Cultivos Tropicales Vol. 45, No. 4, octubre-diciembre 2024, ISSN: 1819-4087
Código QR
Cu-ID: https://cu-id.com/2177/v33n4e14
Artículo original

Impacto del factor antrópico en las propiedades de los suelos de la Finca “El Pitirre”, Pinar del Río

 

iDGreter Carnero Lazo*✉:greter@inca.edu.cugretercarnerolazo@gmail.com

iDAlberto Hernández Jiménez

iDElein Terry Alfonso


Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32700

 

*Autor para correspondencia. greter@inca.edu.cu; gretercarnerolazo@gmail.com

Resumen

Se realizó un estudio edafológico de la UBP “El Pitirre”, en la provincia Pinar del Río, mediante la aplicación del método genético - geográfico dokuchaeviano, con el objetivo de evaluar cuantitativamente el impacto del hombre en el cambio de las propiedades edafológicas para obtener información básica que permita lograr rendimientos adecuados en las plantas proteicas y medicinales, manteniendo una adecuada fertilidad en los suelos. Para ello se diagnosticó y caracterizó los tipos de suelos y su distribución, se efectuó la clasificación y el análisis físico y químico. Los principales tipos genéticos diagnosticados son el Fersialítico Rojo Lixiviado (FrsRL) y el Gleysol Húmico (GH). El suelo FrsRL tiene varios subtipos; en áreas conservadas se presenta el suelo FrsRL húmico y mullido en las partes altas del relieve. En regiones más bajas se forma el suelo FrsRL gléyico. Además, debido a la pérdida de suelo por causas antrópicas, se clasifican los subtipos FrsRL erogénico y FrsRL erogénico y gléyico. Para el suelo GH se encontró el subtipo GH háplico en las áreas conservadas y el GH erogénico para las antropizadas. Se diagnosticaron dos áreas pequeñas, una de un suelo Pardo erogénico y otra de un Gleysol Vértico crómico. Los suelos en general son de contenido mediano en materia orgánica. Tienen reacción de neutra a ligeramente ácida en superficie, pero resulta más ácida hacia la parte media del perfil. Además, poseen un contenido muy bajo en fósforo y potasio asimilables.

Palabras clave: 
suelos antropogénicos, erosión, degradación

Recibido: 18/12/2022; Aceptado: 08/2/2024

Conflicto de intereses: Los autores declaran no tener conflicto de intereses

Contribución de los autores: Conceptualización- Greter Carnero-Lazo. Investigación- Greter Carnero-Lazo, Alberto Hernández-Jiménez, Elein Terry Alfonso. Metodología- Greter Carnero-Lazo, Alberto Hernández-Jiménez. Supervisión- Greter Carnero-Lazo. Escritura del borrador inicial, Escritura y edición final y Curación de datos- Greter Carnero-Lazo.

CONTENIDO

Introducción

 

Desde la década de los años 60 del siglo XX, se comenzó a desarrollar en el mundo una agricultura de altos insumos, a la que se denominó Revolución Científico Técnica en la Agricultura o Revolución Verde, con el objetivo de lograr aumentos en la producción de alimentos. Este tipo de agricultura trajo consigo la aplicación excesiva de agroquímicos (fertilizantes y pesticidas), mecanización y riego, la cual provocó grandes problemas en el ambiente, principalmente el deterioro de las propiedades de los suelos.

En el año 1990, durante el Congreso Mundial de Suelos de Kyoto, Japón, los especialistas holandeses presentaron los resultados del proyecto GLASOD (Global Assessment Soil Degradation), es decir la Evaluación de la Degradación de los Suelos en el Mundo y, a partir de este, se comienza a tomar conciencia sobre esta problemática. Según los resultados de dicho proyecto, la degradación de los suelos fue solamente de 6 % entre los años 1900 y 1945 mientras que, posterior a la Guerra Mundial (1945 a 1990), aumentó considerablemente y alcanzó como promedio mundial 17 % (11. Oldeman, I.R., Van Egelen, V.W. y Pulles, J.R. The extent of human induced soil degradation [en línea], ISRIC, Wageningen. The Netherlands, 1990, Disponible en: https://isric.org/projects/global-assessment-human-induced-soil-degradation-glasod.).

Posteriormente, durante la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro en 1992, se llega a tomar mayor conciencia de la actividad desmesurada del hombre en su desarrollo, con el aumento de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) a la atmósfera, que está conllevando al Cambio Climático, siendo la problemática del Cambio de Uso de los Suelos y la Agricultura Intensiva, conjuntamente con el consumo inmoderado de los combustibles fósiles, las causas principales de estos desajustes ambientales que hoy día amenazan la salud y la alimentación a nivel mundial (22. Nations, U. Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo, Río de Janeiro, Brasil, 3-14 de junio de 1992 | Naciones Unidas [en línea], United Nations, edit. United Nations, 6 de julio de 2022, [Consultado: 6 de julio de 2022], Available from: https://www.un.org/es/conferences/environment/rio1992.).

Una de las causas que provoca estos problemas es el manejo indebido de los suelos, con los cambios de sus propiedades por el uso agrícola intensivo y el cambio de los bosques a áreas de cultivo y, a partir de esto surge el concepto de “Cambios Globales en los Suelos”, los cuales se deben al efecto del Cambio Climático, la Concentración de GEI, el cultivo continuado en la agricultura y a la combinación de los factores anteriores (33. Ingram, J. y Gregory, P. ‘‘The effects of Global Change on Soils’’, Bulletin of the ISSS, vol. 90, no. 2, 1996, pp. 63-65.). Los procesos inducidos por el hombre, también llamados procesos antrópicos, conducen a diferentes transformaciones en las propiedades de los suelos, los cuales influyen además en la fertilidad y productividad de los mismos (44. Armenteros, Y.S. ; Viciedo, D.O. ; Alfonso, E.T. ; Jiménez, A.H. ; Fundora, A.B. y Cañizares, P.J.G. ‘‘Efectos de diferentes sistemas de manejo sobre las propiedades físicas de un Cambisol tropical, Cuba’’, Universidad y Sociedad, vol. 14, no. S1, 22 de febrero de 2022, pp. 565-571. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://rus.ucf.edu.cu/index.php/rus/article/view/2667&ved=2ahUKEwjO04W84ZCJAxXemYQIHQJWCrQQFnoECBsQAQ&usg=AOvVaw3yIAhC_Ll8P12fBMWzdo63).

Luego, en el año 1997 se firma internacionalmente el Protocolo de Kyoto que trata sobre las reducciones de las emisiones de GEI que causan el calentamiento global y se acuerda la política de la reducción de dichas emisiones con los programas de mitigación y adaptación al Cambio Climático.

