína de pasto estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año........................................................................................... 120 Figura 66. Medias de P estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg XIII N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 121 Figura 67. Medias de P estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 122 Figura 68. Medias de K estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 123 Figura 69. Medias de K estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 124 Figura 70. Medias de Ca estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 125 Figura 71. Medias de Ca estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 126 Figura 72. Medias de Mg estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 127 Figura 73. Medias de Mg estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 128 Figura 74. Medias de Na estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 129 Figura 75. Medias de Na estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no XIV encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año...................................................................................................................... 130 Figura 76. Medias del contenido de Zn foliar del pasto estacional (verano, otoño) en los años 2002, 2003, 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año................................................................................................. 131 Figura 77. Medias del contenido de Zn foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año............................................................ 132 Figura 78. Medias de la concentración de Cu foliar del pasto estacional en verano y otoño de los años 2002, 2003, 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año........................................................................................... 133 Figura 79. Medias del contenido de Cu foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año............................................................ 134 Figura 80. Medias del contenido de Cr foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año............................................................ 135 Figura 81. Medias del contenido de Ni foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año............................................................ 136 Figura 82. Medias del contenido de Pb foliar del pasto estacional (verano, otoño) en los años 2002, 2003, 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año................................................................................................. 137 Figura 83. Medias del contenido de Pb foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año............................................................ 139 1 JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS 2 Justificación La perspectiva más reciente de la Unión Europea sobre la realización de ‘buenas practicas agrícolas que promuevan el cuidado ambiental’ (McAdam et al., 2009) ha modificado el manejo del territorio a escala Europea que previamente tenía un enfoque exclusivamente productivista (Lawson et al., 2005). Esto ha resaltado el papel de los sistemas agroforestales como forma de gestión sostenible del territorio, cuya promoción es patente en el continente europeo en el último documento de desarrollo rural de la UE (Council Regulation EC 2005). Los sistemas agroforestales permiten incrementar la producción por unidad territorial al potenciar el uso de los recursos disponibles, a la vez que permiten la obtención múltiple de productos (forestal, agrícola y animal), y mejorar el medio ambiente. Los principales beneficios medioambientales derivan de la mejora del uso de los nutrientes y la potenciación de su reciclaje, incremento de la biodiversidad y del secuestro de carbono (Cuthbertson y McAdam 1996; Sinclair 1999a; Durán-Zuozo et al., 2008; McAdam y McEvoy 2009; Rigueiro et al., 2009a). En Galicia este tipo de sistemas permiten obtener productos del terreno forestal además de reducir el riesgo de incendios (Rigueiro et al., 2009c), aspectos muy importantes en esta región en la que más del 60% es terreno forestal y en la que los costes de extinción de incendios suponen cerca del 2% del presupuesto de esta comunidad autónoma. Por otra parte, la importancia de la producción ganadera en la región, hace aconsejable el empleo de sistemas silvopastorales, como forma de incrementar la productividad del territorio, el bienestar animal y disminuir la carga ganadera. Populus x canadensis Dode Guinier es una especie frondosa de crecimiento rápido con un gran potencial de uso en sistemas agroforestales (Sibbald 1996; Guevara-Escobar et al., 2002; Rigueiro-Rodríguez et al., 2008a; McAdam et al., 2009) que no ha sido evaluada previamente en la región como componente del sistema silvopastoral. Una vez establecido una sistema silvopastoral después de la toma de decisiones relativa a la especie forestal, su distribución y densidad, la forma de mejorar la productividad del mismo es a través de un suministro adecuado de nutrientes que se alcanza a través de prácticas como la fertilización y el encalado, de gran importancia en Galicia que posee suelos con elevados niveles de acidez, baja fertilidad y exceso de aluminio (Mombiela y Mateo 1984; López-Mosquera 1995). La fertilización puede aplicarse con abonos inorgánicos y orgánicos, destacando los lodos de depuradora urbana como fuente de nutrientes debido al incremento de la producción de este residuo en los últimos años, y que está regulado por la Directiva 86/278/CEE (European Commision, 1986). Si bien el empleo de lodos de depuradora urbana en agricultura se potencia por la Unión Europea y el gobierno español ya que es una forma de valorizar este residuo, su uso presenta un inconveniente importante derivado de la mayor concentración en metales pesados de este residuo que el suelo. Por ello, la fertilización con lodo de depuradora urbana está regulada por la Directiva 91/271/CEE (DOCE 1991) traspuesta en la legislación española en el RD 1310/90, y existen unos niveles de metales pesados en el lodo y suelo que no deben sobrepasarse para que se permite el uso 3 agrícola de estos lodos. Estas normativas son especialmente estrictas en el caso de los suelos ácidos ya que la biodisponibilidad de metales pesados se incrementa a pH bajos. Objetivo El objetivo de esta tesis es evaluar el efecto del aporte de lodos de depuradora urbana y encalado en un sistema silvopastoral establecido con Populus x canadensis sobre el suelo, la producción del pasto, el crecimiento del arbolado, la biodiversidad y la calidad del pasto. 4 INTRODUCCIÓN 5 1. Sistemas Agroforestales El concepto de los sistemas agroforestales ha sido descrito por varios autores como Young (1990), quién lo define como ‘la colección de todas las técnicas de uso de la tierra en las cuales componentes leñosos (árboles, arbustos, etc.) crecen en asociación con especies herbáceas (cultivos, pastos) y/o ganado en un diseño espacial, en rotación o sin ésta; que proporcionan beneficios tanto económicos como sostenibles de los componentes forestal y no leñoso en estos sistemas’. Por otra parte, Sommariba (1992) considera a los sistemas agroforestales como cultivos múltiples que cumplen condiciones de interacción biológica de al menos dos especies de las cuales una es un componente leñoso perenne y la otra debe ser gestionada para la producción de forraje o cultivos anuales o perennes. Posteriormente, Nair (1993) describe a los sistemas agroforestales como ‘la integración deliberada de árboles con cultivos agrícolas y/o ganado, que puede ser simultánea o secuencial, todos ellos en la misma unidad del territorio”. Finalmente, los sistemas agroforestales también se pueden definir como formas sustentables de manejo del territorio que integran los componentes agrícola y forestal simultáneamente en una misma área (Mosquera-Losada et al., 2009b). Los sistemas agroforestales se pueden clasificar (Tabla 1) teniendo en cuenta (i) sus componentes, (ii) el tipo de uso del suelo, (iii) la ordenación espacial y temporal, (iv) las zonas agroecológicas, (v) aspectos sociológicos y (vi) las funciones de los mismos (McAdam et al., 2009). 1.1. Clasificación 1.1.1. Componentes A escala de explotación se pueden clasificar los sistemas agroforestales en función de la relación de sus tres componentes: el árbol, el cultivo y animal (Sinclair 1999a). La combinación de ellos nos proporciona tres tipos de explotaciones: silvoarables (cultivo y árbol), silvopastorales (cultivo, forraje y animal) e incluso explotaciones agrosilvopastorales que combinan el uso del territorio silvopastoral con el cultivo de especies anuales. En este último caso la separación de la zona de pasto y la del cultivo agrícola se puede observar a escala temporal y espacial. Los tres componentes (árbol, animal y cultivo) interactúan entre sí creando un alto grado de complejidad y heterogeneidad ambiental (Palma et al., 2006). Si los sistemas agroforestales son correctamente manejados se hace necesario optimizar los recursos para aumentar la eficiencia del sistema (McAdam et al., 2009). 6 Tabla 1.Clasificación de los sistemas agroforestales basándose en: componentes, uso predominante del suelo, ordenación espacial y temporal, agroecológica, socioeconómicos y funciones; ejemplos y su área de aplicación (McAdam et al., 2009). Método de clasificación Ejemplo por categoría Mayor área de aplicación Componentes Agrosilvicultura: cultivos y árboles de la cuál los silvoarables comprenden cultivos arables con árboles Silvopastorales: árboles/animales y árboles Agrosilvopastorales: pasto/animales cultivos y árboles Otros: árboles multipropósito, apicultura con árboles, acuacultura con árboles Uso predominante del suelo Fundamentalmente agrícola Fundamentalmente bosque Administración Ordenación espacial y temporal Espacial Mezcla densa (huertos caseros) Mezcla poco densa (la mayoría de los árboles en pastura) Cultivos en franjas (la mayoría de los cultivos con maquinaria agrícola) Setos vivos (árboles rodeando parcelas) Temporal Simultáneo o separado Particularmente en investigación de campo y plantas para la optimización de las interacciones Agroecológicos Húmedo Árido Montañoso Tropical Subtropical Planificación del uso del suelo Socioeconómico Comercial Intermedio Subsistencia Análisis socioeconómico del potencial agroforestal Función Función productiva Alimento, forraje, biocombustible, madera y otros productos Función de hábitat Biodiversidad Función de regulación Árboles rompevientos, sombra, conservación de agua y suelo Función cultural Recreo y paisaje Proyectos de desarrollo y explotación agroforestal 1.1.2. Uso predominante del suelo Existe otro criterio para clasificar los sistemas agroforestales que es el uso predominante del suelo y que va en consonancia con el tipo de prácticas que se empleen. El uso del territorio puede ser predominantemente forestal con uso agrícola o, por el contrario, sistemas agrícolas con árboles (Sinclair 1999b). De esta manera un sistema silvopastoral puede establecerse incorporando árboles a pastos ya establecidos, o mediante la reducción de la densidad forestal y la creación de áreas abiertas en plantaciones forestales para establecer pastos. Este último ejemplo, está desapareciendo en Europa 7 debido a la presión demográfica por lo que existen muy pocos ejemplos, como los que se encuentran en las montañas del Jura en Suiza (Gillet y Garlandat 1996). La complementariedad de los componentes de los sistemas agroforestales promueve la diversificación de productos, lo que permite la obtención de beneficios a corto, medio y largo plazo e incrementa la productividad del suelo. Esta complementariedad y diversificación de productos se basa en el empleo de diferentes recursos por parte de cada componente, especialmente en lo que se refiere a la luz, agua (Graves et al., 2007) y nutrientes (Nwaigbo et al., 1995). El beneficio económico de los sistemas silvopastorales ha sido demostrado por Crabtree et al., (1997), McAdam et al., (1999a), Thomas y Willis (2000), Etienne (2005), Fernández-Nuñez et al., (2007) y Graves et at., (2007). 1.1.3. Ordenación espacial y temporal La distribución espacial del arbolado en un sistema agroforestal puede ser mixto o regular (denso o espaciado) o zonificado (líneas de separación dentro de los cultivos o en su contorno). Un ejemplo de árboles distribuidos mediante espaciamiento regular en Europa son las dehesas en Portugal y España, o las zonas verdes urbanas en el Reino Unido (McAdam et al., 2009). Ejemplos de distribución u ordenación temporal son los sistemas silvoarables como prévergers, o los sistemas agrícolas con Populus spp y cultivos anuales o perennes en los primeros años de desarrollo del árbol (McAdam et al., 2009). 1.1.4. Zonas agroecológicas Los sistemas agroforestales también pueden ser clasificados de acuerdo a la zona agroecológica en la que se desarrolla, así tenemos los sistemas tropicales y subtropicales; o también pueden ser húmedos, secos o de montaña (Nair 1985; Young 1997). 1.1.5. Clasificación socioeconómica Desde un punto de vista socioeconómico los sistemas agroforestales pueden clasificarse con base al grado de producción, sus ingresos o la intensificación de manejo. La clasificación socioeconómica suele estar relacionada con el área agroecológica (McAdam et al., 2009). Los sistemas agroforestales con especies de Quercus en la dehesa española o montados en Portugal son conocidos por su importancia cultural y ecológica (McAdam et al., 2009), están protegidos por políticas nacionales y europeas, y hay varias iniciativas de la Unión Europea que buscan promover programas sociales y ambientales (Shakesby et al., 2002; Pereira y Pires da Fonseca 2003; Gaspar et al., 2007; Pleininger 2007). 1.1.6. Clasificación en base a las funciones de los sistemas agroforestales Esta clasificación se basa en el tipo de función predominante del sistema agroforestal. McAdam et al., (2009) describe cuatro funciones primarias de los ecosistemas como producción, 14 que el exceso de los fertilizantes se deposita en los principales recursos acuíferos produciendo eutrofización. Según Rigueiro-Rodríguez et al. (2009a) el excesivo uso de herbicidas está relacionado con las prácticas de monocultivos que facilitan la dispersión y propagación de plagas. La eutrofización se origina por el excesivo uso de fertilizantes a base de nitrógeno y fósforo. La contaminación por fertilizantes con nitrógeno es mucho más severa por la complejidad de su ciclo (Whitehead 1995). De acuerdo con Rigueiro-Rodríguez et al. (2009a), el uso eficiente del nitrógeno (expresado por la relación entre el nitrógeno depositado y el consumido por el cultivo) depende de las dosis de nitrógeno aplicada, este se ve reducido si la dosis de nitrógeno aumenta. Por ejemplo, si se usa una dosis de 60 kg N ha-1, la producción de pasto esperada será de 41 kg MS ha-1, al ser comparadas con un testigo no fertilizado; sin embargo si duplicamos la dosis a 120 kg de N ha-1, la producción se ve reducida a 16 kg MS ha-1, esto demuestra que mientras más alta sea la dosis, mayores serán las pérdidas de nitrógeno. Los árboles en los sistemas agroforestales son capaces, debido a la mayor profundidad de sus raíces, de reintroducir en el sistema el nitrógeno y el fósforo que se lava evitando que se contaminen las aguas (Grime et al. 1992; Lehmann et al. 1999; Nair y Kalmbacher, 2005, Nair et al. 2007). 1.1.6.3.3. Secuestro de carbono Los crecientes niveles de carbono en la atmósfera son un grave problema ambiental ampliamente descrito y que se pretende solventar con la implementación del protocolo de Kyoto (articulo 3.3) (UNFCCC 1998). La importancia de los programas de reforestación basados en la reducción de carbono se debe a la alta capacidad de los árboles de absorber CO2 de la atmósfera e incorporarlo en sus tejidos por largos periodos de tiempo. De acuerdo con estudios realizados por Fernández-Núñez (2007) el secuestro del carbono en el suelo es mayor en especies forestales frondosas que en coníferas. Otros factores que influyen en la capacidad de secuestro de carbono de un sistema silvopastoral son su cobertura y la densidad de plantación que pueden modificar la capacidad de secuestro de carbono del mismo. 1.1.6.3.4. Riesgo de incendio Según la FAO (2005b) alrededor de 9000 millones de toneladas de biomasa vegetal se pierde a causa de los incendios forestales a nivel mundial. Los incendios son un importante problema en aquellas partes de Europa donde existen veranos secos debido a los importantes efectos negativos que generan sobre el medio ambiente (erosión, volatilización, pérdida de biodiversidad) Los sistemas silvopastorales son una herramienta de manejo adecuada en la prevención de incendios y disminución de su riesgo, ya que el consumo del sotobosque por parte del animal 15 disminuye la biomasa vegetal, combustible que arde en los incendios (Rigueiro Rodríguez et al. 2009c). 1.1.6.4. Función cultural El servicio potencial que otorgan los sistemas agroforestales incluye el mantenimiento de la cultura, creación de oportunidades de recreo y mejora del paisaje. El apartado de conservación, sus beneficios, recreo y servicios ambientales están contemplados en la política de subsidios de la Unión Europea (McAdam 2005). Sin embargo, se precisa más investigación para valorar realmente estos beneficios (McAdam et al. 2009). Desde el punto de vista cultural y de tradición, los sistemas agroforestales son importantes en diferentes áreas de Europa, como sistemas que preservan el manejo sostenible (Isted 2005) y promueven las funciones de recreo como la visión de las aves en el Reino Unido (McAdam et al. 2009) o las actividades de caza en Italia (Pardini 2009). Un ejemplo de este aspecto son las dehesas debido a que mejoran el paisaje, además de que poseen un valor histórico y cultural muy significativo (McAdam et al. 2009). Las zonas con sistemas silvopastorales pueden ser empleadas para aumentar los beneficios económicos de las explotaciones al promover el ecoturismo (Pardini et al. 2002a, 2002b; Pardini 2005; 2009). 1.1.6.4.1. Perspectivas sociales de los sistemas agroforestales Los beneficios sociales de los sistemas agroforestales para los productores están basados en la mejora de la productividad y de los beneficios ambientales de los mismos en comparación con las agrícolas. La diversidad de sus cultivos (champiñones, lana, carne, medicina, etc.) incluyen mayores posibilidades de ingreso a los propietarios de las áreas forestales. En caso contrario, éstos no obtienen productos hasta que el árbol alcance cierto tamaño y se realicen las claras o en la corta final en áreas exclusivamente forestales (Rigueiro-Rodríguez et al. 2009a), por lo que los sistemas agroforestales incrementan la tasa de retorno económico de las inversiones forestales. La productividad de un sistema agroforestal se ve positivamente influenciada cuando la asociación árbol-cultivo es la adecuada en tiempo y espacio. Los árboles pueden beneficiar a los cultivos que se desarrollan en su entorno, promoviendo en el caso de los sistemas silvopastorales la producción de productos de origen animal a bajo coste y de alta calidad (Rigueiro-Rodríguez et al. 2009a). Desde una amplia perspectiva social, las prácticas agroforestales permiten un amplio disfrute de las áreas rurales para el público en general, por que incrementa, mejora y ayuda a preservar prácticas tradicionales y culturales. A su vez puede ayudar a mejorar la productividad en la agricultura y si se asocia con turismo rural puede vincularse con la producción de productos ecológicos de alta calidad con denominación de origen (Rigueiro-Rodríguez et al. 2009a). 