Soil quality indicators in coffee plantations managed with ecological farming techniques in San Francisco, Cundinamarca, Colombia

Fuente: Acta Agronómica
Abstract Ecological farming (EF) is a sustainable agricultural production system that promotes customized technologies tailored to the specific needs of each agroecosystem. By optimizing available resources, EF aims to enhance the quality of cultivated soil. The objective of this research was to assess the impact of scheduled EF techniques, including biofertilizers, liquid and solid humus, effective microorganisms, phosphites, composted chicken manure, polycultures, and green fertilizers, on soil properties in coffee plantations of varying ages in San Francisco, Cundinamarca, Colombia. Samples were collected from coffee plantations of different ages (less than one year old, two, and four years) bimonthly over a 10-month period. Various soil quality indicators were evaluated, including physicochemical parameters (pH, gravimetric moisture, cation exchange capacity (CEC), organic carbon (OC), total nitrogen, and available phosphorus), abundance of functional groups of microorganisms (phosphate solubilizers, cellulolytics, and nitrogen fixers), and enzymatic activities (urease, protease, acid and alkaline phosphatase, and β-glucosidase). The results showed significant changes in soil quality indicators as a result of the application of EF techniques. These changes included a notable increase in carbon (from 9.0 % to 17.4 %), nitrogen (from 0.4 % to 0.9 %), and phosphorus content (from 9.3 to 40.4 ppm), as well as a substantial increase in the abundance of phosphate-solubilizing fungi (from 6.0 to 9.0 CFU/g) and cellulolytic fungi (from 5.6 to 9.2 CFU/g). Conversely, significant decreases were observed in soil pH (from 5.5 to 5.1) and β-glucosidase activity (from 55.8 to 10.7 μg N g-1 dm 2h-1), indicating shifts in nutrient dynamics and biological processes in response to ecological management.Resumen La agricultura ecológica (EF) es un sistema de producción agrícola sostenible que promueve tecnologías personalizadas adaptadas a las necesidades específicas de cada agroecosistema. Mediante la optimización de los recursos disponibles, la agricultura ecológica pretende mejorar la calidad del suelo cultivado. El objetivo de esta investigación fue evaluar el impacto de técnicas programadas de agricultura ecológica (incluyendo biofertilizantes, humus líquido y sólido, microorganismos efectivos, fosfitos, gallinaza compostada, policultivos y abonos verdes) en las características del suelo en cafetales de diferentes edades en San Francisco, Cundinamarca, Colombia. Se recolectaron bimensualmente muestras de cafetales de diferentes edades (menos de un año, dos y cuatro años), durante un período de 10 meses. Con base en estas muestras, se evaluaron varios indicadores de calidad del suelo, incluyendo parámetros fisicoquímicos (pH, humedad gravimétrica, capacidad de intercambio catiónico (CIC), carbono orgánico, nitrógeno total y fósforo disponible), abundancia de grupos funcionales de microorganismos (solubilizadores de fosfato, celulolíticos y fijadores de nitrógeno) y actividades enzimáticas (ureasa, proteasa, fosfatasa ácida y alcalina y β-glucosidasa). Los resultados evidenciaron cambios significativos en el comportamiento de los indicadores de calidad del suelo tras la aplicación de las técnicas de agricultura ecológica. Estos cambios incluyen un aumento notable en el contenido de carbono (de 9.0 % a 17.4 %,) nitrógeno (de 0.4 % a 0.9 %) y fósforo (de 9.3 a 40.4 ppm), así como un incremento considerable en la abundancia de hongos solubilizadores de fosfato (de 6.0 a 9.0 UFC/g) y hongos celulolíticos (de 5.6 a 9.2 UFC/g). En contraste, se observaron disminuciones significativas en el pH del suelo (de 5.5 a 5.1) y en la actividad de la enzima β-glucosidasa (de 55.8 a 10.7 μg N · g-1 dm · 2h-1), lo cual indica un cambio en la dinámica de nutrientes y los procesos biológicos en respuesta al manejo ecológico.