Teniendo en cuenta lo anterior, se han realizado numerosas investigaciones en relación con el deterioro de las propiedades del suelo por la influencia de las pérdidas de la materia orgánica y el carbono, debido a las prácticas de manejo de una agricultura de altos insumos y/o continuada (55. Tilahun, E. ; Haile, M. ; Gebresamuel, G. y Zeleke, G. ‘‘Spatial and temporal dynamics of soil organic carbon stock and carbon sequestration affected by major land-use conversions in Northwestern highlands of Ethiopia’’, Geoderma, vol. 406, 15 de enero de 2022, p. 115506, ISSN 0016-7061, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115506.-88. Zhou, Y. ; Chartin, C. ; Van Oost, K. y van Wesemael, B. ‘‘High-resolution soil organic carbon mapping at the field scale in Southern Belgium (Wallonia)’’, Geoderma, vol. 422, 15 de septiembre de 2022, p. 115929, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115929.).

Debe destacarse que en la edafología ruso-soviética desde hace 40-50 años se vienen presentando resultados sobre el cambio de las propiedades de los suelos por la acción antropogénica. Esta problemática conllevó a que se planteara la necesidad de incluir en la clasificación de los suelos los cambios de sus propiedades por la acción antropogénica, denominando suelos a nivel de subtipo como agrogénicos y erogénicos (99. Tonkonogov, V.D. Evolución de la Clasificación Genética de los Suelos (en ruso)., edit. Pochvovedenie, 2001, (ser. No. 6), p. 653-659.). Estos conceptos se aplicaron en la Nueva Clasificación de suelos de Rusia (1010. Shishov, L.L., Tonkonogov, V.D., Lebedeva, I.I., Guerasimova, M.I.Diagnóstico y Clasificación de los Suelos de Rusia (en ruso), Instituto de Suelos Dokuchaev, Moscú, 2004, p. 341, ISBN 5-93520-044-9. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/libro_clasificacionsuelos.pdf&ved=2ahUKEwi--Ifz4ZCJAxUQmYQIHUTEGEMQFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw2VBFmE-wxn6QvXfUxMfhyq).

Por otra parte, se comparan diferentes clasificaciones de suelos en las cuales se comienza a aplicar estos principios, tales como la clasificación de suelos de Rusia, China, World Reference Base y Referencial Pedológico Francés (1111. Guerasimova, M.I., Stroganova, M.N., Mozharova, N.V. y Prokofieva, T.B.Suelos Antropogénicos: Génesis, geografía y recultivación (en ruso), Smolensk, Oikumena, 2003, p. 268.).

Así se tiene que, en la Clasificación Mundial de Suelos del World Reference Base (WRB) el calificativo de agric se aplica para diferentes Grupos de Referenciales de Suelos con indicadores de cambio de las propiedades del mismo por la acción antropogénica (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.). En la Clasificación de Suelos de China, se presentan categorías de clasificación: Orden de suelo Antrosol, con dos Subórdenes Antrosol Estágnico y Antrosol Órtico. Además, dentro de estos Subórdenes se separan Grupos de Suelos, cuatro para cada Suborden. Se presentan Subgrupos ágricos dentro de seis Grupos de Suelos. Para el caso específico de los suelos bajo cultivo de arroz, se tiene el Subgrupo Antrostágnico cuando las propiedades cambian por este cultivo (1313. Hao, S.; Wu, K.; Li, L.; Li, X.; Wei, H.; Wu, X.; Liu, B. ‘‘Revised Proposed Classifications for Typical Anthropogenic Soils in China’’, Land, vol. 12, no. 11, 2023, p. 1974. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://econpapers.repec.org/article/gamjlands/v_3a12_3ay_3a2023_3ai_3a11_3ap_3a1974-_3ad_3a1267853.htm&ved=2ahUKEwj6jJWf4pCJAxVygoQIHZ5RGDMQFnoECBgQAQ&usg=AOvVaw3MAOuz_Q_w2C0phtoMo9ra). En el Referencial Pedológico Francés, se emplean calificativos como: enmendado, antrópico, transformado, erosionado; para distintos Grupos de Referenciales de Suelos (1414. Association Francaise pour L´Etude du Sol (AFES) Référentiel Pédologique Francais. 2 éme Proposition, Institute National de la Recherche Agronomique (INRA). France, 1988, p. 251. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://hal.inrae.fr/hal-02854852&ved=2ahUKEwjvusXO4pCJAxUpRzABHSs9AdUQFnoECBUQAQ&usg=AOvVaw1lx1YydnwVyBPG1POqWOfJ).

Además, en la Clasificación y Diagnóstico de Suelos de Rusia con los subtipos agrogénicos y erogénicos, para diferentes tipos genéticos de suelos, el primero para los cambios en las propiedades de los suelos por el cultivo continuado en relieves llanos y el segundo por los cambios provocados por la erosión en los suelos en relieves ondulados, alomados y montañosos (1010. Shishov, L.L., Tonkonogov, V.D., Lebedeva, I.I., Guerasimova, M.I.Diagnóstico y Clasificación de los Suelos de Rusia (en ruso), Instituto de Suelos Dokuchaev, Moscú, 2004, p. 341, ISBN 5-93520-044-9. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/libro_clasificacionsuelos.pdf&ved=2ahUKEwi--Ifz4ZCJAxUQmYQIHUTEGEMQFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw2VBFmE-wxn6QvXfUxMfhyq). La actualización del sistema de clasificación de suelos rusos, como procedimiento preliminar para el desarrollo de su nueva versión, propuso ampliar el conjunto de horizontes modificados por el hombre introduciendo horizontes tecnogénicos, agregar un horizonte chernozémico especial (como el horizonte chérnico en la WRB) y, separar el horizonte de turba mesotrófico del horizonte eutrófico y horizontes de turba oligotróficos (1515. Khitrov, N.B.; Gerasimova, M.I. ‘‘Diagnostic Horizons in the Classification System of Russian Soils: Version 2021’’, Eurasian Soil Science, vol. 54, no. 8, 1 de agosto de 2021, pp. 1131-1140, DOI http://doi.org/10.1134/S1064229321080093.).

Teniendo en cuenta que en el mundo comienzan a incorporarse criterios de clasificación de suelos debido al cambio de sus propiedades por la acción del hombre, se elaboró la actual versión de Clasificación de los Suelos de Cuba que incluye subtipos de suelos agrogénicos y erogénicos (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.).