16 La implementación de sistemas agroforestales puede ayudar a las autoridades administrativas a solucionar problemas como la preservación del suelo y la biodiversidad, el secuestro de carbono, la disminución del riesgo de incendios y la mejora de la calidad del agua (Rigueiro-Rodríguez et al. 2009a y c). 2. Uso del territorio en Galicia y los sistemas agroforestales Según datos del MARM (Ministerio de Medio Ambiente Rural y Marino 2007), la superficie de la comunidad autónoma de Galicia es de alrededor de tres millones de hectáreas, que representan el 6% del territorio nacional (Figura 1). El 60% del territorio gallego se clasifica como terreno forestal, siendo el 48% terreno forestal arbolado, es decir 1425000 has. Alrededor del 25% de la superficie agraria está ocupada por prados y cultivos, fundamentalmente forrajeros. Sin embargo, la renta final agraria gallega está fundamentalmente basada en la producción ganadera (Mosquera et al. 1992). Galicia 14% 15% 60% 11% Tierras de cultivo Prados y pastizales Terreno forestal Otras superficies Figura 1. Uso del suelo en Galicia. Fuente: MARM 2007. 2.1. El componente forestal en Galicia Entre las principales especies existentes en Galicia destacan Pinus pinaster Aiton (390000 has), Quercus robur L (195000 has), Eucalyptus globulus Labill (178000 has), masas mixtas entre Pinus pinaster Aiton y Eucalyptus globulus Labill (159000 has), y Quercus pyrenaica L (101000 has) que representan todas ellas el 70% de la superficie forestal gallega. De manera general, el pino gallego y el eucalipto conforman el 55% de los pies adultos y representan el 64% de las masas forestales de Galicia IFN (Inventario Nacional Forestal 2002). En Galicia se produce la mitad de la madera de toda España (Figura 2), ascendiendo las cortas realizadas en el monte en el año 2006 a 6,8 millones de m3 de madera (Xunta de Galicia 2007). 17 Comparación entre Galicia y España para el sector de la madera 33% 8% 35% 43% 50% 67% 50% 57% 65% 92% 0255075100 Producción de madera para rollo Producción de madera de sierra Producción de tableros Producción de pasta de papel Fabricación de muebles Galicia España % % % % % Figura 2. Destino de producción maderera en Galicia con respecto a España Fuente: Informe de los resultados de la industria forestal en Galicia 2006 CMA (Xunta de Galicia, 2007). Cerca del 50% de la producción de madera en rollo nacional se produce en Galicia, en tanto que las otras categorías de madera como la de sierra, tableros, pasta de papel están alrededor del 43% y 33%, lo cual es destacable al referirnos tan solo a una región que supone superficialmente el 6% de todo el territorio español. Sin embargo, la producción de muebles dista mucho de ser importante, ya que solamente representa el 8% de la producción de todo el territorio español. El cultivo de frondosas como Populus spp, tiene mucha relevancia en las riberas de los ríos de Castilla y León o Cataluña. Sin embargo, en regiones atlánticas como Galicia la plantación con especies como Populus x canadensis Dode Guinier son en general raras y usualmente ligadas a las reforestaciones en praderas (Álvarez-Álvarez et al. 2000; Rigueiro-Rodríguez et al. 2008a). 2.1.1. Populus spp Las especies del genero Populus spp están ampliamente distribuidas en América y Europa. Se caracterizan por poseer un tronco único, ser deciduas (algunas perennes) y poseer una amplia diversidad de clones reproducidos por brotes de cepa, de raíz, por estaquilla o esquejes, acodo, por injerto y por cultivo in vitro. Las especies de este género son muy conocidas por ser de crecimiento rápido y adaptarse a condiciones ecológicas de alta humedad, y que se desarrollan bastante bien a pHs comprendidos entre 6 y 7 y que suelen asociarse a las especies del género Salix spp (Montoya 1993; Eckenwalder 1996). De este género destacan beneficios como son la protección de los suelos y la depuración de los recursos hídricos. En los últimos años, es una especie que junto a las del género Salix spp, pueden ser empleadas en rotaciones de tres a cinco años para producir biocombustibles (Tharakan et al. 2003, Arévalo et al. 2007). 18 El cultivo de Populus spp, está muy distribuido en América del Norte, empleándose este género en barreras vivas y cortinas rompevientos en áreas agrícolas (Thevathasan y Gordon 1997, Sinclair 1999a, Guevara-Escobar et al. 2002, Thevathasan y Gordon 2004). Así, en Canadá, dependiendo de las condiciones de clima, suelo, y agentes externos sus producciones fluctúan entre 9 a 35 m3 ha-1 año-1 entre híbridos y especies endémicas y dependiendo de la calidad de estación NAFC (North America Forest Commision 2002). Igualmente, el género Populus spp tiene una larga tradición de cultivo en Europa, muy popular en países como España, Francia e Italia. En el siglo XX surgió un gran interés por las especies del género Populus, debido a la necesidad de suplir la demanda comercial de madera, específicamente para su empleo en la industria del papel (Zsuffa et al. 1996). El cultivo de las plantaciones de Populus spp a pesar de no ser tradicional, se ha incrementado de manera importante en los últimos años. Por ejemplo, en España, se prefieren clones con claros propósitos productivos y adaptados a medios específicos, lo que ocasiona el uso de plantas con poca variabilidad genética a causa del escaso número de clones empleados (Padro 1992). Según afirma la FAO (2000), la producción media de esta especie en Francia e Italia está comprendida entre 8 y 25 m3 ha-1 año-1 aunque también menciona que en plantaciones con diversas variedades de Populus spp han logrado obtener producciones superiores a 40 m3 ha-1 año-1. Las plantaciones de Populus spp más importantes en España se encuentran a lo largo de la cuenca del río Ebro, que está dominada por especies monoclonales fundamentalmente Populus x canadensis. De acuerdo con Garnica (2001) se sabe que sólo en la región de La Rioja existen 5089 has de esta especie, de las que el 85% (4330 has) son de propiedad privada. Así, Populus x canadensis es un híbrido de alta demanda debido a su producción precoz y adaptabilidad a diferentes condiciones climáticas, pero también posee ciertas desventajas; por ejemplo el clon I-214 suele ser exigente en las costosas podas de formación, que se realizan con el fin de lograr un fuste recto. Además, son sensibles al ataque del hongo Marssonina brunnea, que afecta comúnmente a las plantaciones del noreste español (Montoya 1993). Las plantaciones de Populus spp, son muy exigentes en la fertilidad del suelo y humedad edáfica. Por otro lado, si la acidez es moderada y los suelos tienen cierta fertilidad se recomienda usar clones americanos (Populus nigra x Populus deltoides) como I-214 y I 45-51 (Álvarez-Álvarez et al. 2000). La densidad de plantación de las choperas varía, por lo general, entre 277 árboles por hectárea (correspondiente a un marco de plantación de 6x6 m) y 400 árboles por hectárea (marco de 5x5 m) con un crecimiento medio de 18 m3 ha-1 y 35 m3 ha-1 anuales, respectivamente (Montoya 1993). 19 Crecimiento P. x euroamericana I-214 (Calidad II) 0 5 10 15 20 25 30 35 1471013 Años m 3 ha -1 Crecimiento año Crecimiento medio Figura 3. Evolución a lo largo del tiempo del crecimiento anual y el crecimiento medio de Populus x canadensis Dode Guinier. Fuente: Montoya (1993). En la Figura 3 de describe el crecimiento de los árboles de Populus x canadensis, para la variedad I-214 en densidad 6x6 m. El óptimo de la producción de Populus x canadensis en m3 ha-1 año-1 se da cuando la curva de crecimiento anual coincide con la curva de crecimiento, es decir a los 12 años aproximadamente. Se puede ver que la curva de crecimiento medio es más plana en su parte más alta (Figura 3), lo que indica que, probablemente si incrementásemos la densidad, la fecha de la corta final se debería post-poner ya que tendríamos un con menor valor de la madera en comparación con las densidades de plantación reducidas, lo que se explica por los menores diámetros alcanzados con densidades altas debido a la competencia por los nutrientes y la luz (Montoya 1993). 2.2. El componente herbáceo en Galicia Galicia es una región fundamentalmente ganadera, en ella se produce cerca del 31% de la leche de toda España. El sistema de producción está fundamentalmente basado en los pastos, que junto a los forrajes ocupan cerca del 25% del territorio gallego. Esto explica la mayor superficie y producción de pradera polífita en Galicia en comparación con las otras comunidades autónomas españolas (Tabla 3). Se puede definir pasto como cualquier recurso vegetal que sirve de alimento al ganado, bien en pastoreo o bien como forraje. SEEP (Sociedad Española del Estudio del Pasto 2009). 20 Tabla 3. Superficie existente y producción de pradera polífita en peso verde obtenidas en el 2006 por las provincias y comunidades autónomas de España. Fuente: (MARM 2007). Superficie Praderas polífitas (ha) (t) Andalucía 87377 1479 Aragón 170013 45788 Baleares 28442 C. Valenciana 3293 Canarias 4135 Cantabria 9443 Castilla La Mancha 66234 3208 Castilla León 132171 13319 Cataluña 109142 185047 Extremadura 73517 420000 Galicia 226065 5991001 La Rioja 2500 1806 Madrid 4248 13311 Navarra 19207 241641 P de Asturias 25345 297960 País Vasco 9120 237075 R de Murcia 923 La pradera polífita es aquella que contiene dos o más especies en las cuales se incluye la mezcla de gramíneas y leguminosas (San Miguel 2001). Los pastos naturales en Galicia están compuestos por Agrostis capillaris L, Agrostis castellana Boiss et Reut, Agrostis stolonifera L, Alopercurus pratensis L, Anthoxanthum odoratum L, Bromus mollis L, Lolium perenne L, Phleum pratense L, Poa pratensis L, Lotus uliginosus Schkuhr, Trifolium pratense L, Trifolium repens L, Plantago lanceolada L, Ranunculus repens L, Thrincia hirta Roth, Mentha rotundifolia L, Rumex obtusifolius L, Rumex acetosa L, Circium palustre L, Cardamine pratensis L, Cyperus longus L, Sonchus oleraceus L, Bellis annua L, Bellis perennis L, Achillea millenifolium L Prunella vulgaris L, Juncus conglomeratus L, Juncus effusus L, Oenanthe crocata L. De todas estas especies las que mejor se comportan desde una perspectiva productiva son Lolium perenne L, Trifolium repens L, y Dactylis glomerata L (Víeitez y Víeitez 1955; Moreno 1983; Mosquera-Losada et al. 1999). Las especies más comunes encontradas en las praderas polifítas son Lolium perenne L, Lolium multiflorum Lam, Dactylis glomerata L, Medicago sativa L y Trifolium repens L, entre otras especies (Rigueiro-Rodríguez et al. 1998a; Mosquera-Losada et al. 1999, 2006b, 2009d). La superficie de los cultivos forrajeros (Figura 4) considerados en Galicia en el 2006 en total en secano y regadío (MARN 2007) incluyen gramíneas 56987 has (25.21%), leguminosas 100 has (0.04%), raíces y tubérculos 1874 has (0.83%), praderas polífitas 160734 has (71.1%) y forrajeras varias 63.70 has (2,82%). 21 Galicia 25,21% 2,82% 0,83% 71,10% 0,04% Gramíneas Leguminosas Raices y Tuberculos Praderas Polífitas Otras Figura 4. Superficie total cosechada de cultivos forrajeros en el 2006 en Galicia Fuente: (MARM 2007). La producción de pasto en Galicia depende directamente de las condiciones climáticas. En la Figura 5 se puede observar la distribución estacional media de la producción de pasto en Galicia, observándose que esta no es estable en el tiempo presentando períodos de restricción de pasto debido a la sequía en verano y al frío en invierno (Mosquera-Losada et al. 1999). Es muy importante conocer las curvas de crecimiento anual del pasto, basándose en los parámetros climatológicos, esto afecta variables como la distribución del uso de concentrados (heno y silo) y la fertilización de la pradera. En Galicia, el ensilado de hierba se realiza en primavera, época en la cual obtiene los niveles de producción más altos, por lo que los agricultores prevén el exceso de producción para destinarlo al ensilaje (Mosquera-Losada et al. 1999). Figura 5. Curva de crecimiento de pasto por estación. INV: invierno; PRIM: primavera; VER: verano y OTO: otoño (Fuente: Mosquera-Losada et al.. 1999). Estas curvas de crecimiento se pueden ver modificadas por el efecto del arbolado, que varía a lo largo de la vida de la masa, debido a su crecimiento. En general, si no se regula adecuadamente la competencia, la producción de pasto puede verse mermada debido a la cobertura del arbolado Chang 22 et al. (2002). No obstante, la presencia del árbol en una zona agrícola con una densidad adecuada, incrementa el valor del territorio, al obtenerse a largo plazo un producto, que si el uso del territorio fuese exclusivamente agrícola, no se produciría. Así, Mosquera-Losada et al. (2006b) justifican el uso de los sistemas silvopastorales con masas de Pinus radiata establecidas mediante plantación en terrenos agrícolas abandonados, por tener rendimientos económicos superiores a los de los sistemas basados exclusivamente en cultivos agrícolas, y sistema forestal. En otros estudios se ha encontrado que al inicio de las asociaciones entre pasto y arbolado, las producciones de pasto pueden no diferir de situaciones en las que sólo hay pasto o inclusive verse beneficiadas por el componente arbóreo que reduce la evapotranspiración (Sibbald 1996). No obstante, a medida que se desarrollan los árboles, su sombra puede disminuir la producción de pasto (Papanastasis 1996; Sibbald 1996; Rigueiro-Rodríguez et al. 2005a). Estudios desarrollados en la zona atlántica señalan que la producción de pasto se ve poco afectada cuando existe menos de un 55% de cobertura arbórea en el caso de sistemas silvopastorales establecidos con Pinus radiata RigueiroRodríguez et al. (1998a). Este efecto se ve también en la densidad forestal. 2.3. El componente edáfico en Galicia Las condiciones climáticas que se producen en Galicia que conllevan altas precipitaciones y bajas evapotranspiraciones favorecen el lavado de bases como el calcio, el potasio y el magnesio, lo que afecta negativamente a la fertilidad del suelo (Mombiela 1983b). Los suelos en Galicia son ácidos lo que lleva asociado una importante saturación de aluminio del complejo de cambio (Mombiela 1983a y b; Mombiela y Mateo, 1984). El aluminio es un elemento tóxico para las plantas que además, cuando se encuentra en forma disponible provoca, junto al hierro, la inmovilización del fósforo, mermando la disponibilidad de este macronutriente esencial para las plantas. Esto hace que para obtener una buena producción de pasto y desarrollo del arbolado sea indispensable la realización de prácticas de encalado, además de fertilización. 2.3.1. Encalado 2.3.1.1. Encalado y los nutrientes en el suelo El encalado es una práctica agrícola que modifica las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del suelo. A medida que se incrementa la acidez del suelo se incrementa la presencia de aluminio soluble que es tóxico, se destruyen los agregados del suelo, favoreciendo su compactación, y se provoca una disminución de la presencia de nutrientes esenciales como es el caso del fósforo (López-Mosquera 1995). En la Figura 6 se observa la relación existente entre el pH y el porcentaje de saturación de aluminio bajo diferentes dosis de encalado. El encalado mejora las propiedades físicas del suelo debido a que el calcio actúa como floculante de los coloides que presentan carga negativa (McLean 1971), reforzando la cohesión de los agregados como consecuencia del estímulo del desarrollo vegetal, aumentando la biomasa radicular y el contenido de materia orgánica. Sin embargo, cuando la estructura se debe a la acción de cationes 23 como Fe y Al en su estado oxidado, el encalado produce su colapso al reducir la carga positiva de estos iones, haciendo disminuir la permeabilidad del suelo (Schoffelen y Middleburg 1954). En suelos donde la materia orgánica es responsable de la agregación de partículas, el encalado puede afectar de forma negativa a la estructura del suelo debido a que se incrementa la actividad de los microorganismos, lo que conlleva un consumo de la materia orgánica (Harris et al. 1996). Figura 6. Efectos de la aplicación de cal sobre pH y sobre el porcentaje de Al en la capacidad de intercambio catiónico efectiva en suelos de Galicia (Mombiela, 1983a). Por otra parte, con el encalado se produce una aportación de calcio y a veces de magnesio, incrementándose la disponibilidad de estos elementos (García et al. 1986; López-Díaz 2004) reduciéndose en algunos casos la asimilidad del potasio, debido a la relación de antagonismo existente entre el K y Ca (Barber 1995). El encalado también reduce la solubilidad de metales pesados como el hierro (Kabata y Pendías 1984; Loué 1988), manganeso (Loué 1988; Domínguez-Vivancos 1997), níquel (Juste y Soldá 1998; Virgel-Mentxaka 2002), cromo (Kabata y Pendías 1984; Juste y Soldá 1998; Smith 1996), cobre (Krebs et al. 1988; Römkens et al. 1999), cadmio (Juste y Soldá 1988; Krebs et al 1988) y plomo (Andrade-Couce et al 1985c; Salomons 1995), en este último elemento hay que considerar otras variables como el tipo de suelo, complejos orgánicos, y los aportes de metales con la caliza (Kabata y Pendías 1984). El encalado también reduce la presencia de aluminio (Mombiela y Mateo 1984; López-Mosquera 1995). 30 plomo (Andrade-Couce et al. 1985b; Quinteiro-Rodríguez 1994; Canet 1998, Mosquera-Losada et al. 2009a) La aplicación de lodos de depuradora urbana aumenta los niveles de níquel (López-Díaz 2004). En suelos con pH ácidos aumenta la disponibilidad de Níquel (López-Díaz 2004) y por ende su extracción (Tsadilas et al. 1995), lo que no ocurre a pHs neutros o básicos (William et al. 1997; Canet et al. 1998) En relación del plomo suele ligarse con la materia orgánica (Barbarick et al. 1998; Canet et al.1998; Illera et al.1999) por lo que es común encontrar disponibilidades reducidas tras las aplicaciones de lodo (O´Riordan et al. 1994; Barberick et al. 1998). 