La Unidad de Base Productiva (UBP) “El Pitirre” constituye una de las unidades agrícolas que integran la Entidad de Ciencia, Tecnología e Innovación (ECTI) “Sierra Maestra”, la misma se avizora para la producción de plantas proteicas y medicinales, la reproducción de avestruces y la cría de animales. Además, se pone de manifiesto que la acción del hombre es muy marcada en el cambio de las propiedades de los suelos debido, principalmente, a que en este agroecosistema la vegetación inicial era de marabú (Dichrostachys cinerea L.) y que en el desbroce para establecer los cultivos se perdió gran parte del horizonte A, sobre todo por las condiciones del relieve ondulado alomado. Tomando en consideración lo expuesto anteriormente, el objetivo de la presente investigación es evaluar cuantitativamente el área degradada por el impacto antropogénico en el manejo de los suelos de la UBP “El Pitirre” para obtener información básica que permita lograr rendimientos adecuados en las plantas proteicas y medicinales, manteniendo una adecuada fertilidad en los suelos.

Materiales y métodos

 

La investigación se realizó en la UBP “El Pitirre” ubicada en la región occidental de Cuba, en la provincia Pinar del Río, 10 km al Norte del municipio Los Palacios (entre las coordenadas de Latitud: 317, 319 N y Longitud: 269, 271 E, del Sistema Cuba Norte, proyección Cónica Conforme de Lambert), en el período de febrero - marzo de 2019. Los intereses de la UBP son la siembra de plantas proteicas (moringa, morera, tithonia y cratylia) para la alimentación pecuaria. El fomento de plantas con fines medicinales (morera, stevia, flor de Jamaica, acerola y cúrcuma); así como el cultivo de la sacha inchi. Además, la reproducción de avestruces y la cría de animales (aves, conejos, carneros y búfalos). En síntesis, su objetivo es generar estudios de plantas vinculadas a la alimentación humana y animal, y al desarrollo de productos de interés para las industrias farmacéutica, biotecnológica y cosmética.

Para el diagnóstico se tomaron siete perfiles de suelos, según las formas del relieve (partes altas, media y baja) en un área de 93,36 ha. La descripción y caracterización morfológica de los perfiles de suelos se realizó según la guía del Manual para la Cartografía de suelos y la Descripción de perfiles de suelos, así como la clasificación del grado de erosión del área en base a los valores de intensidad que se presenta: Muy fuerte (pérdida del horizonte A y pérdidas del horizonte B entre 25-75 %), Fuerte (pérdidas del horizonte A desde el 75 % hasta el 25 % del horizonte B), Mediana (pérdidas del horizonte A entre un 25 y 75 %), Poca (pérdida del horizonte A menor del 25 %) y Sin erosión (1717. Hernández, A.; Pérez J.M.; Morales, M.; Carnero, G.; Bosch, D.; Cabrera, J.A.; González P.J.; Bernal, A.; Luis R.; López D.; Vargas D. Manual para la descripción de perfiles de suelos de Cuba [en línea], 2023, p. 82, Available from: http://ediciones.inca.edu.cu/.).

Los suelos se clasificaron según la versión actual de la Clasificación de los suelos de Cuba (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.), ya que en la misma se presentan, por primera vez, atributos que corresponden con la acción del hombre en el cambio de las propiedades de los suelos y la Base Mundial de Referencia para los Recursos del Suelo (WRB) (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

Los análisis se realizaron en el laboratorio de física y análisis químico de suelos del Departamento de Biofertilizantes y Nutrición de las Plantas del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA). Las evaluaciones y los métodos analíticos empleados fueron los siguientes (1818. Paneque V.M.; Calaña J.M.; Calderón M.; Borges Y.; Hernández T.C.; Caruncho M. Manual de técnicas analíticas para análisis de suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes químicos, edit. Ediciones INCA, La Habana, Cuba, 2010, p. 160. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/folle&ved=2ahUKEwjs7eHh4pCJAxVTRDABHXqbAN0QFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw1QGb9WJhvCCaK8IO082xG-):

  • composición mecánica: por el método de Bouyoucos modificado, utilizando pirofosfato de sodio para eliminar materia orgánica y hexametafosfato de sodio como dispersante.

  • textura: se determinó mediante el triángulo textural.

  • color: según la Tabla Munsell.

  • pH en agua: según el método Potenciométrico, relación suelo: agua 1:2,5.

  • materia orgánica: por el método de Walkley y Black.

  • fósforo asimilable: por el método de Oniani.

  • potasio asimilable se calculó a partir de los resultados obtenidos en el potasio intercambiable.

Resultados y discusión

 

Características morfológicas de los suelos

 

Es importante señalar que, en la formación y distribución de los suelos del área objeto de estudio, existen dos tipos de formaciones del relieve y de suelos diferentes. Esto permite diferenciar dos formas de paisaje con distintas formaciones de suelos: El Paisaje I con relieve fuertemente ondulado, con pendientes de 6-12 %, diseccionado por algunos arroyos que lo atraviesan y, el Paisaje II con formas onduladas del relieve en pendientes de 2-5 % con formaciones de terrazas fluviales y elevaciones hacia la presa.

Tabla 1.  Características morfológicas de los perfiles de suelos de la UBP “El Pitirre”
Horizontes Profundidad (cm) Clase textural Estructura Color (seco/húmedo) Consistencia
Perfiles 1 y 4 (FrsRLmh)
A11mh 0 - 14 Arcillo arenosa Granular (5YR3/3) Pardo rojizo oscuro Friable
ABtmh 14 - 29 Arcillosa Granular (5YR3/4) Pardo rojizo oscuro/ (5YR3/3) Pardo rojizo oscuro Friable
Btfrs 29 - 41 Arcillosa Pequeños bloques subangulares que se disgregan a nuciforme (2,5YR3/3) Pardo rojizo oscuro Friable
BCgr 41 - 54 Arcillosa No definida (2,5YR3/4) Pardo rojizo oscuro Compactado
CRca 54 - 69 Arcillo arenosa No definida (5YR8/2) Rosado Compactado
Rca > 69 No definida No definida (5YR8/2) Rosado Compactado
Perfiles 2, 5 y 6 (FrsRLer)
Aer 0 - 13 Arcillosa Bloques subangulares (5YR3/3) Pardo rojizo oscuro Friable
B1 13 - 24 Arcillosa Bloques subangulares (5YR3/4) Pardo rojizo oscuro/ (5YR4/3) Pardo rojizo Compactado
B21 24 - 43 Arcillosa Poliédrica fina (2,5YR3/4) Pardo rojizo oscuro/ (2,5YR3/6) Rojo oscuro Compactado
B22t 43 - 71 Arcillosa Poliédrica (2,5YR3/6) Rojo oscuro/ (2,5YR4/6) Rojo Compactado
B3gr 71 - 85 Arcillosa No definida (5YR4/6) Rojo amarillento/ (5YR4/4) Pardo rojizo Ligeramente compactado
Perfil 7 (FrsRLer y gléyico)
A 0 - 21 Franco arcillosa Granular (10YR4/3) Pardo Friable
B(g) 21 - 40 Arcillosa Bloques subangulares (10YR5/3) Pardo Ligeramente compactado
BCggr 40 - 46 Arcillosa Bloques subangulares (10YR4/3) Pardo Compactado
Cgr > 46 No definida No definida No definido Compactado
Perfil 3 (GHer)
Aper 0 - 14 Franco arcillo arenosa Poco estructurado (10YR5/3) Pardo/ (10YR3/3) Pardo oscuro Friable
B(g) 14 - 29 Arcillo arenosa Bloques subangulares (10YR5/4) Pardo amarillento/ (10YR4/4) Pardo amarillento Friable a ligeramente compactado
C1g 29 - 50 Arcillosa Bloques subangulares (7,5YR4/4) Pardo/ (7,5YR4/3) Pardo Compactado y algo plástico
C2G 50 - 76 Arcillo arenosa Bloques prismáticos (7,5YR5/4) Pardo/ (10YR4/6) Pardo amarillento oscuro Compactado y algo plástico

En la Tabla 1 se presentan las características morfológicas de los suelos. Basado en el análisis de la morfología de los perfiles, fueron clasificados cuatro subtipos de suelos: Fersialítico Rojo Lixiviado mullido y húmico (FrsRLmh), Fersialítico Rojo Lixiviado erogénico (FrsRLer), Fersialítico Rojo Lixiviado gléyico (FrsRLg), Gleysol Húmico erogénico (GHer) y Gleysol Vértico crómico (GVc).

El suelo Fersialítico Rojo Lixiviado mullido y húmico (FrsRLmh): Está representado por los perfiles 1 y 4, se localiza en la parte alta y estable del relieve con vegetación conservada, ya sea de pastizales o pastizales entre arboleda ya establecida. La topografía del terreno circundante es fuertemente ondulada, con pendientes donde se tomaron ambos perfiles: menor de 2 y 3 %, respectivamente. Presentan un drenaje superficial e interno bien drenado.

Como se observa en la descripción, estos suelos son de perfil o tipo Amh-Btfrs-CRca y ocupan un área de 5 ha. Son de color pardo rojizo bien marcado en el horizonte Bt y medianamente profundos con un horizonte subyacente rico en piedras de rocas calizas duras y redondeadas a 45-50 cm de profundidad.

Por las descripciones morfológicas de ambos perfiles, se demuestra que estos se formaron sobre sedimentos del Cuaternario antiguo que fue muy lluvioso, el material subyacente es de pedregones de caliza dura y encima del mismo, posteriormente se depositaron materiales transportados con fragmentos de rocas básicas y ultrabásicas, posiblemente basalto serpentinizados que fueron cubiertos por las calizas y que salen a la superficie en los taludes cortados por los ríos que se formaron después. Independientemente que esta es una característica que se diagnostica por el levantamiento de suelos, en cierta forma esto coincide con el suelo separado en el mapa genético de suelos de Cuba, donde se refiere como Latosólico menos evolucionado formado de materiales transportados de rocas ígneas (1919. Instituto de Suelos. Mapa Genético de los Suelos de Cuba. [en línea], (ser. 19 hojas a color), [1:250 000], edit. Instituto Cubano de Geodesia y Cartografía, 1971, [Consultado: 20 de marzo de 2024], Available from: https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/republic-de-cuba-mapa-genetico-de-suelos-escala-1-250000-19-maps-17-15.).

Según los resultados del análisis mecánico y la determinación de la textura, esta se presenta como franco arcillo arenosa a arcillo arenosa en el horizonte A y más arcillosa en el Bt. La estructura es muy buena en el horizonte A, del tipo granular, por lo que entre otras características se clasifica como mullido (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.) y Luvisol rojo, arcilloso, húmico (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

El suelo Fersialítico Rojo Lixiviado erogénico (FrsRLer): Está representado por los perfiles 2, 5 y 6. Se localiza en fase de pendiente o en parte alta y estable, bajo siembra reciente con muy poca cobertura vegetal o se encuentra preparado para sembrar, sin cobertura vegetal. En el proceso de desmonte de D. cinerea para la siembra, tuvo lugar pérdidas de suelo alrededor de 20 cm, que aún se manifiestan en plantaciones muy recientes (un año o menos) por la poca cobertura vegetal entre los arbustos. La topografía del terreno circundante es fuertemente ondulada, las pendientes donde se tomaron los perfiles son: 10-12, 9-10 y 8 % respectivamente. Presentan un drenaje superficial e interno excesivamente drenado.

Como se puede observar en las descripciones, los que son poco erosionados son de perfil o de tipo Aer-Bt-B3gr-CRca y los fuertemente erosionados son de perfil o de tipo BA-Bt-Bgr-CRca y ocupan una superficie de 68,77 ha. Resultan más profundos que los anteriores, llegando hasta 80-85 cm de profundidad si se incluye el horizonte B3gr. En los resultados del análisis mecánico y la determinación de la textura, tienen horizonte arcilloso a areno arcilloso en superficie, que pasa a un horizonte Bt, con cutanes bien diferenciados.

Debido a las pérdidas por erosión se clasifican como subtipos de suelo erogénico. Los perfiles 2 y 5 son poco erosionados, mientras que el perfil 6 es fuertemente erosionado, ya que perdió gran parte del horizonte A y parte del B, aflorando un horizonte BA en superficie. Estudios recientes han demostrado que el cambio climático progresivo y la intensificación agrícola aceleran los procesos de erosión (2020. Loba, A.; Waroszewski, J.; Tikhomirov, D.; Calitri, F.; Christl, M.; Sykuła, M. y Egli, M. ‘‘Tracing erosion rates in loess landscape of the Trzebnica Hills (Poland) over time using fallout and cosmogenic nuclides’’, Journal of Soils and Sediments, vol. 21, no. 8, 1 de agosto de 2021, pp. 2952-2968, DOI http://doi.org/10.1007/s11368-021-02996-x., 2121. Radziuk, H. y Świtoniak, M. ‘‘Soil erodibility factor (K) in soils under varying stages of truncation’’, Soil Science Annual, vol. 72, no. 1, 12 de abril de 2021, pp. 1-8, DOI http://doi.org/10.37501/soilsa/134621.).