2.3.3.1.5. La fertilización con lodos y el crecimiento forestal El aporte de lodos de depuradora como fertilizante suele mejorar el desarrollo del arbolado de especies de crecimiento rápido (Wolhestolme, 1992). Así se ha encontrado que el aporte de lodo incrementa el crecimiento de eucalipto y pino marítimo pero no del roble o del castaño tras el primer año de aplicación. Entre las ventajas del aporte de lodo como fertilizante forestal está el que es un abono que libera lentamente los nutrientes tras la mineralización, lo que es sumamente importante para que el árbol, con menor tasa de crecimiento que el pasto, que es capaz de aprovechar los nutrientes liberados, en comparación con los abonos minerales de liberación más rápida. El efecto del aporte del lodo y el encalado sobre el crecimiento del arbolado o depende del efecto de estas aplicaciones sobre la relación de competencia pasto arbolado. Así en terrenos agrícolas cuando se realizan aportes de fertilizante inorgánico en un sistema silvopastoral desarrollado con Pinus radiata, se observa que aumenta la producción de pasto, lo que merma inicialmente el desarrollo del arbolado, sin embargo cuando no se fertiliza se produce una merma en la producción de pasto, lo que incrementa el crecimiento del arbolado. El aporte de lodos mejora la producción de pasto, al liberar nutrientes de igual modo que la fertilización inorgánica, pero, al mejorar la capacidad de retención de humedad del suelo, favorece también el desarrollo del arbolado en comparación con la ausencia de fertilización (Rigueiro-Rodríguez et al. 2000). Sin embargo, en terrenos de monte el aporte de lodos disminuye el crecimiento del arbolado (López-Díaz et al. 2007) al mejorar el pH del suelo y liberar nutrientes del lodo en mayor medida que mejora la producción de pasto, que ejerce una fuerte competencia con el arbolado, reduciendo su crecimiento. 2.3.3.1.6. La fertilización con lodo y la producción de pasto Existen diversas investigaciones relacionadas con la fertilización con lodo y la producción de pasto en Galicia (Mosquera-Losada et al. 2006b; López-Díaz et al. 2007; Rigueiro-Rodríguez et al. 2008a) y en otras partes del mundo (Sibbald et al. 2001; Papanastasis 2004; Etienne 2005; Pontes et al. 2007). Como ya se ha indicado la producción de pasto en los sistemas silvopastorales depende de 31 la cobertura, y de la especie forestal, cuya morfología puede contribuir a la interceptación de luz en mayor o menor medida. El efecto de la fertilización con lodo sobre la producción de pasto en sistemas agroforestales depende de la capacidad de desarrollo del pasto lo que se ve afectado por la cantidad de luz que le llega y por tanto de la cobertura forestal. En sistemas silvopastorales muy densos o con coberturas elevadas la respuesta del pasto a la fertilización está muy mermada debido a la falta de luz. En plantaciones jóvenes o con coberturas reducidas, la producción de pasto en un sistema silvopastoral con P radiata D Don se vio favorecida por el aporte de dosis próximas a un aporte de 160 kg de N total por hectárea (Mosquera-Losada et al. 2001a y c, López-Díaz et al. 2007 López-Díaz et al. 2009) en suelos forestales y en suelos agrícolas (Mosquera-Losada et al. 2006b). Otros estudios realizados por Mosquera-Losada et al. (2009d) encontraron efectos positivo en las fertilizaciones orgánicas y el aumento de especies en un sistema silvopastoral con Pinus radiata D Don después de seis años. 3. Diversidad biológica Según el Convenio de las UN (Naciones Unidas 1992) sobre la Conservación y Uso Sostenible de la Diversidad Biológica firmado en Río de Janeiro en junio de 1992, la biodiversidad se define como ‘La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la biodiversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas’. La biodiversidad es la variedad de vida en todas sus formas, niveles y combinaciones. De acuerdo con Marrugan (1989) la biodiversidad se compone de dos elementos, la variación y la abundancia relativa de especies. De acuerdo con Tomich et al. (2004) la biodiversidad puede ser estudiada en dos perspectivas: desde su enfoque global conjuntamente con los esfuerzos de protección ambiental; y de acuerdo al papel que desarrolla en el ecosistema. Sobre este último punto se recomienda los siguientes análisis: composición de especies, ecosistemas, especies y diversidad genética. La diversidad estructural está dada por los arreglos en espacio y tiempo (Tabla 5). 3.1. Pérdida de la biodiversidad La pérdida de la biodiversidad es el tema de gran importancia en las ciencias ambientales ya que es motivo de la masiva extinción de especies debido a procesos antropogénicos, éticos, sociales, políticos (Stocking 2003). 32 Tabla 5. Compendio de los diferentes conceptos de biodiversidad por la operatividad de sus componentes. Fuente: Schöneberger (1993) Componentes de biodiversidad Composición Estructural Funcional Genética Número de genes, alelos Estructura genética Recombinación, evolución Especies Número y tipo de especies Distribución de especies y su abundancia Niveles tróficos , historia de la vida Ecosistemas y comunidades Número y tipo de comunidades y ecosistemas Estructura del hábitat y su distribución Proceso de los ecosistemas 3.1.1. Factores que producen la pérdida de la biodiversidad Son causados mayoritariamente por la intervención del hombre (Vistousek et al. 1993, Huang et al. 2002) y que paradójicamente es el hombre quién es el mayor perjudicado en esto. Diversos fenómenos como la extinción de especies, la pérdida de genes, o la migración de especies a áreas marginales son causados por efectos colaterales. Las explotaciones agrícolas intensivas de los últimos años son vistas como prácticas adversas a la conservación de la biodiversidad, debido a la expansión de monocultivos y ganadería, donde se calcula que existe entre el 25 y 30% de la superficie total del planeta (Scrivastava et al. 1996, Altieri y Nicholls 2004). Las prácticas agrícolas convencionales de los últimos tiempos, como la expansión de áreas de siembra y la predominancia de los monocultivos, el uso excesivo de agroquímicos, el excesivo consumo de agua y la mecanización agrícola han provocado impactos negativos (Brookfield et al. 2002; Altieri y Nicholls 2004) sobre la biodiversidad. En el último milenio, de 20000 especies comestibles, tan solo fueron seleccionadas solo 3000 especies para su siembra en huertos caseros. En el siglo pasado, menos de cien especies han sido consideradas como suficientes en la lista global de cultivos agrícolas, de las que sólo tres especies proveen el 60% de calorías necesarias para el consumo humano son derivadas de las plantas (Vietmeyer 1996). Por otra parte, se estima que el 75% de la biodiversidad ligada a los cultivos agrícolas ha desaparecido (Brookfield et al. 2002). Un fenómeno similar ocurre en los bosques donde cerca de 2 billones de hectáreas de bosques se han perdido y donde las coníferas son dominantes ya que comprenden el 80% de su composición (Gascon et al. 2004). Por otra parte, la situación en la ganadería es mucho más crítica, debido a que en el 90% de los pastizales a manera de monocultivos, solo prevalecen 14 especies (Brookfield et al. 2002). La suma de todos estos eventos es conocida como la sexta mayor extinción en la historia de la vida (Chapin et al. 2000). 3.2. Conservación de la biodiversidad En 1983 la Asamblea General de las Naciones Unidas creó la Comisión Mundial para el Medio Ambiente y el Desarrollo, y en 1987 publica el informe Bruntland que define estrategias de desarrollo sostenible. En 1992, por medio de la Segunda Conferencia Mundial sobre Medio Ambiente 33 y Desarrollo de las Naciones Unidas se elaboró el texto de Convenio sobre Diversidad Biológica CDB, el cual describe, aspectos relacionados con la diversidad biológica, recursos genéticos y los ecosistemas y que tiene los siguientes objetivos: • La conservación de la diversidad biológica • El uso sostenible de los componentes de la biodiversidad • El reparto justo y equitativo en los beneficios que se deriven de la utilización de recursos genéticos. El CDB entró en vigor en el año 1993 y desde entonces 177 países han ratificado su acuerdo, entre los que se encuentra España. Estos países se declaran responsables de la conservación de su biodiversidad nacional y se comprometen a tomar acciones para garantizar dicho cometido a manera de evitar la pérdida de la biodiversidad o la existente en países vecinos. Por otra parte, la Unión Europea a través de la Directiva Hábitat (Directiva 92/43/CEE) (DOCE 1992) realiza gestiones en aras de la conservación de la flora, fauna silvestre y sus hábitats. La administración Española ha desarrollado instrumentos y herramientas específicos para la gestión y recuperación de especies amenazadas como es el Catálogo Nacional de Especies Amenazadas y los Planes de Actuación. En este Catálogo se incluyen especies, subespecies y poblaciones cuya protección efectiva exija medidas específicas de conservación por parte de las Administraciones Públicas. Estos taxones (especies y subespecies) deberán incluirse en alguna de las cuatro categorías de amenaza prevista en la Ley 4/89 de Conservación de Espacios Naturales y de la Flora y Fauna Silvestre: En peligro de extinción; Sensibles a la alteración de su hábitat; Vulnerables; De interés especial. La catalogación de estos taxones podrá se promovida por las Comunidades Autónomas, Administración Central e Instituciones públicas y privadas relacionadas con la conservación de la naturaleza. El comité de Flora y Fauna Silvestre, propuso el 17 de marzo de 2004 la Comisión Nacional de Protección de la Naturaleza aprobó los siguientes puntos: • Creación de un Catálogo Nacional de Especies Amenazadas y de Interés Especial (CNEADI). Este Catálogo incluirá solo dos categorías: ‘En peligro de extinción’ y ‘vulnerables’. • En el Catálogo Nacional de Especies Amenazadas y De Interés Especial (CNEADI) los taxones correspondientes a la categoría ‘De interés especial’ figuran en el listado de Especies Protegidas de Interés Especial, pero sin tener el carácter de especies amenazadas. • Creación de un Listado de Especies Extinguidas fuera del Catálogo Nacional. • Aprobación de unos Criterios Orientadores para la Inclusión de taxones y poblaciones en los Catálogos de Especies Amenazadas y en el Listado de Especies Protegidas de Interés Especial EC (European Commision 2005). De acuerdo con la Xunta de Galicia (2003) la posición geográfica de Galicia, entre la región Eurosiberiana y Mediterránea, contribuye al buen desarrollo de un gran número de especies e inclusive se entremezclan especies que se desarrollan en el entorno Mediterráneo como jaras con otras que pertenecen a la región biogeográfica Atlántica como el tojo. En Galicia, existen alrededor de 34 2000 especies, que suponen un 25% del total de la Península Ibérica siendo el grado de endemicidad del 7.6% (Xunta de Galicia 2003). 3.3. Los sistemas silvopastorales y la biodiversidad Los sistemas agroforestales, entre los que se incluyen los sistemas silvopastorales fomentan la conservación de la biodiversidad a diferentes niveles. Estos sistemas generan gradientes de humedad, luz (sombra) y fertilidad (heces, caída de hojas) en el suelo que ayudan el desarrollo de especies microbianas y vegetales a diferencia de las explotaciones exclusivamente agrícolas o forestales, ralentizando o potenciando el crecimiento y desarrollo de especies adaptadas a estos microclimas (Mosquera-Losada et al. 2006b). La conservación de la biodiversidad a través del pastoreo se puede constatar debido a que las praderas pastoreadas presentan una heterogeneidad mucho mayor que las segadas, mayor dinámica natural influyendo así en la diversidad de la flora y fauna de la pradera. De acuerdo con McAdam et al. (1999b) la presencia de árboles en espacios reducidos promueve la diversidad del sotobosque. Esto no sucede en todos los casos, por ejemplo la acículas del genero Pinus spp y su copa dejan pasar menos luz al sotobosque en comparación con especies frondosas como Betula spp, lo que produce diferentes ambientes bajo sus copas y predominio de unas pocas especies (Papanastasis 2004; Moreno et al. 2005, Mosquera-Losada et al. 2005, Barbier et al. 2008) sobre todo cuando su cobertura es elevada que es mayor en el caso de las especies frondosas que de las coníferas. En una experiencia de sistemas agroforestales desarrollada en terrenos de monte con Pinus radiata después de seis años, se observó que bajo diferentes tratamientos de fertilización y encalado, el pH del suelo paso de ser ácido a básico y esto ayudo a la diversidad de especies aumentase, teniendo así como las especies más representativas D. glomerata L, F. arundinacea Schreb y A. curtisii Kerguelen. Los veranos secos y la baja fertilidad en los suelos causo un cambio de especies anuales a perennes (Mosquera-Losada et al. 2009d). 3.4. Medición de la biodiversidad En la actualidad hay una gran cantidad de datos a disposición de aquellos que desean comprender como funciona la vegetación y como varia su composición en el espacio y en el tiempo (Grime 1982). Para medir la biodiversidad es necesario considerar dos factores; la riqueza de especies y la uniformidad; es decir en que medida son abundantes las diferentes especies. Una alta uniformidad seria sinónimo de una elevada diversidad ya que se daría cuando la proporción de especies son similares en abundancia (Moreno 2001). Los modelos de abundancia de especies, describen la distribución de su abundancia. Algunos de estos modelos permiten tanto representar situaciones donde hay una elevada uniformidad de especies como aquellas en las que la abundancia de especies es muy similar (Fernández-Nuñez 2007). De acuerdo con Marrugan (1989), Moreno (2001) y Fernández-Nuñez (2007) la diversidad de especies puede evaluarse en tres niveles: 35 1. Diversidad alfa (α) que es la riqueza o diversidad local o puntual. 2. Diversidad beta (β) riqueza o diversidad entre ecosistemas. 3. Diversidad gamma (γ) riqueza o diversidad regional. 3.4.1. Diversidad alfa Si se entiende la diversidad alfa (α) como el resultado del proceso evolutivo que se manifiesta en la existencia de diferentes especies dentro de un hábitat particular, el conteo del número de especies del lugar sería suficiente para describir la diversidad alfa pero sin la necesidad de evaluar la importancia de cada especie dentro de la comunidad (Moreno 2001). El objetivo de medir la diversidad biológica es contar los parámetros que nos permitan tomar decisiones o emitir recomendaciones a favor de conservar una especie determinada o área amenazada. Medir la abundancia relativa de cada especie permite identificar aquellas especies que por su escasa representatividad en la comunidad son más sensibles a las perturbaciones ambientales. Por otro lado, identificar un cambio en la diversidad, ya sea en el número de especies, en la distribución de la abundancia relativa de las mismas o en la dominancia, nos alerta de procesos empobrecedores (Marrugan 1989). La gran mayoría de métodos propuestos para evaluar la diversidad de especies se refiere a la diversidad dentro de las comunidades (diversidad alfa), para diferenciar los distintos métodos en función de la variable biológica, Moreno (2001) los divide en dos grandes grupos: Métodos basados en la cuantificación del número de especies presentes: el índice de la riqueza específica (S) es la forma más sencilla de medir la biodiversidad, ya que se basa solo en el número de especies existentes pero sin tener en cuenta la importancia de las mismas. Métodos basados en la estructura de la comunidad: es decir la distribución proporcional del valor de importancia de cada especie (abundancia relativa de individuos, biomasa, cobertura, productividad, etc). Dentro de estos métodos encontramos los denominados índices de abundancia proporcional que se clasifican en índices de equidad, aquellos que tienen en cuenta el valor de la importancia de cada especie, índices de heterogeneidad, aquellos que además del valor de importancia de cada especie, también considera el número total de especies en la comunidad (Peet 1974). Sin embargo, estos índices enfatizan, el grado de dominancia o equidad de la comunidad, por lo que para fines prácticos resulta mejor clasificarlos en índices de dominancia e índices de equidad (Moreno 2001). Índices de dominancia: estos índices son inversos al concepto de uniformidad o equidad de la comunidad, toman en cuenta la representatividad de las especies de mayor valor de importancia sin evaluar la contribución del resto de especies. Índice de Simpson manifiesta la probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra sean de la misma especie. Esta fuertemente influido por la importancia de las especies más dominantes (Peet 1974, Marrugan 1989). Su valor es inverso a la equidad. 36 Índice de equidad de Shannon-Wienner (Shannon y Weaver 1949) que expresa la uniformidad de los valores de importancia a través de todas las especies de la muestra, este índice mide el grado promedio de incertidumbre en predecir a que especie pertenecerá un individuo escogido al azar de una colección (Peet 1974, Marrugan 1989, Baev y Penev 1995). Existe también la Equidad (E) que es calculada como H’/H’max donde H’max= ln(S) que es definida como un descriptor por unos autores (Augusto 2003) pero no por otros (Nagaike 2002) y que sin embargo no es reconocido como un buen indicador (Gosselin 2006). En un ensayo silvopastoral con P radiata en terrenos de monte después de seis años, se observó que hubo una disminución de especies, posiblemente causado por el efecto de sombra de los árboles (Rodríguez-Barreira 2007) efecto similar fue visto por Fernández-Nuñez (2007) en una experiencia silvopastoral en terrenos agrícolas. Por otra parte, Rigueiro-Rodríguez et al (2005c) en plantaciones forestales establecidas después de 30 años, menciona que ocurre un cambio en las especies por matorral, cuando la densidad no es excesiva. 3.4.2. Diversidad beta La diversidad beta o diversidad entre hábitats es el grado de reemplazo de especies a través de gradientes ambientales (Whittaker 1972, 1977). A diferencia de la diversidad alfa y gamma que pueden ser medidas fácilmente en función del número de especies, la medición de la diversidad beta se basa en proporciones o diferencias (Marrugan 1989) que pueden ser evaluadas mediante índices de similitud, de disimilitud o de distancia entre las muestras a partir de los datos de presencia/ausencia de especies, abundancia proporcional de cada especie (medida como el número de individuos, biomasa, densidad, cobertura, etc) o con índices de diversidad beta propiamente dichos (Wilson y Shmida 1984, Marrugan 1989). Índices de similitud/disimilitud: coeficiente de similitud de Jaccard: expresa el grado en que dos muestras son semejantes por las especies presentes en ellas, por lo que son una medida inversa de la diversidad beta, que se refiere al cambio de especies entre dos muestras (Pielou 1975, Marrugan 1989). A partir del valor de similitud (s) se puede determinar el de disimilitud (d) entre las muestras: d= 1-s (Marrugan 1989). Índices de reemplazo de especies: índice de Marrugan (1989) basado en la presencia o ausencia de especies. Complementariedad: entendida así como el grado de disimilitud en la composición de especies entre pares de biotas. Por otra parte, de acuerdo con estudios realizados por Beierkuhnlein (2000) la biodiversidad β puede ser usada para la identificación de ‘hot spot’ definido en términos de heterogeneidad de un sitio. En una experiencia silvopastoral con dos especies forestales (P. radiata y B. alba) en terrenos de agrícolas después de un estudio de 10 años se observa que el número de especies fue 37 negativamente afectado en las plantaciones con P radiata; al estudiar densidades de siembra no hubo cambios en su composición (Fernández-Nuñez 2007). 