Los suelos fersialíticos presentan mayor vulnerabilidad a la erosión y degradación debido a la combinación de diversos factores, ya que han sido sometidos a procesos de degradación de origen natural o antropogénico. Las propiedades físicas de los mismos suelen ser afectadas, con efectos sobre el crecimiento de las plantas, el rendimiento y la calidad de las cosechas, incrementando también la vulnerabilidad a la erosión. Esto se debe al tipo de mineral arcilloso (2:1), ya que las arcillas, aunque se encuentren formando agregados del suelo, al humedecerse se dilatan y tienden a dispersarse, por lo que se lavan fácilmente con las lluvias o el agua de riego. Esta particularidad es más acentuada cuando en el horizonte B estos suelos presentan propiedades vérticas, o el horizonte argílico (2222. Hernández Jiménez, A.; Borges Benítez, Y.; Martínez Cruz, M.; Rodríguez Cabello, J. y Marentes Amaya, F.L. ‘‘Presencia de propiedades vérticas en los suelos fersialíticos de la antigua provincia La Habana’’, Cultivos Tropicales, vol. 32, no. 1, 2011, pp. 63-74. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/download/60/pdf/166&ved=2ahUKEwjG1aiF45CJAxVQmYQIHXU5E-gQFnoECBoQAQ&usg=AOvVaw1xIG7eqW6BGXUMnb2octVt). En el caso específico de los suelos Fersialíticos Rojos de la finca, resultan lixiviados por la presencia del horizonte argílico. Debido a lo expuesto anteriormente, estos suelos se erosionan fácilmente y, en este caso, están erosionados por la influencia antropogénica; es por ello que se clasifican como erogénicos (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.) y Luvisol rojo (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

Los suelos Fersialítico Rojo Lixiviado erogénico y gléyico (FrsRLer y g): Se representa por la descripción del perfil 7 reconstruida por el micromonolito, sin datos analíticos. Se localizan principalmente en el paisaje II, en las terrazas fluviales hacia la presa. La topografía del terreno circundante es ondulada con formación de terrazas aluviales, la pendiente donde se tomó el perfil es de 4 %. Presentan un drenaje superficial e interno moderadamente drenado. En ellos para su uso agrícola es importante tener en cuenta la pendiente, ya que algunos se encuentran en la parte intermedia entre la pendiente y la parte baja cerca de los arroyos.

A pesar que este suelo está situado en una parte del relieve relativamente alto hay síntomas de gleyzación en el mismo, como resultado de una formación con más influencia de exceso de humedad que en la actualidad. Esta situación va cambiando a medida que el relieve fue ascendiendo por los movimientos neotectónicos en el período Cuaternario y no tiene esa influencia tan marcada como ocurre en las partes bajas del relieve donde la gleyzación es actual.

El subtipo de suelo Gleysol Húmico erogénico (GHer): Está representado por el perfil 3, se localiza en las partes más bajas del relieve. El lugar donde se caracterizó el perfil está sembrado de mango (Mangifera indica L.) de un año, en malas condiciones como resultado del mal drenaje. La topografía del terreno circundante es fuertemente ondulada, con pendientes donde se tomó el perfil 2 %. Presentan un drenaje superficial e interno imperfectamente drenado. Como se observa en la descripción estos suelos, son de perfil o de tipo (Aper-C1g-C2G) y ocupan una extensión de 13,69 ha.

Su formación está condicionada a dos factores determinantes; por una parte, tienen materiales transportados aluviales - deluviales, es decir, está sujeto a materiales sedimentarios y, por otra, presentan una marcada formación hidromórfica en el espesor superior del suelo a menos de 50 cm de profundidad. La hidromorfía se refleja por manchas de reducción, grises y verdosas y, sobre todo formaciones negras ferromangánicas que, en ocasiones, están un poco endurecidas y le dan el carácter de Nodular Ferruginoso. El suelo en condiciones naturales era un Gleysol Húmico háplico (con una buena humificación), que se ha cambiado como resultado de la antropogénesis en el desbrozamiento de D. cinerea, con pérdidas de suelo y de la materia orgánica, por lo que debe clasificarse como subtipo erogénico.

La presencia de las manchas ferromangánicas es el resultado de los procesos de oxidación y reducción que ocurre en el suelo debido al mal drenaje y caracteriza a los suelos que se clasifican como Gleysol cuando ellas se presentan por encima de los 50 cm de profundidad (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.) y Gleysol flúvico, éutrico (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

Está formado de los sedimentos de las partes altas, por lo que las diferencias en la textura por el perfil son debido a las sedimentaciones diferenciadas de las partículas de las partes más altas. Por esto, los contenidos en fósforo y potasio asimilables resultan muy bajos, al igual que los suelos de las partes altas (2323. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738, 2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673).

El pH es más ácido que en los otros suelos (2323. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738, 2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673) sobre todo, en la parte media y baja del perfil donde es manifiesta la hidromorfía. Esta acidez es provocada por los materiales sedimentarios de las partes altas que tienen cierta acidez y además por la reducción del hierro debido a la hidromorfía. El hierro cuando se reduce gana un electrón y provoca acidez (2525. Moreno Ramón, H. y Ibañez Asensio, S. ‘‘Procesos formadores: La Gleyficación’’, 26 de junio de 2019, [Consultado: 1 de diciembre de 2021], Available from: https://riunet.upv.es/handle/10251/122718, [Accepted: 2019-06-26T07:09:07Z].).

A pesar de la acción erogénica en el desbroce de D. cinerea, este suelo no presenta un contenido en materia orgánica bajo, ya que es de 3,88 % en el horizonte A (2323. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738, 2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673), relativamente alto para un suelo del subtipo erogénico. Esto demuestra que su formación inicial era del subtipo húmico y se disminuye la materia orgánica por la acción del hombre (formación erogénica). Por lo anterior, las RCO resultan relativamente altas, con contenidos muy cercanos a los del subtipo húmico de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados.

El suelo clasificado como Gleysol Vértico crómico (GVc): fue identificado al final del paisaje II y, hacia la presa, tiene una vegetación de pastizales y arbustos y se caracteriza por una marcada gleyzación y en el horizonte superior tiene una textura muy arcillosa rica en minerales arcillosos del tipo 2:1, con una estructura de bloques prismáticos medianos con caras de deslizamiento, que se identifica como características vérticas. Presenta muchas grietas en superficie debido al carácter vértico. Ocupa una superficie de 2,78 ha.

Este suelo no debe utilizarse en la siembra de las plantas proteicas y medicinales debido a la manifestación del proceso de gleyzación, que resulta negativo a los cultivos por el exceso de humedad en condiciones de mal drenaje. Resultaría muy adecuado para el cultivo del arroz inundado por la capacidad que poseen los mismos para retener agua.

Clasificación de los suelos en la región de estudio

 

En la Tabla 2 se aprecia que en el área de estudio aparecen tres agrupamientos de suelos diferentes: Fersialítico, Pardo sialítico y Gleysoles. De manera general, en todos los casos varía el nivel de erosión de los mismos, la cual va de suave a media, debido a que en toda la región, en su mayor parte ocupada anteriormente por D. cinerea, el desbroce de esa vegetación al parecer conllevó a la pérdida manifiesta de gran parte del horizonte A que estaba humificado. En condiciones de pendiente, se perdió parte de este horizonte por el desbroce y la erosión, por lo que se aplica el calificativo erogénico. Lo mismo sucede en llanuras en los suelos clasificados como Gleysoles.

Tabla 2.  Clasificación y extensión de los suelos de la UBP “El Pitirre”
Agrupamiento Tipo genético Subtipo Género Especie Área (%) % del total
Suelo Fersialítico Fersialítico Rojo Lixiviado Húmico y mullido Éutrico Suave y medianamente erosionado Predominan las especies medianamente profundas 5,00 79,02
Erogénico Éutrico 45,34
Erogénico y gléyico Éutrico Suavemente erosionado 23,43
Suelo Pardo Sialítico Pardo Erogénico Carbonatado Fuertemente erosionado, poco profundo y pedregoso 0,71 0,76
Gleysol Gleysol Húmico Erogénico Éutrico Suavemente erosionado 13,69 17,25
Háplico Éutrico Sin erosión, es humificado y profundo 2,41
Gleysol Vértico Crómico Éutrico Predomina la especie profunda y arcillosa 2,78 2,98
Total 93,36 100,00

Se puede apreciar que el suelo predominante es del Agrupamiento Fersialítico y dentro del mismo el Tipo Genético de Fersialítico Rojo Lixiviado, que ocupa casi el 80 % del territorio cartografiado; en segundo lugar, está el Agrupamiento Gleysol, con los Tipos Genéticos Gleysol Húmico (17,25 %) y un área pequeña de suelo Gleysol Vértico (2,98 %).

En condiciones naturales, la interacción de los factores de formación de suelo da lugar a los procesos de formación de: fersialitización, lixiviación, gleyzación y humificación, dando lugar a cuatro tipos de suelo (Fersialítico Rojo lixiviado, Pardo, Gleysol Húmico y Gleysol Vértico); pero el desbrozamiento de la vegetación natural conllevó a la pérdida de gran parte del horizonte A, no solamente en condiciones de pendientes sino en relieves más estables. Es decir, el factor antropogénico origina los subtipos de suelos erogénicos según la clasificación de los suelos de Cuba de 2015 (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.). Estos ocupan una superficie de 83,17 ha lo cual representa el 89,09 % del total.

Por lo anterior, al aplicar en este trabajo la versión de clasificación de suelos de Cuba 2015 (Tabla 2), aparecen subtipos de suelos erogénicos. No obstante, en este estudio se diagnostican suelos que no se encuentran en la nueva versión de clasificación de suelos de Cuba, ni en las versiones anteriores, como son el Tipo de suelo Fersialítico Rojo Lixiviado (2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673). Además, se clasifica también el Gleysol Húmico erogénico que tampoco se encuentra en esta clasificación. Estos aspectos pueden enriquecer la clasificación de suelos de Cuba en la próxima actualización que se realice.

Impactos de la acción del hombre sobre las propiedades del suelo

 

En este estudio edafológico realizado en la UBP “El Pitirre” se pone de manifiesto que la acción del hombre es muy marcada en el cambio de las propiedades de los suelos debido, principalmente, a que en este agroecosistema, la vegetación inicial era de D. cinerea, una especie arbórea invasora no autóctona y que en el desbroce para establecer los cultivos se perdió gran parte del horizonte A, sobre todo por las condiciones del relieve ondulado alomado. En este sentido, hay autores que plantean que el hombre constituye un sexto factor en la formación del suelo, aunque realmente el hombre recibe el suelo formado en los diferentes ecosistemas terrestres (2626. Dudal, R. ‘‘The sixth factor of soil formation’’, Eurasian Soil Science, vol. 38, 1 de enero de 2005, Available from: https://www.proprights.org/PDFs/workshop_2011/References/BAS/Soil%20References/Human%20Created%20Soils.pdf.-2828. Dror, I. ; Yaron, B. y Berkowitz, B. ‘‘The Human Impact on All Soil-Forming Factors during the Anthropocene’’, ACS Environmental Au, vol. 2, no. 1, 19 de enero de 2022, pp. 11-19, DOI http://doi.org/10.1021/acsenvironau.1c00010.).

En los estudios edafológicos hoy en día, se reconoce la influencia que ejerce el hombre sobre las propiedades de los suelos, sobre todo, cuando lo sobre explota para la producción agropecuaria (2929. Febles-González, J.M. ; Febles-Díaz, J.M. ; Amaral-Sobrinho, N.M. ; Zonta, E. y Maura-Santiago, A.V. ‘‘Mitos, realidades e incertidumbres sobre la degradación de los suelos Ferralíticos Rojos en Cuba’’, Cultivos Tropicales, vol. 41, no. 3, septiembre de 2020, ISSN 0258-5936, [Consultado: 21 de octubre de 2021], Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000300010&lng=es&nrm=iso&tlng=es.-3232. Barahona-Amores, L.A.; Samaniego-Sánchez, R. ; Villarreal-Núñez, J. y Cruz-Lombardo, A.D.L. ‘‘Modificación de propiedades del suelo por la continua siembra de tomate industrial en Azuero, Panamá’’, Ciencia Agropecuaria, no. 35, 1 de julio de 2022, pp. 53-77. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=http://www.revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/596&ved=2ahUKEwjA7pKJ5JCJAxW0STABHTKlAJIQFnoECBMQAQ&usg=AOvVaw27E714I7AJicwN-UyuuvdX).