38 MATERIAL Y MÉTODOS 39 Material y métodos 1. Localización del ensayo El estudio fue realizado en la parroquia Baltar, situada en el ayuntamiento de A Pastoriza, en la Provincia de Lugo. Las coordenadas del ensayo son: 43º 14’’N y 7º 21’ O; y está situado a una altitud de 550 m snm. En la Figura 8 podemos ver la localización del sitio de estudio y de las tres réplicas del ensayo (a, b y c). El sitio donde se desarrolló el ensayo fue usado anteriormente como pradera permanente, dedicaba primero a alimentar ganado bovino de leche y después de carne. Figura 8. Diagrama del sitio de ensayo donde en A Pastoriza y parcelas en Baltar donde (a, b y c) bloques del experimento silvopastoral. Fuente: (Consello de Pastoriza 2008, Sigpac 2008). 1.1. Geología La zona de estudio se encuentra en la zona AsturoccidentalLeonesa, dentro del denominado ‘Manto de Mondoñedo’ (IGME 1975). 46 En la Figura 11 se observa el diagrama bioclimático con los datos de las intensidades bioclimáticas del área de estudio. Se puede destacar que el desarrollo de la vegetación se ve limitado en los meses de diciembre, enero y febrero (época de invierno) (T<7,5 oC) lo que produce una disminución en la producción de pasto y el crecimiento del arbolado. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 En Fe Ma A b My Jn Jl A g Sp Oc No Di Meses T o C -1,5 -0,5 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 ubc/mes IBF IBR Figura 11. Diagrama bioclimático de la zona de estudio. 1.3.5. Clasificación bioclimática de Thornthwaite Basándonos en el balance hídrico realizado a partir de los datos de la estación seleccionada podemos clasificar el clima según el método de Thornthwaite (Carballeira et al. 1983) y para lo cual se calcularán los siguientes índices: Índice de humedad: Ih = (S/N) = 87,6 Donde S es el exceso hídrico anual (mm) calculado como la suma de los excesos hídricos mensuales (s). N = ETP anual (mm) Índice de aridez: Ia = 100 (D’/N) = 11,36 Donde D’ es el déficit hídrico anual (mm) calculado como la suma de los déficits hídricos mensuales (d). Índice hídrico anual: Iha = 0,6Ia = 80,78 Índice de la concentración estival de la eficiencia térmica: C = 100 (ETP estival / ETP anual) = 47,2 De los valores de estos índices y de la ETP anual se deduce que se trata de un clima con una región de humedad tipo B4 (Húmedo IV) (80<Iha<100) una región térmica tipo B1 (Mesotérmico I) 47 (ETP entre 570 y 712) con déficit de agua pequeño en verano (r) (Ia entre 0 y 16,7) y con un contraste térmico tipo a’ (C<48) lo que nos indica que el grado de rigor del verano con respecto al resto del año es suave. 1.3.6. Clasificación climática de Allué Esta clasificación establece una clave dicotómica con los siguientes factores: Temperatura media del mes más frío (tf = 5,8 oC) Precipitación media anual (mm) (P = 1083 mm) Altitud (h = 510 m) Índice de aridez (número de meses en que P<2T) siendo T la temperatura media anual en oC, en este caso dos meses. De acuerdo con Carballeira et al. (1983) nos encontramos en la subregión fitoclimática Mediterránea Subhúmeda de tendencia centroeuropea. 1.3.7. Clasificación climática de Papadakis. Periodo de heladas La clasificación de Papadakis caracteriza el clima desde el punto de vista agroecológico. Para ello utiliza los valores extremos de las variables climáticas como factores limitantes en la distribución de distintos cultivos, a diferencia de la mayoría de las clasificaciones que utilizan valores medios. De acuerdo con esta clasificación, la parcela de objeto de estudio se encuentra en una zona caracterizada por un invierno tipo Avena cálido, un verano tipo Maíz, con un régimen térmico del tipo Templado cálido y un régimen de Húmedad del tipo Húmedo. A partir de los regímenes térmicos y de humedad, podemos decir que nos encontramos en una zona que presenta un clima tipo Templado cálido que resulta adecuado para el desarrollo de Dactylis spp, Lolium spp, Festuca spp, Bromus spp, Agrostis spp entre otras especies. Periodo de heladas Las estadísticas climatológicas de los últimos 30 años muestran que hay un periodo de cuatro meses en los años que nunca se registraron heladas; que son los meses de junio, julio, agosto y septiembre. De acuerdo con Carballeira et al. (1983) el número medio de días libres de heladas (n’) puede calcularse según la siguiente expresión: n’ = 193.11 +23.16 Tmf Donde Tmf es la temperatura media de las mínimas del mes más frío en oC. En este estudio serían 220 días. Las fechas que delimitan este periodo libre de heladas se obtienen por interpolación gráfica (Carballeira 1983). En esta investigación, la última helada probable sería 31 marzo y la primera en noviembre 9 con un error de +/- 3 días. 1.3.8. Caracterización climática durante los años del ensayo La zona de estudio se caracterizó por presentar una temperatura media de 11,5 grados centígrados además de una precipitación anual de 1083 mm, resultados correspondientes a los últimos treinta años (Figura 12). La distribución de la temperatura y la precipitación nos señala que la época de sequía se localiza habitualmente en los meses de julio y agosto en la zona. 48 0 50 100 150 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Año Temperatura (°C) 0 50 100 150 200 250 300 Precipitación (mm) tt30 pp pp30 Figura 12. Diagramas ombrotérmicos de los años 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 y 2007 en la Estación metereológica ROZAS, donde T es temperatura media mensual de los años mencionados (° C), P es precipitación media mensual de los años anteriormente mencionados (mm), T30 es temperatura media durante 30 años, y P30 es precipitación media durante 30 años. Fuente: Instituto Nacional de Meteorología, España. Si comparamos los resultados obtenidos durante los años de estudio, es de destacar que en 2002, 2003 y 2006 las precipitaciones fueron muy similares (16, 2 y 6% superiores a las de la media anual), sin embargo en el 2004 y 2005 fueron alrededor de un 24% inferior a la media. Por otro lado, en el año 2007 las precipitaciones resultaron ser un 31% inferiores a las encontradas en la media de los treinta últimos años, siendo este último, el año más seco de todos los del estudio. Sin embargo, las principales diferencias entre las precipitaciones del año medio y las de los años de estudio se encuentran en la distribución estacional de las mismas. Así, a pesar de que el año 2003 y 2006 las precipitaciones fueron similares a las del año medio, nos encontramos con que hubo una importante sequía entre los meses de mayo y septiembre que limitó la producción de pasto. En el año 2007 y 2008 hubo ocho meses con precipitaciones inferiores a las de la media siendo especialmente seca la primavera, lo que no ocurrió en el año 2005, que, por otro lado, tuvo un período de sequía estival de unos 4 meses. Por el contrario, si que fueron especialmente húmedos los otoños de los años 2002, 2003 y 2006 al mostrar un 88, 33 y 56% más de precipitación que el otoño medio, calculado a partir de los últimos treinta años. En relación a la temperatura es importante señalar que el año 2002 fue especialmente frío, presentando todos los meses temperaturas inferiores a las de los correspondientes meses del año medio, contrario al año 2003 que fue moderado, presentando los meses de primavera e invierno ligeramente cálidos con respecto a los descritos para el año medio. Por otro lado, el año 2004 empezó siendo muy frío, para, a partir de mayo, presentar temperaturas siempre por encima de las temperaturas medias mensuales del año medio, tendencia que continúa durante todos los meses de los años 2005 y 2006, con excepción del mes de febrero del 2005 que resultó ser casi tres grados más frío 49 que lo habitual y los meses de enero y febrero de 2006, con temperaturas de uno y dos grados inferior a los mismos meses del año medio. En estos tres meses la temperatura estuvo por debajo de los 6 ºC, valor límite por debajo del cual el pasto ve limitado su crecimiento notablemente (Kennedy 1993; Gorsuch y Oberbauer 2002; Kreyling et al. 2008). Finalmente, las menores precipitaciones y las mayores temperaturas probablemente expliquen las menores producciones de pasto halladas durante este año. 1.4. Diseño experimental El establecimiento del ensayo se inició en el mes de abril del año con la plantación del arbolado a raíz desnuda de la especie forestal Populus x canadensis (Dode) Guinier o chopo canadiense a una densidad de 434 pies por hectárea (marco de plantación de 4,8 m x 4,8 m). Esta especie es un híbrido de la especie americana P deltoides y la euroasiática P. nigra. Este híbrido se da en condiciones naturales, y su uso está muy extendido hoy en día (Eckenwalder 1996; Banfi et al. 2008). Cada unidad experimental está constituida por 25 pies de P. x canadensis distribuidos en forma de cuadrado perfecto (5x5), tal y como se muestra en la Figura 13. En noviembre del año 2001 y tras un encalado en las parcelas que correspondía este tratamiento se procedió a la siembra de una pradera mixta con 12 kg de Dactylis glomerata L variedad (Artabro), 12 kg de Lolium perenne L (Brigantia) y 4 kg de Trifolium repens L cv. Huia por hectárea. En el experimento se evaluaron seis tratamientos que seguían un diseño de parcela dividida con tres replicas; en total hay dieciocho parcelas o unidades experimentales. xxxxx xxxxx A1 A3 A2 xxxxx A6 A5 A4 19,2 m B3 B1 B2 4,8 m B4B5B6 xxxxx C2 C1 C3 4,8 m C5 C4 C6 xxxxx 19,2 m Norte luz Norte sombra Sur sombra Sur Luz Este luz Este sombra Oeste sombra Oeste luz Nueve árboles centrales Figura 13. Croquis del diseño experimental empleado en el estudio (izquierda) y de cada unidad experimental. donde: A, B y C son los bloques del experimento y los números del 1 al 6 se refieren a los tratamientos; donde1: es NF + Cal; 2: es Baja+Cal; 3: es Alta+Cal; 4: es NF; 5: es Baja y 6: es Alta. El símbolo X se refiere a la posición de los árboles de P. x canadensis. (derecha) y el recuadro en rojo se refiere a la toma de muestra de pasto para evaluar el efecto del arbolado sobre el pasto. 50 Los tratamientos empleados fueron: 1. NF+Cal, No fertilización y adición de 2,5 t ha-1 de carbonato cálcico 2. Baja+Cal, Aplicación de la dosis baja de fertilización con lodo de depuradora urbana que implicaba un aporte de 100 kg de N total ha-1 y encalado a 2,5 t ha-1 de carbonato cálcico. 3. Alta+Cal, Aplicación de la dosis alta de fertilización con lodo de depuradora urbana que implicaba un aporte de 200 kg de N total ha-1 y encalado a 2,5 t ha-1 de carbonato cálcico. 4. NF, No fertilización, es una parcela control, sin adición de cal o lodo. 5. Baja, Aplicación de la dosis baja de fertilización con lodo de depuradora urbana que implicaba un aporte de 100 kg de N total ha-1. 6. Alta, Aplicación de la dosis baja de fertilización con lodo de depuradora urbana que implicaba un aporte de 200 kg de N total ha-1. El encalado sólo se aplicó en el primer año de estudio (noviembre de 2001) en las parcelas correspondientes antes de la siembra, mientras que la fertilización con lodo se realizó en la primavera de los años 2002 y 2003, respectivamente. La composición de los lodos aplicados en el experimento se puede ver en el Tabla 11. Los lodos utilizados en el estudio tienen pH entre 6,59 y 7,19 y valores altos de nitrógeno, fósforo, potasio, calcio y magnesio, respectivamente. Por otra parte, los metales pesados se encontraron siempre por debajo de los límites máximos permitidos para el uso de lodos en agricultura (RD 1310/90). Tabla 10. Valores correspondientes a pH en agua, porcentaje de materia seca, concentración total de N, P, K, Na, Ca, Mg, Fe y de metales pesados (Cr, Cu, Mn, Ni, Cd, Zn) de los lodos usados para la fertilización orgánica en el ensayo.. Legislación: RD 1310/90 Unidad 2002 2003 Legislación pH Agua 7,40 6,77 pH< 7 pH > 7 m seco 19,84 25,456 - - N % 1,95 2,532 - - P % 2,02 1,9 - - K % 0,31 0,384 - - Na % 0,07 0,086 - - Ca % 0,23 0,396 - - Mg % 0,25 0,65 - - Fe % 2,78 1,644 - - Cr mg kg -1 72,90 55,88 1000 1500 Cu mg kg -1 225,80 150,24 1000 1750 Mn mg kg -1 302,30 228,7 - - Ni mg kg -1 80,50 89,88 300 400 Zn mg kg -1 1955,60 491,88 2500 4000 Cd mg kg -1 7,40 8,38 20 40 Pb mg kg -1 146,40 114,88 750 1200 51 Los lodos utilizados en el estudio pertenecen a los de la planta depuradora de agua residual de Lugo que gestiona la empresa GESTAGUA. Es necesario tener en cuenta que Lugo es una ciudad pequeña inferior a 100000 habitantes (Consello de Lugo 2008) y con escasa actividad industrial, lo que podría justificar los reducidos niveles de metales en el residuo. 2. Toma de muestras en campo 2.1. Suelo Se realizaron cinco muestreos de suelo (compuestos de tres puntos por parcela y muestreo) en los meses de invierno de los años 2003, 2004, 2005, 2006 y 2007. Las muestras fueron tomadas a 25 cm de profundidad, tal y como señala el RD 1310/90, con ayuda de una sonda, para posteriormente ser conducidas al laboratorio, donde se realizaron los análisis que se describen posteriormente. 2.2. Arbolado 2.2.1. Diámetro y altura Las mediciones de P. x canadensis fueron realizadas en invierno de los años 2002, 2003 y otoño de 2004, 2006 y 2007 a excepción del año 2005, en el que no se midieron en campo, pero se estimó su valor con los obtenidos en los años 2004 y 2006. En todos estos muestreos se midió la altura y el diámetro basal en los cuatro primeros años. Las mediciones de altura y diámetro se hicieron en los 9 árboles interiores de cada parcela (Figura 13) para evitar el efecto borde La altura se midió mediante el empleo de pértiga telescópica y vertex y el diámetro mediante el empleo de calibre en los primeros años y forcípula en los últimos. A partir de los datos de diámetro basal y altura se calcularon los incrementos entre mediciones. En el año 2008 se midió el radio de copa mediante el empleo de cinta métrica en las cuatro posiciones (norte, sur, este y oeste) para cuantificar el grado de cobertura del arbolado. 2.3. Pasto Las muestras de pasto de los tres primeros años, es decir 2002, 2003 y 2004 fueron recogidas en julio, integrando por tanto la producción de primavera y verano en un solo corte ya que y la de otoño, a excepción del año 2002 que no se realizó un muestreo en otoño debido al escaso crecimiento del pasto provocado por las bajas temperaturas. Las muestras de pasto fueron tomadas en los meses de mayo, julio y noviembre de los años 2005, 2006 y 2007. En todos los años se muestreó en otoño correspondiente al mes de noviembre. Se realizaron por lo tanto un total de catorce muestreos. El aprovechamiento del pasto fue realizado en los tres primeros años mediante siega, para posteriormente emplear ovejas que entraban a pastar a una carga elevada (50 ovejas de raza gallega por hectárea) simulando pastoreo rotacional a finales de la primavera y en invierno de cada año. Antes del pastoreo se realizó un muestreo que fue diferente en función de los distintos años de estudio, ya que se pretendía cuantificar el efecto del arbolado sobre la producción de pasto 52 teniendo en cuenta los cuatro puntos cardinales (norte, sur, este y oeste) una vez que éste se iba desarrollando. Si bien se tomaron cuatro muestras de pasto al azar en cada parcela en los años 2002, 2003 y 2004, a partir del año 2005 y en los años 2006 y 2007, se tomaron 8 muestras por unidad experimental, cuatro de las cuales fueron recogidas bajo la copa del árbol (cerca) y cuatro en el punto más lejano del mismo (lejos) en los cuatro puntos cardinales. Las muestras fueron recogidas con ayuda de un cuadrado de 0,3 x 0,3 cm (0,09 m2), empleando cizallas manuales a batería de la marca Outils Wolf SP75. En los años 2006 y 2007 se realizó una estimación visual de la cobertura de las diferentes especies pratenses en cada cuadrado (Figura 14). 3. Determinaciones en laboratorio Las muestras que se recogieron de suelo y pasto fueron llevadas al laboratorio donde se realizaron los siguientes análisis: 3.1. Suelo Una vez en el laboratorio, las muestras de suelo se secaron al aire o en estufa (45º C), tras lo que se pasan por un tamiz de luz de 2 mm para posteriormente realizar una molienda de las mismas en un mortero de ágata (Guitián y Carballás 1976). 3.1.1. pH agua y KCl La determinación del pH de las muestras se realizó tanto en agua como en KCl 0,1 M. En ambos casos, la relación entre el peso del suelo y el volumen del reactivo empleado fue de 1:2,5 dejando un tiempo de reacción de diez minutos para el pH en agua y dos horas para el pH en KCl (Guitián y Carballás 1976). La lectura de las muestras fue realizada con un pHmetro con un electrodo de vidrio y calomelano, de la marca Crisol, modelo GLP 21. 3.1.2. Materia orgánica y Nitrógeno Para la obtención de la materia orgánica y nitrógeno total se pesaron las muestras y después fueron analizadas usando CNS-LECO 2000 siguiendo las instrucciones de fabrica (LECO, 1996). 3.1.3. Fósforo total La determinación de fósforo total del suelo se realizó por colorimetría con un autoanalizador TRAACS-800+, mediante el método US-786-86A de Bran+Luebbe después de una digestión microkjeldahl (Castro et al. 1990) y con el mismo autoanalizador, a través del método número UD 787-86 (multitest) de Bran Luebbe (Castro et al. 1990). En el cual fósforo se convierte en ácido ortofosfórico por hidrólisis con ácido sulfúrico. Se produce un color azul por la reacción del ortofosfato, el ión de molibdato y el antimonio, seguida de una reducción con ácido ascórbico a pH ácido. El complejo fosfo-molibdeno se lee a 600 nm. 53 3.1.4. Potasio, Calcio, Magnesio y Sodio totales Los contenidos totales de K, Ca, Mg, Na en el suelo se determinaron tras una digestión con ácido nítrico (NO3H) (CEM 1994; 1996) en un microondas de marca CEM modelo MDS 2000 que permite controlar la presión. Las cantidades totales se midieron con el espectofotómetro VARIAN 220FS. En caso de K y Na por emisión atómica, mientras que para Ca y Mg se empleó absorción, según la metodología propuesta por el fabricante (VARIAN 1989). 3.1.5. Microelementos y metales pesados totales La concentración total de zinc, cobre, plomo, cromo, níquel, cadmio y plomo en el suelo se determinó tras una digestión con ácido nítrico (NO3H) (CEM 1994; 1996) en un microondas de marca CEM modelo MDS 2000. Las mediciones de los contenidos totales de zinc, cobre, plomo, cromo, níquel, cadmio y plomo se realizaron con mediante absorción atómica con un espectofotómetro VARIAN 220FS según la metodología propuesta por el fabricante (VARIAN 1989). 3.1.6. Elementos extraídos en BaCl2 de potasio, calcio, magnesio, sodio y aluminio Las muestras de suelo fueron analizadas según el método de cloruro bárico tras realizar una extracción en BaCl2 a 0,6 N (Mosquera y Mombiela 1986). La concentración de K+, Ca2+, Mg2+, Na+ se midió con el espectrómetro VARIAN 220FS. En el caso de K+ y Na+ por emisión atómica, mientras que para Ca2+ y Mg2+ se empleó absorción, según la metodología propuesta por el fabricante (VARIAN 1989). Para determinar la concentración de aluminio se realizó una valoración con NaOH 0,01 N (Mosquera y Mombiela 1986), pero utilizando como indicador fenolftaleína al 1% en solución alcohólica. La Capacidad de Intercambio Catiónico efectiva CIC se calculó a través de la suma del K+, Na+, Mg2+, Ca2+ y Al3+ expresada en términos de cmol(+)/100 grs de suelo. El peso relativo de cada uno de los componentes de CIC se estimó en función de los porcentajes de dichos cationes intercambiables con respecto a la CIC total (Mosquera y Mombiela 1986). 