En los estudios realizados en esta investigación, la pérdida del horizonte A pudiera provocar una alteración de la estabilidad de las poblaciones microbianas, disminuyendo la diversidad biológica que influye en la reducción de servicios ambientales como la retención de humedad, purificación de agua y captación de carbono, además de favorecer la degradación del suelo, la cual repercute en la baja fertilidad del mismo. Hay autores que hacen referencia al estado actual del conocimiento sobre la mineralización y el secuestro de carbono orgánico del suelo (COS) en sitios de erosión, así como los impactos de la descomposición y formación de agregados del suelo inducidos por la erosión. Además, proporcionan una visión general de las relaciones conceptuales entre las propiedades biológicas del suelo y la mineralización y el secuestro de COS en agroecosistemas erosionados (55. Tilahun, E. ; Haile, M. ; Gebresamuel, G. y Zeleke, G. ‘‘Spatial and temporal dynamics of soil organic carbon stock and carbon sequestration affected by major land-use conversions in Northwestern highlands of Ethiopia’’, Geoderma, vol. 406, 15 de enero de 2022, p. 115506, ISSN 0016-7061, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115506.).

Al estudiar las pérdidas de suelo para el período de agricultura intensiva en las tierras cultivables de las zonas de estepa forestal y estepa de la Rusia europea y Siberia, los resultados obtenidos constituyen un ejemplo del deterioro de los suelos provocado por el hombre (3333. Golosov, V.N. ; Collins, A.L. ; Dobrovolskaya, N.G. ; Bazhenova, O.I. ; Ryzhov, Yu.V. y Sidorchuk, A.Y. ‘‘Soil loss on the arable lands of the forest-steppe and steppe zones of European Russia and Siberia during the period of intensive agriculture’’, Geoderma, vol. 381, 1 de enero de 2021, p. 114678, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114678.).

En el caso del área en estudio, ante la degradación por la pérdida del horizonte superficial, algunas técnicas pueden determinar el manejo adecuado del agroecosistema para asegurar la conservación del suelo, por ejemplo, la labranza apropiada, la fertilización, la rotación de cultivos y el manejo de los residuos; con estas alternativas, podría entonces atenuarse el efecto que el hombre ha provocado en aras de incrementar la producción de cultivos.

En la Tabla 3 se constata que los suelos poseen en general reacción ligeramente ácida, con el 51,43 % del área; el contenido en materia orgánica que predomina es el mediano, con el 57,68 % del área; y muy bajos valores de fósforo y potasio asimilables, con el 93,78 y 75,14 % del área, respectivamente. La deficiencia de estos elementos, así como, la tendencia a la acidez; son características propias de la formación natural del suelo. Sin embargo, los medianos contenidos de materia orgánica se le pudieran atribuir a que en la mayoría de las áreas cultivadas se ha perdido alrededor de 15-20 cm del espesor superior del suelo como resultado de la eliminación de D. cinerea, por lo que no se encuentran altos contenidos en materia orgánica.

Tabla 3.  Características químicas generales de los suelos en la Finca “El Pitirre”
Propiedad Contenido Categoría Cantidad de parcelas Valores promedio Hectáreas (ha) % del área
pH (H2O) 6,1 - 6,5 Ligeramente ácido 21 6,3 48,01 51,43
MO (%) 3,0 - 3,9 Mediano 24 3,4 53,85 57,68
P2O5 (mg 100g-1) < 15 Muy bajo 35 8,1 87,56 93,78
K2O (mg 100g-1) < 10 Muy bajo 27 6,6 70,15 75,14
Total 39 93,36 100,00

De igual forma, en Cuba, se han obtenido resultados similares en suelos Fersialíticos sobre granitoides, donde el cambio de uso de los ecosistemas de D. cinerea a sistemas de cultivos es el responsable de la pérdida de más del 50 % del carbono orgánico, disminución de los contenidos de fósforo asimilable y porosidad total. Además, la evaluación del índice de calidad de los suelos mostró que se produjo una degradación en las propiedades del suelo debido al cambio de uso de los sistemas de D. cinerea para el uso agrícola (3434. Pérez Pompa N. y Leyva Rodríguez S. L. ‘‘Impacto del marabú (dichrostachys cinerea (l.) wigth et arm sobre la calidad de los suelos | Sinergia Académica’’, 23 de enero de 2022, [Consultado: 23 de abril de 2024], Available from: http://sinergiaacademica.com/index.php/sa/article/view/9.).

Conclusiones

 

En condiciones conservadas el suelo desarrolla un horizonte A mullido y húmico. Sin embargo, en condiciones de cultivo está ausente este tipo de horizonte, debido al proceso erosivo que ha tenido lugar por la pérdida parcial o total del horizonte A como resultado del desbroce de D. cinerea. Por lo anterior, tener cuidado en el proceso de eliminación del D. cinerea porque puede conllevar a la pérdida del horizonte superior (A) y, en consecuencia, pérdidas de materia orgánica y por tanto en reservas del carbono orgánico del suelo (COS). Debido a la pérdida de suelo por causas antrópicas, se clasifican los subtipos FrsRL erogénico y FrsRL erogénico y gléyico. Para el suelo GH se encontró el subtipo GH háplico en las áreas conservadas y el Gleysol Húmico erogénico para las antropizadas. Los suelos poseen deficiencia en los contenidos de fósforo y potasio y reacción ligeramente ácida.

Recomendaciones

 

Tomar en consideración los resultados obtenidos en esta investigación para evaluar la inclusión de un nuevo Agrupamiento de suelos Erosoles, así como el Tipo genético de Fersialítico Rojo Lixiviado y Gleysol Húmico erogénico en la próxima versión de la Clasificación de los Suelos de Cuba.

Bibliografía

 

1. Oldeman, I.R., Van Egelen, V.W. y Pulles, J.R. The extent of human induced soil degradation [en línea], ISRIC, Wageningen. The Netherlands, 1990, Disponible en: https://isric.org/projects/global-assessment-human-induced-soil-degradation-glasod.

2. Nations, U. Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo, Río de Janeiro, Brasil, 3-14 de junio de 1992 | Naciones Unidas [en línea], United Nations, edit. United Nations, 6 de julio de 2022, [Consultado: 6 de julio de 2022], Available from: https://www.un.org/es/conferences/environment/rio1992.

3. Ingram, J. y Gregory, P. ‘‘The effects of Global Change on Soils’’, Bulletin of the ISSS, vol. 90, no. 2, 1996, pp. 63-65.

4. Armenteros, Y.S. ; Viciedo, D.O. ; Alfonso, E.T. ; Jiménez, A.H. ; Fundora, A.B. y Cañizares, P.J.G. ‘‘Efectos de diferentes sistemas de manejo sobre las propiedades físicas de un Cambisol tropical, Cuba’’, Universidad y Sociedad, vol. 14, no. S1, 22 de febrero de 2022, pp. 565-571. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://rus.ucf.edu.cu/index.php/rus/article/view/2667&ved=2ahUKEwjO04W84ZCJAxXemYQIHQJWCrQQFnoECBsQAQ&usg=AOvVaw3yIAhC_Ll8P12fBMWzdo63

5. Tilahun, E. ; Haile, M. ; Gebresamuel, G. y Zeleke, G. ‘‘Spatial and temporal dynamics of soil organic carbon stock and carbon sequestration affected by major land-use conversions in Northwestern highlands of Ethiopia’’, Geoderma, vol. 406, 15 de enero de 2022, p. 115506, ISSN 0016-7061, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115506.