3.1.7. Niveles de P, K, Ca, Mg y metales pesados extraídos en Melich 3 La presencia de P, K, Ca, Mg y de metales pesados (Cu, Cr, Zn, Ni, Cd y Pb) que se encontraban de manera asimilable en el suelo se determinó mediante una extracción con Mehlich 3 (Mehlich 1985). La determinación de fósforo extraído por el método Mehlich se realizó por colorimetría con un autoanalizador TRAACS-800+, mediante el método US-786-86 de Bran+Luebbe (Castro et al. 1990). Los niveles de K, Ca, Mg y Na se determinaron en un espectrómetro de marca VARIAN modelo 220FS por espectrofotometría de emisión (CEM 1994; 1996) y los de y metales pesados (Cu, Cr, Zn, Ni, Cd y Pb) por espectrofotometría de absorción atómica de acuerdo a la metodología propuesta por el fabricante (VARIAN 1989). 54 3.2. Pasto Con las muestras de pasto recogidas en el campo se realizó una subdivisión en el laboratorio en dos submuestras entre 95 y 105 g de peso, una para determinar el contenido en materia seca y otra para realizar los análisis de composición botánica y biodiversidad. Con una de ellas se procedió al secado directo en la estufa hasta alcanzar peso constante (60ºC x 48h) con el objeto de determinar el contenido en materia seca del pasto. Posteriormente las muestras fueron molidas con un tamiz de 0,5 mm para posteriormente realizar los análisis químicos para determinar los macronutrientes y metales pesados. Con los resultados de producción obtenidos en campo y el contenido en materia seca se determinó la producción de pasto por corte. La producción anual se calculó mediante la suma de la producción de todos los cortes de primavera y otoño correspondiente a cada año. También se muestra la producción de pasto estacional donde para los tres primeros años (2002, 2003 y 2004) se presenta la producción acumulada de la primavera y el verano (primavera+verano) mientras que en los años subsiguientes (2005, 2006 y 2007) se tomaron muestras en primavera y verano independientemente. En el caso de otoño las muestras recogidas fueron a finales del año y sin variantes. 3.2.1. Proteína Bruta El contenido de nitrógeno de las muestras de pasto se determinó por colorimetría con un autoanalizador TRAACS – 800+ mediante el método número US-786-86 A de Bran+Luebbe, descrito para el apartado de suelo después de una digestión microkjeldahl (Castro et al. 1990). La concentración de proteína bruta del pasto se calculó multiplicando los valores obtenidos en el nitrógeno por 6,25 (Whitehead 1995). 3.2.2. Fósforo A partir de la digestión microkjeldahl (Castro et al. 1990) se procedió a analizar el fósforo por colorimetría, para lo cual se empleó un autoanalizador TRAACS-800+ con el método US-787-86 (multitest) de Brand+Luebbe (Castro et al. 1990). 3.2.3. Macronutrientes Para el análisis de los macronutrientes totales (K, Na, Ca, Mg) en el pasto se empleo una digestión microkjeldahl (Castro et al. 1990). El potasio y el sodio se determinaron por medio de espectrometría de emisión atómica, mientras que para Ca y Mg se empleó la de absorción atómica. Los cuatro elementos se midieron en un espectrofotómetro VARIAN 220 FS según el método propuesto por el fabricante (VARIAN 1989). 3.2.4. Metales pesados La determinación de Cu, Cr, Zn, Ni Cd y Pb se realizó tras una digestión con ácido nítrico en vasos cerrados a una presión controlada en un microondas CEM MDS-2000 (CEM 1994; 1996). 55 La medición se llevó a cabo mediante espectrometría de absorción atómica. En todos los casos se empleó un espectrómetro VARIAN 220 FS siguiendo la metodología indicada por el fabricante (VARIAN 1989). 3.2.5. Composición botánica específica Con las muestras de pasto recogidas se realizó una subdivisión en el laboratorio en dos submuestras entre 95 y 105 g de peso. A continuación, se realizaba una separación botánica manual de todas las especies presentes, que posteriormente fueron secadas en la estufa (60 ° C) hasta alcanzar peso constante y fueron pesadas para determinar materia seca; con esta información se determinó la producción y composición botánica. Cabe señalar que a partir de la primavera de 2006, la identificación de especies botánicas se realizó de forma visual en campo debido al importante volumen de muestras que se generan al estudiar el efecto de la sombra sobre la producción de pasto (Figura 14). Lejos N Cerca Años Campo Laboratorio 2002 Lejos Cerca Cerca Lejos 2003 EO 2004 2005 2006 P. x euroamericana 2007 Cerca Lejos S Recolección muestras en campo Separación manual de especies Estimación visual de especies Figura 14. Diagrama esquemático de la toma de muestras para la determinación de la composición botánica especifica y parámetros de biodiversidad en el sistema silvopastoral con P x canadensis y pradera mixta 3.2.6. Biodiversidad alfa de especies vegetales vasculares 3.2.6.1. Riqueza específica (S) Para el estudio de la biodiversidad alfa se empleó el índice de riqueza específica que indica el número total de especies en cada una de las parcelas. 3.2.6.2. Estructura (Índice de abundancia proporcional) Hay diversas maneras de determinar la estructura de la comunidad, como los modelos paramétricos, no paramétricos e índices de abundancia proporcional (Moreno 2001). Para la determinación de estos índices, el número de especies es reemplazado por la biomasa relativa siguiendo la metodología descrita por Marrugan (1989). 62 El pH en KCl varió entre 4,15 a 4,81 en los cinco años de estudio. El pH en KCl sólo resultó significativamente modificado en el año 2004 cuando se observa un efecto positivo en aquellos tratamientos a los cuales se añadió cal y no se fertilizó en comparación con el tratamiento en el que no se encaló y se añadió una dosis alta de lodo. Por otra parte se observa un efecto negativo de la dosis sobre el pH en KCl. Es decir, los tratamientos control tendieron a tener unos pHs en KCl más altos que aquellos a los que se añadieron dosis bajas o altas de lodo. a c d bc c 0 50 100 150 200 250 2003 2004 2005 2006 2007 Años pp-2 (mm) 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 pH agua -log[H + ] pp-2 pH agua a c d bc c 0 2 4 6 8 10 2003 2004 2005 2006 2007 Años t-2(ºC) 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 pH agua -log[H + ] t-2 pH agua Figura 16. Media anual de pH agua, la precipitación acumulada de los dos primeros meses (pp-2 arriba) y temperatura media (t-2, abajo). En la Figura 16 se observa la media anual del pH en agua y su relación con la precipitación acumulada pp-2 y la temperatura media t-2 de los dos meses anteriores al muestreo que resultó modificar el pH en agua, aunque no en KCl. En los dos meses anteriores al muestreo del año 2004, se detectaron precipitaciones abundantes, mientras que en el año 2005 éstas se redujeron notablemente. Por otra parte, la temperatura media de los dos meses anteriores al muestreo fue decreciendo desde el principio del estudio hasta el año 2006, cuando presentó su nivel más bajo. 63 En la Figura 17 se observa una regresión lineal significativa entre el pH en agua y la precipitación de los dos meses anteriores al muestreo que muestra un coeficiente de correlación de Pearson alto (R2=0,70) y en la que se detecta un efecto positivo de la precipitación sobre el pH en agua del suelo. 2004 2007 2005 2006 2003 pH agua = 0.004 (pp-2 suelo) + 4.55 R 2 = 0.70 4,8 5,1 5,4 5,7 6 100 120 140 160 180 200 220 240 260 pp-2 suelo (mm) pH agua -log[H + ] Figura 17. Relación lineal entre pH agua y la precipitación acumulada de los dos meses anteriores al muestreo en el suelo. 1.2. Materia orgánica En la Figura 18 se observan las medias obtenidas de la variable de materia orgánica para los diferentes tratamientos y los distintos años de estudio. La materia orgánica varió de 7,67 a 11,80 %. El ANOVA (ANEXO 1) mostró un efecto significativo de los tratamientos sobre los niveles de materia orgánica en suelo, siendo estos dependientes de si previamente se había añadido cal o no. De hecho, no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos de lodo si se había aplicado previamente cal durante los seis años de estudio. Sin embargo, en los años 2005 y 2006 la dosis alta de lodo sin cal redujo significativamente el contenido en materia orgánica en comparación con el mismo tratamiento pero encalado. Se encontró una tendencia similar en el año 2007, aunque no significativa. 64 MO b ab a a ab ab b ab ab a ab ab 6 7 8 9 10 11 12 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento %2003 2004 2005 2006 2007 Figura 18.Contenido medio de MO en los diferentes tratamientos desde el año 2003 hasta el 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado (cal) y no encalado (no cal). Letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos en cada año. 1.3. Nitrógeno total El efecto de los tratamientos (p<10%) sobre el contenido en nitrógeno siguió la misma tendencia que el contenido en materia orgánica ya descrito (ANEXO 1). Estas dos variables (Figura 20) estuvieron muy relacionadas desde un punto de vista estadístico (R2=0,87) El contenido de nitrógeno en el suelo varió de 0,3 a 0,5% (Figura 21) en los cinco años de estudio. Sin embargo, solamente el tratamiento que recibió una dosis alta de lodo combinado con cal mostró una concentración más alta de nitrógeno en suelo comparada con el tratamiento que tenía la misma dosis de lodo en el año 2005 y 2007. 2007 2006 2005 2004 2003 MO = 16.37 (N) + 1.95 R 2 = 0.87 9.2 9.6 10 10.4 10.8 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52 0.54 0.56 N (%) MO (%) Figura 19. Regresión lineal entre los contenidos de materia orgánica y N en suelo los cinco años de estudio. 65 N total b ab ab a abab 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % N 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 20. Contenido medio de N en los diferentes tratamientos desde el año 2003 hasta el 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado (cal) y no encalado (no cal). Letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos en cada año. 1.4. Fósforo 1.4.1. Total Los niveles de fósforo total en suelo se vieron significativamente afectados por el año de estudio (p<0,001), pero no por los tratamientos (ANEXO 1). P total 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % P 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 21. Medias de P total en el suelo en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. Las concentraciones de P total en el suelo fluctuaron de 0,4 a 0,13 % en los cinco años de estudio (Figura 21). Se observa que en los tres primeros años de estudio la concentración de fósforo 66 en el suelo era inferior a 0,5% mientras que en los dos últimos años este duplico su contenido. Se encontró la tendencia, no significativa, de un incremento de los niveles de P total en los tratamientos en los que se aplicó fertilización de lodo con encalado (p<0.12). 1.4.2. Mehlich El ANOVA de P mehlich (ANEXO 1) muestra un efecto significativo en las interacciones año*tratamiento (p<0,05) y tratamiento (p<0,01) sobre los niveles de fósforo Mehlih en suelo. Esta interacción implicó que, dependiendo del año de estudio el efecto de los tratamientos sobre los niveles de P Mehlich en suelo difiere. El contenido de P Melhich varió entre 16,27 y 71,08 mg kg-1 a lo largo de los cinco años de estudio (Figura 22). Así al principio del estudio, en el año 2003, los niveles de P Mehlich se elevan en el tratamiento en el que no se empleó cal y se aplicaron dosis altas de lodo, resultando ser significativamente superior al tratamiento de dosis alta de lodo en el que sí se empleó cal, lo que podría significar que el encalado disminuyó la disponibilidad de fósforo. A medida que transcurrieron los años y la cal dejó de hacer su efecto, son precisamente los tratamientos que tuvieron una dosis alta de lodo los que presentan una mayor disponibilidad de este elemento, efecto que fue especialmente relevante en los años 2005 y 2007, aunque se mostró la misma tendencia en el año 2006. P mehlich ab ab b ab ab a b b a b bb b ab ab ab ab a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 22. Medias de P mehlich en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.5. Capacidad de intercambio catiónico En la Figura 23 se observa la CIC en los diferentes tratamientos y en los cinco años de estudio. La CIC varió entre 4,62 y 10,02 cmol (+) kg-1 siendo el año con menores niveles de CIC el primero. El ANOVA realizado (ANEXO 1) reveló diferencias significativas entre años (p<0.001) y 67 el tratamiento (p<0.01). Cuando se aplicó cal se encontró un incremento significativo de la CIC con la dosis alta de lodo en comparación con los otros tratamientos en los años 2005 y 2007, si bien no hubo diferencias significativas entre los tratamientos de dosis baja y alta de lodo, cuando se había aportado cal previamente. La misma tendencia se encontró en el año 2006. Capacidad de Intercambio Catiónico b ab a bbb b ab a bbb 4 6 8 10 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento cmol(+) kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 23. Contenido medio de la CIC en los diferentes tratamientos desde el año 2003 hasta el 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado (cal) y no encalado (no cal). Letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos en cada año. 1.6. Bases de cambio (K+, Na+, Ca2+, Mg2+ y Al3+) en BaCl2 El ANOVA de las bases extraídas en BaCl2 mostró un efecto significativo en la interacción año*tratamiento para el Ca2+ (p<0,05), y en tratamiento para Mg2+ (p<0,001), y del Al3+ (p<0,05) y año en todos los casos (ANEXO 1). Los valores de las diferentes variables oscilan entre 0,4 y 0,67 cmol (+) kg-1 para K+; entre 0,1 y 0,4 cmol (+) kg-1 para Na+; entre 2,2 y 6,3 cmol (+) kg-1 para Ca2+; entre 0,7 y 1,6 cmol (+) kg-1 para Mg2+; y entre 0,85 y 1,88 cmol (+) kg-1 para Al3+ respectivamente (Figura 24). En general y si exceptuamos el Al3+ la proporción de todos los elementos en el suelo fue pequeña en el año 2003, incrementándose con el tiempo hasta el año 2005 en el caso del Ca2+, Mg2+ y Na+ y hasta el 2006 en el caso del K+, para posteriormente disminuir en todos los casos con respecto al año 2005 ó 2006 en función del elemento. Los niveles de Ca2+ se vieron positivamente incrementados por el aporte de cal y dosis creciente de lodo, al igual que el Mg2+ en algún año. En relación a K+ siguió la pauta contraria a la encontrada con el Ca2+. El Na no mostró un efecto claro y el Al3+ parece ser más reducido en los tratamientos con encalado algún año. 68 K bbb ab b a abb ab ab b 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento cmol (+) kg-1 2003 2004 2005 2006 2007 Na 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento cmol (+) kg-1 2003 2004 2005 2006 2007 Ca ab ab ab a ab a c bc bc abc ab a b ab ab ab a ab abc bc c c a ab 2 3 4 5 6 7 NF Baja Alta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento cmol (+) kg-1 2003 2004 2005 2006 2007 Mg b b b b ab a 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento cmol (+) kg-1 2003 2004 2005 2006 2007 Al bb ab ab ab a 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento cmol (+)kg-1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 24. Medias de las bases extraídas en K+, Na+, Ca2+, Mg2+ y Al3+, en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. Si atendemos a los efectos del tratamiento y del año (ANEXO 1) de las diferentes variables expresadas como una relación porcentual podemos señalar que sólo el Ca2+ y el Al3+ mostraron verse significativamente afectados por los tratamientos, tendiendo los mismos a afectar al Mg2+ (p<0,09). El orden de importancia de la proporción de los cationes que configuran el complejo de cambio fue muy similar durante todos los años de estudio, siendo el calcio el catión dominante. Sin embargo en los otros años existe una variación de esta relación, así en los años 2003, 2004, 2005, 2007 fue Ca2+ >Al3+ > Mg2+ > Na+ > K+ (Figura 25) mientras que en el año 2006 fue de Ca2+ > Mg2+ >Al3+ > K+ > Na+. Ciertamente, hay que tener en cuenta que el año 2005 fue el que presentó un mayor contenido de materia orgánica que pudo ligarse al Al+3 retirándolo de la fase líquida edáfica en el 2006. Por otra parte, es el año de mayores precipitaciones, lo que contribuye al lavado de Na+, el cual es el elemento más móvil dentro del perfil. 69 2003 0% 20% 40% 60% 80% 100% NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Al3+ Ca2+ Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Mg2+ Na+K+ 2004 0% 20% 40% 60% 80% 100% NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Al3+ Ca2+ Na+ K+ Mg2+ Al3+ Ca2+ Mg2+ Na+K+ 2005 bc aab bc cabc 0% 20% 40% 60% 80% 100% NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Al3+ Ca2+ Na+ K+ Mg2+Al3 + Ca2+ Mg2+ Na+K+ 2006 ab bab ab aab 0% 20% 40% 60% 80% 100% NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Al3+ Ca2+ Na+ K+ Mg2+ Al3+ Ca2+ Mg2+ Na+K+ 2007 bc cbc ab aabc ab aab bc cabc 0% 20% 40% 60% 80% 100% NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Al3+ Ca2+ Na+ K+ Mg2+Al3+ Ca2+ Mg2+ Na+K+ Figura 25. Medias de bases de cambio K+, Na+, Ca2+, Mg2+ y Al3+, en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. En general, no se detectaron diferencias significativas entre tratamientos en relación al porcentaje de los diferentes cationes hasta el último año, si bien se detectaron modificaciones significativas en el año 2005, en relación a los niveles de Ca2+ y al Al3+ en el 2006. Cabe señalar que el aporte de cal redujo el porcentaje de saturación de aluminio, y mejoró la proporción de Ca2+ en el complejo de cambio. 1.7. Potasio 1.7.1. Total Los niveles de K total en el suelo no se vieron significativamente afectados por los tratamientos (ANEXO 1), aunque sí por el factor año (p<0,05). Dichos valores fluctuaron entre 0,07 y 0,19 % durante los cinco años de estudio (Figura 27). En el año 2003 se observa que el encalado 70 mantiene la concentración de K mientras que cuando no se encala, el lodo tiende a disminuir el K. También, se ve que en 2006 un aumento al doble su concentración en dosis bajas con encalado. K total 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % K 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 26. Medias de K total en el suelo en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.7.2. Mehlich El ANOVA (ANEXO 1), de los niveles de K Mehlich en suelo revela que hubo un efecto significativo de los tratamientos (p<0,01) y los años (p<0,001) sobre este elemento, que en general revelan un efecto significativo y positivo del aporte de lodo en los últimos años de estudio, sobre todo si se encala sobre la disponibilidad de este elemento en el suelo. Las medias de K Mehlich variaron de 74,84 a 222,08 mg kg-1 en los cinco años de estudio (Figura 26). En general se observa que los niveles de K Mehlich se incrementaron en el año 2006, resultando bajos en los otros años. En los años 2005, 2006 y 2007 se observa que la concentración de K en Mehlich fue mayor en aquellas parcelas a las que se aplicó dosis altas de lodo y encalado, en comparación con las que recibieron la misma dosis de lodo pero no se encaló. 71 K mehlich b ab ab ab ab a b b ab a ab ab b b ab a a a 60 100 140 180 220 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento mg kg-1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 27. Medias de K mehlich en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.8. Calcio 1.8.1. Total La concentración de Calcio total en suelo (ANEXO 1) en el suelo muestra un efecto significativo en las interacciones año*tratamiento (p<0,001). Ca total bbbb b a bab ab aaa b ab a ab aa 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % Ca 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 28. Medias de Ca total en el suelo en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. El contenido medio de Ca total en el suelo fluctuó de 0,03 a 0,60 % en los cinco años de estudio (Figura 28). Se observa que tanto en el primero como el último año los niveles de Ca fueron 78 Cu mehlich 0 1 2 3 4 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 37. Medias de Cu mehlich en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.14. Cromo 1.14.1. Total La concentración de cromo total en suelo se vio significativamente afectada por el factor año (p<0,001) pero no por los tratamientos (ANEXO 1). El cromo total fluctuó entre valores de 1,45 y 61,03 mg kg-1 (Figura 38). Las mayores concentraciones de Cr se encontraron en los dos primeros años de estudio. Cr total 0 10 20 30 40 50 60 70 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 38. Medias de Cr total en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 79 1.14.2. Mehlich No se encontró un efecto significativo de los tratamientos sobre los niveles de Cr Mehlich en el suelo, aunque sí de los años (p<0,05). Las medias de Cr en Mehlich variaron de 0,5 a 6,5 mg kg-1 en los cinco años de estudio (Figura 39), si bien muchos de los valores estuvieron por debajo del límite de detección de la técnica empleada. Al igual que sucedía con el Cr total los niveles de Cr en Mehlich fueron superiores en el año 2004 en todos los tratamientos. Cr mehlich 0 2 4 6 8 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 39. Medias de Cr en mehlich en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.15. Níquel 1.15.1. Total Los niveles de Ni total en suelo no se vieron afectados por los tratamientos o el año (ANEXO 1). El níquel total fluctuó entre valores de 2,0 a 22,7 mg kg-1 (Figura 40). Aunque se encontró la tendencia no significativa de que las concentraciones de Ni fueron mayores en los tratamientos de no fertilización y fertilización baja sin encalado, la variabilidad entre réplicas de los datos obtenidos hace que estos datos no puedan considerarse concluyentes. 80 Ni total 0 5 10 15 20 25 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 40. Medias de Ni total en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.15.2. Mehlich Al igual que sucedía con el contenido total de Ni la concentración media de Ni extraído por e método Mehlich no resultó verse afectada ni por los tratamientos ni por los años (ANEXO 1). Las medias de Ni en Mehlich variaron de 0,3 a 1,8 mg kg-1 en los cinco años de estudio (Figura 41), y los resultados mostraron una gran variabilidad entre réplicas, lo que unido a que muchos de los valores estuvieron por debajo del límite de detección de la técnica empleada provocó que resultara difícil detectar un efecto claro de los tratamientos sobre los niveles de este elemento extraído por el método Mehlich en suelo. Ni mehlich 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 41. Medias de Ni mehlich en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 81 1.16. Plomo 1.16.1. Total Los niveles de plomo en suelo no se vieron significativamente afectados por los tratamientos o por el año de estudio (ANEXO 1). En general, se puede señalar que la concentración de plomo total fluctuó en valores de 4,45 a 36,03 mg kg-1 (Figura 42), si bien, en algunos casos los niveles de plomo se encontraron por debajo del límite de detección instrumental. Pb total 0 5 10 15 20 25 30 35 40 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento kg mg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 42. Medias de Pb total en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.16.2. Mehlich Al igual que sucedía con los niveles de Pb total en suelo, las concentraciones de Pb obtenidas tras la extracción realizada con el método Mehlich revelan que no se encontró un efecto significativo de los años o de los tratamientos sobre los niveles de este elemento en el suelo (ANEXO 1). Los contenidos medios de Plomo en Mehlich variaron entre 0,05 y 4,41 mg kg-1 durante los cinco años de estudio (Figura 43). Aunque no hubo un efecto significativo de los tratamientos se puede observar que los niveles de Pb en Mehlich se incrementaron a media que pasaban los años de estudio, encontrando también que en los años 2005 y 2006 el Pb estuvo presente en mayor proporción en aquellas parcelas donde se aplicó fertilización con lodo y se encaló, esta misma tendencia se observa en el 2007. 82 Pb mehlich 0 1 2 3 4 5 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento mg kg -1 2003 2004 2005 2006 2007 Figura 43. Medias de Pb mehlich en los diferentes tratamientos a partir de 2003 hasta 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 1.17. Cadmio 1.17.1. Total Los valores de Cd en el suelo fueron inferiores a los detectados por el equipo de medición por lo cual no han sido incluidos en este documento. 1.17.2. Mehlich Los valores de Cd mehlich fueron inferiores a los detectados por el equipo de medición por lo cual no han sido incluidos en este documento. 2. Arbolado 2.1. Altura y diámetro de P x canadensis El ANOVA de la altura de P x canadensis Dode Guinier muestran un efecto significativo en la variable tratamiento en los años 2006 y 2007. Por otra parte, en diámetro basal se observa un efecto en la variable tratamiento en los años 2004, 2006 y 2007 (ANEXO 2). Los valores medios de la altura y diámetro por tratamiento y en los diferentes años de estudio se pueden ver en la Figura 44. La altura de P x canadensis, varió entre 1,38 y 5,53 m; mientras que para el diámetro este intervalo estuvo comprendido entre 0,14 y 0,76 m durante todos los años de estudio. Se puede observar un efecto positivo sobre el crecimiento del árbol en los tratamientos en los cuales se aplicó lodo. La altura y diámetro más altos se encuentran asociados a los tratamientos que recibieron dosis bajas de lodo con cal y dosis altas de lodo sin encalado previo. Este resultado se obtuvo desde el primer año de la experiencia. Los crecimientos inferiores en el arbolado ocurren en aquellas parcelas a las cuales no se aplicó fertilización y que resultaron comparables a las parcelas que recibieron dosis altas de lodo y cal. 83 ab c c bc a bc a b a b bb a b b b a b 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Diám etro (m) 2002 2003 2004 2006 2007 ab b b b a b a b b b a b a b b b a b 0 1 2 3 4 5 6 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Altura (m) 2002 2003 2004 2006 2007 Figura 44. Medias de la altura y el diámetro basal de Populus x canadensis en los diferentes tratamientos en los años 2002, 2003, 2004, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha1; bajo condiciones de encalado (cal) y no encalado (no cal). Letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos en cada año. 2.2. Incrementos en el crecimiento de P x canadensis El ANOVA del incremento en altura tuvo un efecto significativo en la variable tratamiento en el periodo 2003-2004 al 7%; en 2004-2006 (p<0,001) y 2006-2007 al 8%. El diámetro basal obtuvo un efecto significativo en la variable tratamiento en el periodo 2004-2006 (p<0,001); y 2006-2007 al 6% (ANEXO 2) Los valores medios de los incrementos en altura fueron incrementándose desde el período 2002-2003 (0,15-0,78 m), 2003-2004 (0,40-1,01 m), 2004-2006 (0,61-1,43 m) hasta el período 20062007 (0,89-2,28 m); mientras que para diámetro fueron más similares en los períodos 2002-2003 y 2003-2004 (d<0.05), incrementándose el crecimiento en los períodos 2004-2006 (0,08-0,19 m) y 2006-2007 (0,10-0,28 m) (Figura 45). La respuesta obtenida refleja lo encontrado en los valores absolutos de altura y diámetro, es decir mejores crecimientos con dosis bajas de lodo y cal y dosis altas de lodo sino se encalaba previamente. 84 ab a ab bab abb a bbb a b a b b ab ab 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Incremento Altura (m) h0203 h0304 h0406 h0607 b a bb b a b a b b b a 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Incremento Diám etro (m) d0203 d0304 d0406 d0607 Figura 45. Medias del incremento en altura y diámetro basal de Populus x canadensis en los periodos 2002-2003, 2003-2004, 2004-2006 y 2006-2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado (cal) y no encalado (no cal). Letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos en cada año. 3. Pasto 3.1. Producción anual En el ANOVA que se muestra en el (ANEXO 3) se puede observar que en los dos primeros años no hubo ningún efecto de los tratamientos sobre la producción anual de pasto ni sobre la producción de cada corte. Sin embargo, si se detecto un efecto significativo del tratamiento sobre la producción anual de los pastos en los años 2004, 2006, y 2007, al igual en el corte de verano en el año 2004, en los cortes de primavera, verano y otoño en los años 2005 y 2007, y finalmente sobre la producción de pasto en los cortes de primavera y verano en el 2006 85 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2002 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2003 a ab b a a ab 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2004 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2005 ab b a a b ab 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2006 d a abc cd ab bc 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2007 Figura 46. Medias de la producción de pasto en el 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. La producción anual de pasto en los dos primeros y los tres últimos años fue inferior a 7 t ha-1 (Figura 46). Sin embargo, se produjo un incremento importante de la producción anual del pasto en el año 2004, en el que esta variable fluctuó de 6.3 a 17.5 t ha-1, en función de los tratamientos. En el año 2004, se observa un claro efecto positivo de la aplicación de lodo sobre la producción anual de pasto, tiende a incrementarse con el aporte de cal, sobre todo en las dosis altas. Sin embargo, en el año 2006 la producción anual de pasto se vio mermada con las dosis bajas de lodo con el aporte o sin aporte de cal, caso contrario 2007. En relación con la producción de corte mostrada en las Figuras 47 y 48, se puede ver que esta es muy reducida en los primeros años de estudio, y muy elevada en el tercero, sobre todo en la primavera, cuando el efecto de los tratamientos se muestra en forma clara, ya que la producción de pasto de primavera se incrementa en forma muy significativa cuando se aplica las dosis de lodo ya encalado previamente o no (Figura 47). 86 Producción de verano a b c a ab bc 3 5 7 9 11 13 15 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento t ha-1 2002 2003 2004 Producción de otoño 0 1 2 3 4 5 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento t ha-1 2003 2004 Figura 47. Medias de la producción de pasto estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. Al igual que el año 2004 la producción de pasto en la primavera del año 2005 fue muy elevada (superando las 5 t ha-1) en comparación con los años 2006 y 2007, (no más de 2 t ha-1) sobre todo en los tratamientos en los que se aplico dosis alta de lodo (Figura 48), independientemente de si se había encalado o no. Sin embargo, si se evalúa, la producción de pasto en el periodo previo o posterior a la sequía estival, es decir si sumamos la producción de pasto en primavera y de otoño en el año 2005, se puede ver que esta es mayor con las dosis altas de lodo si previamente no había encalado, ya que el encalado mermó la producción de pasto en corte de verano aportándose dosis altas de lodo (Figura 49). 87 Producción de primavera ab a a b ab a b c a bc bc b bc ab ab aab c 0 1 2 3 4 5 6 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2005 2006 2007 Producción de verano a bc bc c bc ab ab b a a b ab bc aab abc bc c 0 1 2 3 4 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2005 2006 2007 Producción de otoño ab bc abc a abc c aa c bc ab c 0 1 2 3 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento t ha -1 2005 2006 2007 Figura 48. Medias de la producción de pasto estacional en primavera y verano acumulada y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. La producción de pasto en la primavera del año 2006, al igual que la del verano, se vio mejorada por el aporte de dosis altas de lodo en comparación con las dosis bajas, sobre todo si previamente se había encalado, lo que hace que cuando se suman ambas resulten ser más productivas en comparación con el tratamiento de dosis baja de lodo. Sin embargo, en este año la producción de pasto en el tratamiento de no fertilización resultó ser similar a la de la dosis alta de lodo, en todos los casos con excepción de la dosis alta de lodo con encalado durante el período de primavera. Si 94 Tabla 12. Descripción botánica de las especies encontradas en un sistema silvopastoral con Populus x canadensis en una pradera mixta desde el 2002 al 2005; en la cual cod es código usado; clase es D: Dicotiledóneas y M: Monocotiledóneas; y donde ciclo es A: anual, B: bianual y P: perenne; y tratamiento con el superíndice 1: Cal y No fertilización, 2: Cal con Fertilización Baja, 3: Cal con Fertilización Alta, 4: No Cal y No Fertilización, 5: No Cal y Fertilización Baja, 6: No Cal y Fertilización Alta. Cod Clase Ciclo Familia Especie 2002 2003 2004 2005 Ai D P Asteraceae Achillea millefolium LX 1 2 3 4 5 6 Ca D A Asteraceae Carduus tenuiflorus Curtis X 1 2 3 4 5 Cn D P Asteraceae Centaurea limbata Hoffmanns. / Link X 3 5 X 5 6 Ci D A Asteraceae Cirsium arvense LX 3 6 Sn D B Asteraceae Senecio jacobaea LX 1 2 3 4 5 6 So D A Asteraceae Sonchus oleraceus LX 2 3 Ta D P Asteraceae Taraxacum officinale Weber X 1 2 5 X 1 3 6 X 1 4 X 1 2 5 Cp D A Brassicaceae Capsela bursa pastoris L X 2 X 2 Rp D A Brassicaceae Raphanus raphanistrum L Cr D A Caryophyllaceae Cerastium glomeratum Thuill X 5 X 5 X 2 3 6 Sp D A Caryophyllaceae Spergula arvensis LX 4 St D A Caryophyllaceae Stellaria media LX 3 X 1 3 4 6 Lo D P Fabaceae Lotus corniculatus LX 4 X 1 2 3 4 5 6 X 1 2 4 5 Tc D A Fabaceae Trifolium campestre Schreber X 2 4 6 X 5 Tp D P Fabaceae Trifolium pratense LX 2 3 Tr D P Fabaceae Trifolium repens LX 1 2 3 4 5 X 1 4 X 5 X 1 2 4 5 Ul D P Fabaceae Ulex europaeus LX 1 4 X 3 Vi D B Fabaceae Vicia sativa LX 2 3 Er D B Geraniaceae Erodium moschatum (L) L'Hér X 2 X 5 X 1 5 6 Ge D A Geraniaceae Geranium dissectum LX 4 X 1 2 3 4 6 X 1 3 5 X 1 2 3 4 5 6 Ju M P Juncaceae Juncus effusus LX 4 5 X 4 X 1 2 3 4 5 6 X 2 4 5 6 La D A Lamiaceae Lamium maculatum LX 2 3 5 Pu D P Lamiaceae Prunella vulgaris LX 1 2 4 5 Si D P Liliaceae Simethis planifolia L (Gren) X 6 Pl D P Plantaginaceae Plantago lanceolata LX 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 5 X 4 X 1 2 3 4 5 6 Ac M P Poaceae Agrostis capillaris LX 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 X 2 X 1 2 3 4 5 6 Av M A Poaceae Avenula marginata (Lowe) X 3 4 X 1 2 3 4 5 6 Br M A Poaceae Bromus rigidus Roth X 3 Cy M P Poaceae Cynosurus cristatus L X 1 4 X 3 X 4 Dg M P Poaceae Dactylis glomerata LX 2 3 5 6 X 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 Fe M P Poaceae Festuca rubra L X 5 X 1 2 3 4 5 6 Hl M P Poaceae Holcus lanatus LX 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 Lm M A Poaceae Lolium multiflorum Lam X 3 X 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 5 6 Lp M P Poaceae Lolium perenne LX 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 X 4 X 1 2 3 4 5 6 Po M P Poaceae Poa pratensis LX 5 X 2 3 4 5 6 X 2 Ps M P Poaceae Pseudarrhenatherum longifolium (Thore) Rouy X 4 5 6 Py D A Polygonaceae Polygonum aviculare LX 5 X 3 Ra D P Polygonaceae Rumex acetosa LX 1 2 3 4 5 6 Ro D P Polygonaceae Rumex obtusifolius LX 1 3 6 X 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 5 6 Ra D P Ranunculaceae Ranunculus repens LX 3 4 X 1 2 3 4 5 6 Ga D A Rubiaceae Galium aparine LX 1 2 3 4 5 6 X 1 2 3 4 6 Di D B Scrophulariaceae Digitalis purpurea LX 1 2 3 4 5 6 Ve D A Scrophulariaceae Veronica agrestis LX 3 X 3 Sd D A Solanaceae Solanum dulcamara LX 1 2 3 5 6 X 1 6 Ur D P Urticaceae Urtica dioica LX 2 X 1 2 6 Número total de especies: 15 17 32 33 95 Tabla 13. Descripción botánica de las especies encontradas en un sistema silvopastoral con Populus x canadensis en una pradera mixta en el 2006 y 2007 (posición del arbolado, lejos y cerca); en la cual cod es código usado; clase es D: Dicotiledóneas y M: Monocotiledóneas; y donde ciclo es A: anual, B: bianual y P: perenne; y tratamiento con el superíndice 1: Cal y No fertilización, 2: Cal con Fertilización Baja, 3: Cal con Fertilización Alta, 4: No Cal y No Fertilización, 5: No Cal y Fertilización Baja, 6: No Cal y Fertilización Alta. Cod Clase Ciclo Familia Especie Lejos Cerca Lejos Cerca Ai D P Asteraceae Achillea millefolium LX 3 Ca D A Asteraceae Carduus tenuiflorus Curtis X1 2 3 4 6 X1 2 3 4 6 X1 2 3 4 6 X1 2 3 5 6 Cn D P Asteraceae Centaurea limbata Hoffmanns. / Link X2 3 4 5 X3 6 X1 3 5 6 X2 3 4 5 Sn D B Asteraceae Senecio jacobaea LX 1 3 5 So D A Asteraceae Sonchus oleraceus LX 1 2 4 5 X1 2 5 X3 6 Ta D P Asterac eae Taraxacum officinale Weber FH Wigg X 1 2 3 4 6 X1 2 3 5 X2 3 4 5 6 Cp D A Brassicaceae Capsela bursa pastoris L X3 4 5 X3 X1 3 X5 6 Rp D A Brassicaceae Raphanus raphanistrum LX 5X3 4 X2 3 5 Cr D A Caryophyllaceae Cerastium glomeratum Thuill X1 2 3 5 6 X1 2 3 5 6 X3 4 5 X2 4 5 6 Sp D A Caryophyllaceae Spergula arvensis LX 5X5 6 X1 St D A Caryophyllaceae Stellaria media LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 4 6 X1 3 5 6 X1 2 3 4 5 6 Lo D P Fabaceae Lotus corniculatus LX 1 2 4 5 6 X1 3 4 5 6 X1 4 5 X2 3 4 6 Tc D A Fabaceae Trifolium campestre Schreber X1 Tr D P Fabaceae Trifolium repens LX 1 2 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X2 3 4 5 6 Ge D A Geraniaceae Geranium dissectum L X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 X1 2 3 4 5 Ju M P Juncaceae Juncus effusus LX 1 2 4 5 X1 4 5 X1 3 X1 3 4 5 La D A Lamiaceae Lamium maculatum LX 5 Pu D P Lamiaceae Prunella vulgaris LX 3X1 Pl D P Plantaginaceae Plantago lanceolata LX 1 2 3 4 5 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 Ac D P Poaceae Agrostis capillaris LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 Cy M P Poaceae Cynosurus cristatus L X1 Dg M P Poaceae Dactylis glomerata LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 Fe M A Poaceae Festuca rubra L Hl M P Poaceae Holcus lanatus LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 Lm M A Poaceae Lolium multiflorum Lam Lp M P Poaceae Lolium perenne LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X2 3 4 5 6 Po M P Poaceae Poa pratensis L X2 6 Ra D P Polygonaceae Rumex acetosa LX 1 2 3 4 5 6 X2 4 5 6 Ro D P Polygonaceae Rumex obtusifolius LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 4 5 6 Rn D P Ranunculaceae Ranunculus repens LX 1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 X1 2 3 4 5 6 Ga D A Rubiaceae Galium aparine LX 4 Ve D A Scrophulariaceae Veronica agrestis LX 5X2 6 X2 3 X1 3 4 5 Sd D A Solanaceae Solanum dulcamara L Ur D P Urticaceae Urtica dioica LX 1 3 6 X1 2 6 X3X1 5 Total de especies: 22 23 25 25 2006 2007 102 Cal NF 2002 0% 13% 87% Anuales Bianuales Perennes Cal Baja 2002 13% 13% 74% Anuales Bianuales Perennes Cal Alta 2002 14% 14% 72% Anuales Bianuales Perennes No Cal NF 2002 20% 10% 70% Anuales Bianuales Perennes No Cal Baja 2002 9% 9% 82% Anuales Bianuales Perennes No Cal Alta 2002 17% 17% 66% Anuales Bianuales Perennes Cal NF 2003 20% 0% 80% Anuales Bianuales Perennes Cal Baja 2003 22% 11% 67% Anuales Bianuales Perennes Cal Alta 2003 25% 0% 75% Anuales Bianuales Perennes No Cal NF 2003 18% 0% 82% Anuales Bianuales Perennes No Cal Baja 2003 14% 0% 86% Anuales Bianuales Perennes No Cal Alta 2003 22% 0% 78% Anuales Bianuales Perennes Cal NF 2004 31% 0% 69% Anuales Bianuales Perennes Cal Baja 2004 33% 0%67% Anuales Bianuales Perennes Cal Alta 2004 38% 0% 62% Anuales Bianuales Perennes No Cal NF 2004 25% 0% 75% Anuales Bianuales Perennes No Cal Baja 2004 40% 5% 55% Anuales Bianuales Perennes No Cal Alta 2004 23% 0% 77% Anuales Bianuales Perennes Cal NF 2005 32% 5% 63% Anuales Bianuales Perennes Cal Baja 2005 35% 0% 65% Anuales Bianuales Perennes Cal Alta 2005 52% 0% 48% Anuales Bianuales Perennes No Cal NF 2005 25% 0% 75% Anuales Bianuales Perennes No Cal Baja 2005 18% 6% 76% Anuales Bianuales Perennes No Cal Alta 2005 33% 6% 61% Anuales Bianuales Perennes Cal NF 2006 28% 6% 66% Anuales Bianuales Perennes Cal Baja 2006 33% 0%67% Anuales Bianuales Perennes Cal Alta 2006 41% 0% 59% Anuales Bianuales Perennes No Cal NF 2006 33% 6% 61% Anuales Bianuales Perennes No Cal Baja 2006 43% 5% 52% Anuales Bianuales Perennes No Cal Alta 2006 29% 0% 71% Anuales Bianuales Perennes Cal NF 2007 33% 0%67% Anuales Bianuales Perennes Cal Baja 2007 33% 0%67% Anuales Bianuales Perennes Cal Alta 2007 36% 0% 64% Anuales Bianuales Perennes No Cal NF 2007 35% 0% 65% Anuales Bianuales Perennes No Cal Baja 2007 29% 0% 71% Anuales Bianuales Perennes No Cal Alta 2007 31% 0% 69% Anuales Bianuales Perennes Figura 52. Distribución porcentual de las especies anuales, bianuales y perennes encontradas en los diferentes tratamientos durante los años 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 y 2007. 103 Cal NF 2002 62% 38% Dico Mono Cal Baja 2002 62% 38% Dico Mono Cal Alta 2002 43% 57% Dico Mono No Cal NF 2002 60% 40% Dico Mono No Cal Baja 2002 45% 55% Dico Mono No Cal Alta 2002 50%50% Dico Mono Cal NF 2003 50%50% Dico Mono Cal Baja 2003 33% 67% Dico Mono Cal Alta 2003 42% 58% Dico Mono No Cal NF 2003 27% 73% Dico Mono No Cal Baja 2003 14% 86% Dico Mono No Cal Alta 2003 33% 67% Dico Mono Cal NF 2004 69% 31% Dico Mono Cal Baja 2004 67% 33% Dico Mono Cal Alta 2004 71% 29% Dico Mono No Cal NF 2004 65% 35% Dico Mono No Cal Baja 2004 75% 25% Dico Mono No Cal Alta 2004 54% 46% Dico Mono Cal NF 2005 70% 30% Dico Mono Cal Baja 2005 67% 33% Dico Mono Cal Alta 2005 68% 32% Dico Mono No Cal NF 2005 59% 41% Dico Mono No Cal Baja 2005 61% 39% Dico Mono No Cal Alta 2005 63% 37% Dico Mono Cal NF 2006 68% 32% Dico Mono Cal Baja 2006 68% 32% Dico Mono Cal Alta 2006 78% 22% Dico Mono No Cal NF 2006 74% 26% Dico Mono No Cal Baja 2006 77% 23% Dico Mono No Cal Alta 2006 72% 28% Dico Mono Cal NF 2007 77% 23% Dico Mono Cal Baja 2007 74% 26% Dico Mono Cal Alta 2007 78% 22% Dico Mono No Cal NF 2007 78% 22% Dico Mono No Cal Baja 2007 72% 28% Dico Mono No Cal Alta 2007 76% 24% Dico Mono Figura 53. Distribución porcentual de las especies monocotiledóneas y dicotiledóneas encontradas en los diferentes tratamientos durante los años 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 y 2007. 104 3.2.2. Composición botánica En el ANEXO 5 se observa el ANOVA correspondiente a las especies más representadas en cada corte y en todos los tratamientos desarrollados durante los seis años de estudio. Dos monocotiledóneas (Lolium perenne y Holcus lanatus) tuvieron mayor presencia en los veranos del los años 2002 y 2003, mientras que en el verano del año 2004 Lolium perenne fue desplazada por Agrostis capillaris, especie esta última que domina junto a Holcus lanatus en los otoños de los años 2003 y 2004 (Figura 54). No se encontraron efectos significativos de los tratamientos en el año 2002 (ANEXO 5), mostrándose solamente afectadas de forma significativa las proporciones de Agrostis capillaris y de Stellaria media en los otoños de los años 2003 y 2004, y el de Agrostis capillaris en el verano del 2003, además del Rumex obtusifolius y Ranunculus repens en el otoño 2004. La proporción de la especie Agrostis capillaris ha resultado verse negativamente afectada por el aporte de lodo. Sin embargo, Stellaria media se asoció al tratamiento que implicó el aporte conjunto de cal y dosis alta de lodo, aunque la presencia de esta especie en el pasto fue muy reducida. La especie Rumex obtusifolius estuvo presente con mayor abundancia en los tratamientos que recibieron dosis altas de lodo. En relación a lo ocurrido con la composición botánica en el año 2005, el ANOVA del ANEXO 5 muestra que se encontró un efecto significativo de los tratamientos sobre la proporción de Holcus lanatus y Lolium perenne en los tres cortes, Festuca rubra y Plantago lanceolata en primavera, Agrostis capillaris y Dactylis glomerata en verano, Ranunculus repens en verano y otoño y Rumex obtusifolius solamente en otoño. Las especies Holcus lanatus y Lolium perenne mostraron un comportamiento diferenciado en función de los tratamientos aplicados, de hecho la primera especie se asoció de forma predominante a aquellos tratamientos en los que no se aplicó fertilización, sobre todo cuando no se habían encalado previamente, lo contrario sucedía con el Lolium perenne, asociada a dosis altas de fertilizante con encalado previo (Figura 54). La importancia relativa del Holcus lanatus fue muy superior a la del Lolium perenne en todos los cortes. 105 Verano 2002 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lt a NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Verano 2003 bc abc ab c c a 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Otoño 2003 b a a b b a a b b ab b ab b b b a bb 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lt a NF Baja A lt a Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Verano 2004 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Otoño 2004 a b b a b b 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lt a Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Primavera 2005 b b b b a b a b b aa b b ab b bb a b a bbb b 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Verano 2005 bc bc c a bc ab b ab a b aba a b b b ab b a b b b ab ab 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Otoño 2005 ab a abb b ab b b b a b ba b ab a a ab a b b b b b 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Figura 54. Porcentaje de la composición botánica en los cortes de los años 2002, 2003, 2004 y 2005; en donde Ag: Agrotis capillaris L; Cr: Cerastium glomeratum Thuill; Da: Dactylis glomerata L; Fe: Festuca rubra L; Hl: Holcus lanatus L; Lp: Lolium perenne L; Ot: Otras; Pl: Plantago lanceolata L; Ra: Ranunculus repens L; Ro: Rumex obtusifolius L; St: Stellaria media L; Tr: Trifolium repens L; y donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo 106 Primavera 2006 b cd d a c d b bb b a b bc abc a c ab c ab ab a b b ab b a b b b b b b b bb a bc ab bc c bc a b b b b b a 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lt a NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Otoño 2006 a b c a b c b b b b a b b ba b b b ab ab c ab b a c bc b bc bc a bc a ab ab b ab bab b b b ab ab bc abc c a c cab bc ca bbabb b 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Primavera 2007 cd bc a d b a b b b b a b bc bc a bc ab c b b b b b a c bc ab cc a c bc ab a abc bc b a ab bb ab b b ab bbab b bb a b b b b ab b a b 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lt a NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Verano 2006 b a a b b a b a b b b b b ab ab a b ab b b b a b b ab ba ba ab b b b b b a a b b a a b b abb b a 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lt a NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Verano 2007 aab bc a bc c ab b b b a b b b a ba ab ab b b ab ab a b ab b b b bc bc ab bc c a b bab b a bbaab ab ab bab bb b 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Otoño 2007 a ab bc a abc c b bb bb a bab bab ba b b a ab ab a 0 20 40 60 80 100 NF Baja A lt a NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %Ag Cr Da Fe Hl Lp Ot Pl Ra Ro St Tr Figura 55. Porcentaje de la composición botánica del pasto en los cortes 2006 y 2007; en donde Ag: Agrotis capillaris L; Cr: Cerastium glomeratum Thuill; Da: Dactylis glomerata L; Fe: Festuca rubra L; Hl: Holcus lanatus L; Lp: Lolium perenne L; Ot: Otras; Pl: Plantago lanceolata L; Ra: Ranunculus repens L; Ro: Rumex obtusifolius L; St: Stellaria media L; Tr: Trifolium repens L; y donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. En relación a los años 2006 y 2007 (Figura 55), todas las especies evaluadas (Agrostis capillaris, Cerastium glomeratum, Dactylis glomerata, Holcus lanatus, Lolium perenne, Plantago lanceolata, Ranunculus repens, Rumex obtusifolius, Stellaria media y Trifolium repens) se vieron significativamente afectadas por los tratamientos en todos los cortes, con excepción de Holcus lanatus en la primavera y verano de 2006, Plantago lanceolata y Stellaria media en el verano de 2006, Trifolium repens en el otoño de 2006, Cerastium glomeratum, Dactylis glomerata, Ranunculus repens, Stellaria media, Trifolium repens y Rumex obtusifolius en el otoño de 2007, Lolium perenne 107 en el verano de 2007 y Plantago lanceolata en la primavera del 2007, tal y como se aprecia en los ANOVAS del ANEXO 5. En relación a los resulatos obtenidos con Agrostis capillaris, en los dos últimos años de estudio se encuentra que esta especie incrementa su presencia de forma notable a medida que pasa el tiempo, no obstante, su abundancia relativa es mayor si se asocia a los tratamientos que no recibieron fertilización, independientemente de si se ha encalado previamente o no, tal y como sucedía en los primeros años de la experiencia. Lo contrario sucede con el Lolium perenne, que aumenta su presencia cuando se fertiliza con dosis altas de lodo en el año 2006 en aquellos tratamientos en los que previamente se había aportado cal, y en el año 2007 en los que no. Dactylis glomerata, la otra especie de siembra, junto al Lolium perenne, muestra un resultado similar al Lolium perenne, sobre todo en las parcelas en las que previamente se había encalado. Lo contrario se encontró en los dos últimos años de estudio con la especie de Holcus lanatus, significativa y positivamente asociada a los tratamientos en los que se aplicó lodo de depuradora urbana en dosis altas, pero que no habían recibido un encalado previo. Especies como Plantago lanceolata se vieron favorecidas por el aporte de lodo a dosis medias y el encalado previo. La presencia de Ranunculus fue más errática, si bien podría asociarse en la mayoría de los casos con el aporte de dosis altas de lodo con o sin encalado previo. Se encontró también un incremento en la presencia de Stellaria media asociado a las dosis altas de lodo y cal, y de Trifolium repens a las dosis medias de lodo y cal. 3.2.3. Diagramas de abundancia La representación gráfica de los diagramas de abundancia para los diferentes tratamientos y años de este estudio se puede ver en las Figuras 56 y 57. Con independencia de si las parcelas se habían encalado o no la especie H. lanatus fue dominante en los tratamientos que no recibieron fertilización durante los primeros cuatro años de estudio, con excepción del segundo en el que presentó una codominancia con Agrostis capillaris en los tratamientos en los que no se aplicó cal. En los dos últimos años fue Agrostis capillaris la especie más representada en los tratamientos de no fertilización. Agrostis capillaris y Holcus lanatus fueron siempre las especies más importantes en los tratamientos de no fertilización, aunque en el primer año Agrostis capillaris fue reemplazada por Lolium perenne, tras la siembra, y en el año 2005 por Dactylis glomerata, si previamente se había encalado. En los tratamientos que recibieron lodo se mostró un predominio del Lolium perenne en el primer año, que se vio acompañado por el Holcus lanatus y por Agrostis capillaris, en este orden en la mayoría de los casos. En los años siguientes se produjo un predominio de la especie Holcus lanatus, seguida por las especies de siembra (Lolium perenne y Dactylis glomerata) en aquellos tratamientos en los que se realizó la fertilización con lodo y previamente se había encalado. En los tratamientos en los que se fertilizó y no se encaló encontramos también un predominio de Agrostis capillaris en el segundo año, que fue reemplazado por Holcus lanatus en los años 2004 y 2005 en las 108 parcelas con dosis bajas de lodo; pero las especies de siembra no estuvieron bien representadas, lo que sí sucedía con la misma dosis de lodo pero con encalado previo. Con la dosis alta de lodo sin encalado previo también se produce un claro predominio del Holcus lanatus a partir del segundo año (aunque no en el tercero, en el que codomina con Rumex obtusifolius y Lolium perenne) y una buena presencia del Lolium perenne en el tercer y cuarto año, siendo la segunda especie con más importancia en este tratamiento. Además, en los años 2006 y 2007, en los tratamientos que incluían encalado, la presencia de H lanatus fue más importante en aquellas parcelas que estaban lejos del árbol si se aplicaron dosis bajas de lodo, siendo reemplazado por Agrostis capillaris en las zonas próximas al árbol. Sin embargo, en los tratamientos en los que se aplicaron dosis altas la especie predominante fue Holcus lanatus en posiciones próximas al árbol y Dactylis glomerata en las zonas más alejadas del árbol. Finalmente, en los dos últimos años y si no se encala hay un claro predominio de Agrostis capillaris en el tratamiento de dosis baja y de Holcus lanatus la dosis alta, seguidas por Holcus lanatus en el primer caso y por Agrostis capillaris en el segundo, si exceptuamos la presencia de Rumex obtusifolius en la zona próxima al árbol en el año 2006. Si nos centramos en la forma de las curvas de los diagramas de abundancia, observamos que en el primer año el número de especies mejor representadas (por encima del 10%) es mayor en el caso de que se hubiese encalado previamente en compración a si no se encalara. A partir de aquí se observa que los tratamientos que recibieron dosis altas de lodo, independientemente de si previamente se había encalado o no, presentan una línea de meseta con cuatro especies más abundantes, lo que implica mayor codominancia y mayor biodiversidad, siendo esa meseta de dos especies solamente en el caso de las parcelas con dosis bajas de lodo. Cuando se realiza un encalado previo y no se fertiliza siempre hay una especie que claramente domina a las otras, lo que ocurre de forma menos intensa en el caso de que no se aporte cal. En los años 2006 y 2007 encontramos que en las parcelas de no fertilización y encalado, en posiciones próximas y alejadas del árbol, y en las de no fertilización y no encalado en posiciones alejadas del árbol se produce una clara dominancia (superior al 50%) de una de las especies, en concreto Agrostis capillaris, sobre las demás, valor que se reduce al 40% en el caso de las zonas no encaladas y no fertilizadas ubicadas cerca del árbol. Por otro lado, en el año 2006, y en el tratamiento de dosis alta de lodo se encuentra una línea de meseta que implica una codominancia de las especies más representadas en este tratamiento: Dactylis glomerata, Holcus lanatus, Lolium perene, Agrostis capillaris y Rumex obtusifolius, en el caso de recibir encalado previo. En el caso de que no se hubiese encalado Dactylis glomerata es reemplazada por Rumex acetosella. La proporción de estas especies nunca superó el 40%, con valores inferiores al 30% en muchos casos. En las parcelas de dosis bajas de lodo se encuentra un comportamiento similar de codominancia, no obstante las especies Holcus lanatus y Agrostis capillaris que se encuentran en una línea de meseta no superan el 25%, y son 109 seguidas por otra línea de meseta de 4 especies. Este efecto de codominancia fue menos acusado cuando no se encaló previamente y se fertilizó con dosis bajas de lodo. Finalmente, en el año 2007 hay diferencias claras entre tratamientos y en función de la posición respecto al árbol. Así cuando no se fertiliza y se encala, cerca o lejos del árbol, o no se encala, cerca del árbol, la curva de dominancia muestra una especie claramente dominante que supera siempre el 50%, llegando a alcanzar valores del 70% en el último caso. Sin embargo, este valor se reduce al 40% en los tratamientos que no recibieron cal y no fueron fertilizados. Tal y como sucedía en el año 2006 a medida que se incrementa la fertilización la codominancia se ve aumentada, si bien este efecto es más claro en las zonas que se encuentran próximas al árbol, en relación a las más alejadas. 116 3.2.7. Índice de Jaccard (J) y Marrugan (β) La Tabla 14 muestra el resultado del cálculo de los índices de similitud/disimilitud de Jaccard (J) y de reemplazo de especies de Magurran (β) entre el año inicial y el año final del ensayo para los diferentes tratamientos. Tabla 14. Índice de Jaccard (J) y Magurran (β) entre el año inicial (2002) y el final (2007) de la experiencia en cada tratamiento. a: número de especies presentes en el año 2002 en cada tratamiento, b: número de especies presentes en el año 2007 en cada tratamiento y c: número de especies presentes en el año 2002 y 2007 en cada tratamiento. a 2002 b 2007 cI j B Cal NF 8 22 6 0,25 22,50 Baja 8 19 6 0,29 19,29 Alta 7 23 5 0,20 24,00 No Cal NF 10 18 6 0,27 20,36 Baja 12 18 8 0,36 19,09 Alta 6 17 4 0,21 18,16 Comparación de escenario inicial y final Tal y como ya habíamos señalado, se puede observar que el número de especies establecidas por tratamientos al principio de la experiencia varía entre 6 y 12, mientras que en el último año varía de entre 17 y 23, en cuanto a las especies comunes en los años inicial y final se observa que con las dosis de lodo bajas sin encalado hay un mayor número de especies comunes, observándose lo contrario en las dosis altas sin encalado. Del índice de Jaccard se deduce que, por término medio, sólo se comparten entre la situación inicial y la final aproximadamente un 25% de las especies que aparecen en la última etapa, siendo en ambas situaciones de encalado y no encalado mayor el número de especies que se comparte cuando se aplican dosis bajas de lodo (32 y 44% respectivamente) o no se fertiliza (27 y 33% respectivamente) en comparación a cuando se aportaron dosis altas de lodo (22 y 23% respectivamente). En la Tabla 14 se observa que el índice de complementariedad de Magurran (β) tiende a aumentar en las parcelas con encalado en comparación con las parcelas en las que no se encala, por lo tanto nos señala de nuevo que la biodiversidad vegetal vascular al final del estudio es mayor cuando se encala y sobre todo con la dosis alta de lodo. 117 3.2.8. Índice de complementariedad (C) En la Tabla 15 se observa el índice de complementariedad, se observa que todos los casos (Cab) son mayores a 0,5 y cercano a 1, lo que indica que las especies encontradas en el ensayo son completamente diferentes. Tabla 15. Tabla de complementariedad Cab por tratamiento entre el comienzo y final de la experiencia. a 2002 b 2007 cS ab U ab C ab Cal NF 8 22 6 24 18 0,75 Baja 8 19 6 21 15 0,71 Alta 7 23 5 25 20 0,80 No Cal NF 10 18 6 22 16 0,73 Baja 12 18 8 22 14 0,64 Alta 6 17 4 19 15 0,79 Tabla de complementariedad C ab En la Tabla 15 se observa que las dosis altas de lodo (con y sin encalado) mostraron índices de complementariedad más altos, mientras que las dosis bajas (con y sin cal) mostraron valores ligeramente inferiores. 3.3. Calidad del pasto 3.3.1. Proteína bruta El ANOVA de resultados obtenidos en la concentración de proteína bruta en el pasto en cada muestreo puede observarse en el ANEXO 7. En general se observaron efectos significativos de los tratamientos en los períodos de verano, con excepción del último, y de otoño, con excepción del año 2006. No se encontraron efectos significativos de los tratamientos aplicados sobre los contenidos de proteína durante las primaveras de los años de estudio. 118 Verano a b b ab b b a a b a a ab 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % PB 2002 2003 2004 Otoño a ab abc abc bc c a b b bc dcd 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento %PB 2003 2004 Figura 64. Medias de proteína de pasto estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. El contenido de proteína bruta en los cortes de verano y otoño en los tres primeros años de estudio se pueden ver en la Figura 64. Los niveles de proteína resultaron ser mayores en el verano del 2002 (7,7 a 13,0 % PB) que en el de los años 2003 (5,1 a 11,8% PB) y 2004 (4,8 a 7,6% PB). En el otoño del 2003 el contenido de PB varió entre el 9,5 y el 21,7% y en el del 2004 entre el 12,2 y el 21,3%. En el año 2005 el contenido de proteína varió entre 12,3 y 15,5% en primavera, entre el 5,7 y el 8,1% en el verano y entre el 8,5 y el 13,6% en el otoño, mientras que en el 2006 fluctuó del 13,1 al15,7% en primavera, del 7,6 al 9,5% en verano y del 14,0 al 17,6% 119 en otoño, y finalmente en el año 2007 varió entre el 8,3 y el 12,3% en primavera, entre el 8,8 y el 13,4% en verano y del 9,4 al13,1% en otoño (Figura 65). Los niveles de proteína parecen verse significativamente mejorados por los tratamientos en los que se aportan dosis altas de lodo, en comparación con los tratamientos de no fertilización, sobre todo en el caso de que previamente no se haya encalado, en los resultados obtenidos en los años 2003 y 2004, e independientemente del encalado en los años 2005, 2006 y 2007. No se observa un efecto de los tratamientos sobre los niveles de proteína en el pasto en la primavera de los tres últimos años de estudio, si bien se encontró que el aporte de lodo tendía a mejorar los niveles de esta variable en planta en comparación con el tratamiento de no fertilización, sobre todo en el caso de que se encalara previamente. 120 Primavera 4 6 8 10 12 14 16 18 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % PB 2005 2006 2007 Verano ab abab a ab b ab ab a bb ab 4 6 8 10 12 14 16 18 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % PB 2005 2006 2007 Otoño c a bc ab bc bc ab b b a ab a 4 6 8 10 12 14 16 18 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % PB 2005 2006 2007 Figura 65. Medias de la proteína de pasto estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 121 3.3.2. Fósforo Los resultados del ANOVA de la concentración del P en pasto en cada corte se pueden ver en el ANEXO 7, obsevándose un efecto significativo de los tratamientos sobre esta variable en el verano de los años 2002 (p<6%), 2003 (p<0,05), 2006 (p<0,001) y 2007 (p<0,001), en la primavera de 2005 (p<0,01), 2006 (p<0,01) y 2007 (p<0,001) y en el otoño de 2004 (p<0,001), 2005 (p<0,01) y 2006 (p<0,001). La concentración de P en el corte de verano de 2002 (0,21 a 0,29%) resultó ser superior a la de los veranos de los años 2003 (0,09 a 0,18%) y 2004 (0,22 a 0,27%), siguiendo el mismo patrón encontrado para la proteína en el año 2003. Estos niveles se incrementaron en otoño (Figura 66), con un rango de valores que varió del 0,10 al 0,35% en el año 2003 y del 0,23 al 0,51% en el 2004. En los años 2005, 2006 y 2007 las concentraciones de fósforo obtenidas estuvieron comprendidas entre el 0,2 y el 0,5% en la mayoría de los cortes, si exceptuamos los valores alcanzados en verano de 2005 y otoño de 2007, que estuvieron por debajo de este rango. Verano bc ab a cabc abc b bab bab a 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 NF Baja Alta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % P 2002 2003 2004 Otoño c a b c b b 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % P 2003 2004 Figura 66. Medias de P estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 122 En general, y tal y como se encontró con los niveles de proteína, la concentración de fósforo tiende a incrementarse con el aporte de lodo, de forma independiente a si se aplicó cal o no previamente. No obstante, en algunos casos, como en el otoño del año 2004, se ve un efecto negativo del aporte de las dosis altas de lodo, se encalara o no, sobre los niveles de fósforo en pasto. En algunos cortes no se encontró efecto alguno, como en los cortes de verano de los años 2004 y 2005, y de otoño de los años 2003 y 2007 (Figura 67). Primavera a bc c a ab abc ab a bc a c a bb c a ab b 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % P 2005 2006 2007 Verano ab bc ab cc a a bc ab c a a 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % P 2005 2006 2007 Otoño c ab bc bc b a a bc cd e ab de 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % P 2005 2006 2007 Figura 67. Medias de P estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 123 3.3.3. Potasio El contenido de K en pasto se vio significativamente afectado por los tratamientos en los cortes de otoño de 2003 (p<0,05), 2004 (p<0,01), 2005 (p<0,01) y 2007 (p<0,09), así como en la primavera de 2007 (p<0,08) (ANEXO 7). Los niveles de potasio en el pasto resultaron ser notablemente bajos en el año 2003, ya que en ningún tratamiento ni corte se superó la concentración de 0,5 % (Figuras 68 y 69). En el resto de los cortes se suele superar el valor del 1%, con excepción del verano del 2002 y los tratamientos en los que no se aportó fertilización en el otoño del 2004, primavera del 2007 y otoño del 2005, o en todos los tratamientos del verano del año 2005 y otoño del 2007. En general, se encuentra la tendencia de que el aporte de las dosis altas de lodo contribuye a mejorar los niveles de potasio en el pasto, pero este efecto es más significativo si no se había encalado previamente. Verano 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento % K 2002 2003 2004 Otoño a bc c ab bc c a b c b b c 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % K 2003 2004 Figura 68. Medias de K estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 124 Primavera ab ab b a b ab 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % K 2005 2006 2007 Verano 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % K 2005 2006 2007 Otoño a b b a ab ab a ab b ab ab ab 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % K 2005 2006 2007 Figura 69. Medias de K estacional en primavera, verano y el otoño en los años 2005, 2006 y 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 125 3.3.4. Calcio En el ANEXO 7 se pueden observar los resultados del ANOVA de la concentración de Ca en pasto por corte, que revelan que esta variable se ve afectada por los tratamientos en los cortes de otoño del año 2004 (p<0,1), 2005 (p<0,001), 2006 (p<0,05) y 2007 (p<0,07), en la primavera del 2007 (p<0,01) y en el verano de 2006 (p<0,05). En las Figuras 70 y 71 se observa que los niveles de calcio en pasto fueron notablemente más bajos en los tres primeros años de estudio, con valores inferiores al 0,31%, en comparación con los tres últimos años, con valores que superan el 0,4% en todos los casos. Los niveles de calcio encontrados en el otoño del año 2005 y en los cortes de primavera y verano del año 2006 son superiores a los de los mismos períodos de los otros años. Verano 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 NF Baja A lta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % Ca 2002 2003 2004 Otoño b ab ab a ab a 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento % Ca 2003 2004 Figura 70. Medias de Ca estacional en verano y el otoño en los años 2002, 2003 y 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 132 Primavera a b b b b b a ab ab b c c a b b c c b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Zn mg kg-1 2005 2006 2007 Verano a b ab ab b b a a b ab b a a a c b c b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Zn mg kg-1 2005 2006 2007 Otoño a a bb aa ab a ab cbc c a ab b a a b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Zn mg kg-1 2005 2006 2007 Figura 77. Medias del contenido de Zn foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 133 3.3.8. Cobre El ANOVA de Cu (ANEXO 7) mostró un efecto significativo de los tratamientos sobre la concentración de cobre en pasto en la primavera de 2006 (p<0,001), y 2007 (p<0,01), verano de 2002 (p<0,05), 2006 (p<0,001) y 2007 (p<0,001) y en el otoño de 2005 (p<0,001). La concentración de Cu en los tres primeros años de estudio varió de 2,5 a 6,2 mg kg-1 en el verano de 2002, 2003 y 2004. Mientras que en los cortes de otoño varió de 4,6 a 20,4 mg kg-1 en los años 2003 y 2004 (Figura 78). Por otra parte, en los años 2005, 2006 y 2007 esos valores oscilaron entre 4,0 y 13,7 mg kg-1 en primavera, de 4,9 a 8,2 mg kg-1 en verano, y de 5,6 a 10,78 mg kg-1 en otoño. (Figura 79). Verano a a a ab ab 0 5 10 15 20 25 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Cu mg kg -1 2002 2003 2004 Otoño 0 5 10 15 20 25 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Cu mg kg -1 2003 2004 Figura 78. Medias de la concentración de Cu foliar del pasto estacional en verano y otoño de los años 2002, 2003, 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 134 El contenido en cobre tendió a incrementarse significativamente con la dosis de lodo en el corte de verano del primer año, este efecto fue significativo si se compara el tratamiento de dosis alta de lodo con el de no fertilización sin encalado previo. La misma tendencia se observa en este corte si se encala y en el resto de los muestreos de los tres primeros años. Primavera a a b a b a aabc ab d bcd cd 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Cu mg kg -1 2005 2006 2007 Verano a bc c c db a bc cd ab ab d 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Cu mg kg -1 2005 2006 2007 Otoño 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Cu mg kg -1 2005 2006 2007 Figura 79. Medias del contenido de Cu foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 135 Al igual que sucedía con el Zinc, en los dos últimos años de estudio se observa un efecto claro y positivo del aporte de lodo sobre la concentración de Cu en pasto, sobre todo en los cortes de primavera y verano, y de forma más patente si no hay una aplicación previa de cal. 3.3.9. Cromo El resultado del ANOVA de Cr (ANEXO 7) en los diferentes cortes muestra un efecto significativo de los tratamientos en la primavera de los años 2005 (p<0,001), 2006 (p<6%) y 2007 (p<0,01) y en el verano de 2006 (p<0,001) y 2007 (p<0,001). En los cortes de los años 2002, 2003 y 2004 la concentración de Cr en pasto estuvo por debajo de los límites de detección de la técnica empleada en la determinación cuantitativa de Cr. Primavera a ab b b bb a ab ab ab b ab 0 5 10 15 20 25 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Cr mg kg -1 2005 2006 2007 Verano a db c e f a b c d e f 0 5 10 15 20 25 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Cr mg kg -1 2005 2006 2007 Otoño 0 5 10 15 20 25 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Cr mg kg -1 2005 2006 2007 Figura 80. Medias del contenido de Cr foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 136 En los años 2005, 2006 y 2007, las concentraciones de Cr estuvieron comprendidas entre 1,7 y 24,81 mg kg-1 en la primavera, entre de 3,6 a 9,8 mg kg-1 en verano y entre 1,2 y 12,4 mg kg-1 en otoño (Figura 80). Los resultados obtenidos con el Cr en pasto, en relación al efecto de los tratamientos, fueron muy similares a los del Cu, de tal manera que el aporte de lodo incrementó significativamente los niveles de Cr en pasto en los períodos de primavera y verano de los dos últimos años, siendo este efecto más claro en el caso de que no se hubiese realizado un aporte previo de cal. 3.6.10. Níquel Primavera a ab bc bc bc c 0 2 4 6 8 10 12 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Ni mg kg -1 2005 2006 2007 Verano a ab ab b ab b b a ab ab c cab b bc a c c 0 2 4 6 8 10 12 NF Baja A lta NF Baja A lt a Cal No Cal Tratamiento Ni mg kg -1 2005 2006 2007 Otoño 0 2 4 6 8 10 12 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Ni mg kg -1 2005 2006 2007 Figura 81. Medias del contenido de Ni foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 137 En el ANEXO 7 se observa que la concentración de Ni en pasto se vio significativamente afectada por los tratamientos en la primavera del año 2006 (p<0,01) y en el verano de los años 2005 (p<0,05), 2006 (p<0,001) y 2007 (p<0,001). Los resultados del primer año estuvieron por debajo del límite de detección de la técnica empleada. Las concentraciones de Ni en pasto variaron entre 2,1 y 10,1 mg kg-1 en la primavera, entre 2,1 a 7,2 mg kg-1 en verano y entre 1,2 a 8,6 mg kg-1 en el otoño de los años 2005, 2006 y 2007 (Figura 81) En general, se aprecia que, en aquellos cortes en los que hubo diferencias significativas, los niveles de Ni en pasto se vieron incrementados por el aporte de dosis crecientes de lodo, sobre todo si previamente no se había realizado el encalado, tal y como sucedía en el caso del Cu y del Cr. 3.3.11. Plomo Verano 0 5 10 15 20 25 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Pb mg kg -1 2002 2003 2004 Otoño 0 5 10 15 20 25 NF Baja Alta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Pb mg kg -1 2003 2004 Figura 82. Medias del contenido de Pb foliar del pasto estacional (verano, otoño) en los años 2002, 2003, 2004; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 138 En el ANEXO 7 se puede observar el resultado del ANOVA de la concentración de Pb en el pasto en todos los cortes de los seis años de estudio, a partir del que se desprende que sólo hubo un efecto significativo de los tratamientos sobre los niveles de Pb en pasto en el corte de otoño del año 2006 (p<0,05). Los niveles de Pb en pasto fueron especialmente altos durante los cortes de los dos primeros años de estudio, alcanzándose 21,4 mg kg-1 en el otoño de 2003 con la dosis alta de lodo sin encalado (Figura 82). El contenido varió de 0,3 a 24,9 mg kg-1 en la primavera, de 0,2 a 5,8 mg kg-1 en el verano y de 1,5 a 9,0 mg kg-1 en el otoño de los años 2005, 2006 y 2007 (Figura 83). En el corte en el que se encontró un efecto significativo de los tratamientos aplicados sobre la concentración de Pb en el pasto se detecta que ésta se incrementa con la dosis de lodo, sobre todo si no se encalaba previamente, tal y como sucedía con la mayor parte de los metales pesados analizados en este estudio. En algunos cortes, tratamientos y años la concentración de Pb en pasto fue inferior a la detectable por la técnica analítica utilizada. 3.6.12. Cadmio Los valores de la concentración de Cd en el pasto fueron inferiores a los detectables por la técnica empleada para su determinación, por lo que no han podido ser comentados en este documento. 139 Primavera 0 5 10 15 20 25 30 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Pb mg kg -1 2005 2006 2007 Verano 0 5 10 15 20 25 30 NF Baja A lta NF Baja A lta Cal No Cal Tratamiento Pb mg kg -1 2005 2006 2007 Otoño a b b b b b 0 5 10 15 20 25 30 NF Baja Alta NF Baja Alta Cal No Cal Tratamiento Pb mg kg -1 2005 2006 2007 Figura 83. Medias del contenido de Pb foliar del pasto estacional (primavera, verano, otoño) en los años 2005, 2006, 2007; donde NF es No Fertilización, Baja es el tratamiento de lodo que aplicó dosis de 100 kg N total ha-1 y Alta es 200 kg N ha-1; bajo condiciones de encalado y no encalado. Así, letras diferentes significan diferencias significativas entre los tratamientos de cada año. 140 Discusión 141 1. Suelo El pH en agua encontrado en el estudio se considera fuertemente ácido (USDA 2001), lo que unido a una reducida CIC limita la disponibilidad de nutrientes necesarios para producir pasto de forma adecuada (Whitehead 2000; Rigueiro-Rodríguez et al., 2007) o para permitir un adecuado desarrollo del arbolado (Sánchez-Rodríguez et al., 2002). De manera general, se sabe que los suelos no cultivados en Galicia poseen un pH ácido (4,4 a 5,0), lo que provoca que los niveles de fertilidad edáfica sean reducidos y se puedan producir efectos inhibitorios en la absorción de nutrientes por las plantas (Calvo de Anta et al., 1992; Mosquera-Losada et al., 1999, López-Mosquera-Losada et al., 2002). En el estudio que nos ocupa hubo importantes variaciones entre años en relación a las variables edáficas. Así, las modificaciones anuales de pH en agua se pueden explicar porque los suelos arenosos presentan una reducida capacidad tampón para mantener el pH en agua dentro de un estrecho rango debido a los reducidos niveles de CIC, que se relacionan con el bajo contenido en arcilla, la mineralogía del suelo y la cantidad de materia orgánica presente (Whitehead 2000). La reducida capacidad tampón de los suelos de este estudio podría explicar la respuesta a la precipitación en términos del pH en agua. Los resultados encontrados en esta experiencia indican que el pH en agua dependió de las condiciones meteorológicas previas a la toma de muestras en mayor medida que el pH en KCl. Los suelos ácidos poseen muchos más iones H+ que los determinados a través de la medida de pH en agua (Prasad y Power 1997) y que sí son determinados a través de la medición de pH en KCl o pH potencial. El pH en KCl es el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno que incluye el H+ soluble (medido en el pH en agua) y el H+ unido al complejo de cambio del suelo, conocido como “pH potencial” en contraposición con la acidez real o activa que se mide a través del pH en agua (Prasad y Power 1997). Las importantes diferencias encontradas en este estudio entre el pH en agua y KCl demuestran que hay una importante cantidad de iones H+ unidos al complejo de cambio, mucho mayor que la de iones H+ de la solución del suelo (Prasad y Power 1997), lo que hace que la sensibilidad de la variable pH en agua, en comparación al pH en KCl, sea mayor. El pH en agua se vio incrementado dos años después del establecimiento del ensayo en todos los tratamientos, momento en el que las condiciones climáticas, principalmente la precipitación, aunque también la temperatura, fueron suficientemente adecuadas como para ocasionar la mineralización de la materia orgánica (EPA 1994), incrementar la producción de pasto en este año y provocar un mayor volumen de incorporación de restos de origen vegetal en el suelo al final del año. La mineralización de los residuos causó un rápido incremento en las concentraciones de cationes solubles, y por tanto en el