6. Uddin, M.J. ; Hooda, P.S. ; Mohiuddin, A.S.M. ; Haque, M.E. ; Smith, M. ; Waller, M. y Biswas, J.K. ‘‘Soil organic carbon dynamics in the agricultural soils of Bangladesh following more than 20 years of land use intensification’’, Journal of Environmental Management, vol. 305, 1 de marzo de 2022, p. 114427, DOI http://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114427.

7. Jat, M.L. ; Chakraborty, D. ; Ladha, J.K. ; Parihar, C.M. ; Datta, A. ; Mandal, B. ; Nayak, H.S. ; Maity, P. ; Rana, D.S. ; Chaudhari, S.K. y Gerard, B. ‘‘Carbon sequestration potential, challenges, and strategies towards climate action in smallholder agricultural systems of South Asia’’, Crop and Environment, vol. 1, no. 1, 1 de marzo de 2022, pp. 86-101, DOI http://doi.org/10.1016/j.crope.2022.03.005.

8. Zhou, Y. ; Chartin, C. ; Van Oost, K. y van Wesemael, B. ‘‘High-resolution soil organic carbon mapping at the field scale in Southern Belgium (Wallonia)’’, Geoderma, vol. 422, 15 de septiembre de 2022, p. 115929, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115929.

9. Tonkonogov, V.D. Evolución de la Clasificación Genética de los Suelos (en ruso)., edit. Pochvovedenie, 2001, (ser. No. 6), p. 653-659.

10. Shishov, L.L., Tonkonogov, V.D., Lebedeva, I.I., Guerasimova, M.I.Diagnóstico y Clasificación de los Suelos de Rusia (en ruso), Instituto de Suelos Dokuchaev, Moscú, 2004, p. 341, ISBN 5-93520-044-9. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/libro_clasificacionsuelos.pdf&ved=2ahUKEwi--Ifz4ZCJAxUQmYQIHUTEGEMQFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw2VBFmE-wxn6QvXfUxMfhyq

11. Guerasimova, M.I., Stroganova, M.N., Mozharova, N.V. y Prokofieva, T.B.Suelos Antropogénicos: Génesis, geografía y recultivación (en ruso), Smolensk, Oikumena, 2003, p. 268.

12. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.

13. Hao, S.; Wu, K.; Li, L.; Li, X.; Wei, H.; Wu, X.; Liu, B. ‘‘Revised Proposed Classifications for Typical Anthropogenic Soils in China’’, Land, vol. 12, no. 11, 2023, p. 1974. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://econpapers.repec.org/article/gamjlands/v_3a12_3ay_3a2023_3ai_3a11_3ap_3a1974-_3ad_3a1267853.htm&ved=2ahUKEwj6jJWf4pCJAxVygoQIHZ5RGDMQFnoECBgQAQ&usg=AOvVaw3MAOuz_Q_w2C0phtoMo9ra

14. Association Francaise pour L´Etude du Sol (AFES) Référentiel Pédologique Francais. 2 éme Proposition, Institute National de la Recherche Agronomique (INRA). France, 1988, p. 251. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://hal.inrae.fr/hal-02854852&ved=2ahUKEwjvusXO4pCJAxUpRzABHSs9AdUQFnoECBUQAQ&usg=AOvVaw1lx1YydnwVyBPG1POqWOfJ

15. Khitrov, N.B.; Gerasimova, M.I. ‘‘Diagnostic Horizons in the Classification System of Russian Soils: Version 2021’’, Eurasian Soil Science, vol. 54, no. 8, 1 de agosto de 2021, pp. 1131-1140, DOI http://doi.org/10.1134/S1064229321080093.

16. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.

17. Hernández, A.; Pérez J.M.; Morales, M.; Carnero, G.; Bosch, D.; Cabrera, J.A.; González P.J.; Bernal, A.; Luis R.; López D.; Vargas D. Manual para la descripción de perfiles de suelos de Cuba [en línea], 2023, p. 82, Available from: http://ediciones.inca.edu.cu/.

18. Paneque V.M.; Calaña J.M.; Calderón M.; Borges Y.; Hernández T.C.; Caruncho M. Manual de técnicas analíticas para análisis de suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes químicos, edit. Ediciones INCA, La Habana, Cuba, 2010, p. 160. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/folle&ved=2ahUKEwjs7eHh4pCJAxVTRDABHXqbAN0QFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw1QGb9WJhvCCaK8IO082xG-

19. Instituto de Suelos. Mapa Genético de los Suelos de Cuba. [en línea], (ser. 19 hojas a color), [1:250 000], edit. Instituto Cubano de Geodesia y Cartografía, 1971, [Consultado: 20 de marzo de 2024], Available from: https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/republic-de-cuba-mapa-genetico-de-suelos-escala-1-250000-19-maps-17-15.

20. Loba, A.; Waroszewski, J.; Tikhomirov, D.; Calitri, F.; Christl, M.; Sykuła, M. y Egli, M. ‘‘Tracing erosion rates in loess landscape of the Trzebnica Hills (Poland) over time using fallout and cosmogenic nuclides’’, Journal of Soils and Sediments, vol. 21, no. 8, 1 de agosto de 2021, pp. 2952-2968, DOI http://doi.org/10.1007/s11368-021-02996-x.

21. Radziuk, H. y Świtoniak, M. ‘‘Soil erodibility factor (K) in soils under varying stages of truncation’’, Soil Science Annual, vol. 72, no. 1, 12 de abril de 2021, pp. 1-8, DOI http://doi.org/10.37501/soilsa/134621.

22. Hernández Jiménez, A.; Borges Benítez, Y.; Martínez Cruz, M.; Rodríguez Cabello, J. y Marentes Amaya, F.L. ‘‘Presencia de propiedades vérticas en los suelos fersialíticos de la antigua provincia La Habana’’, Cultivos Tropicales, vol. 32, no. 1, 2011, pp. 63-74. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/download/60/pdf/166&ved=2ahUKEwjG1aiF45CJAxVQmYQIHXU5E-gQFnoECBoQAQ&usg=AOvVaw1xIG7eqW6BGXUMnb2octVt

23. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738

24. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673

25. Moreno Ramón, H. y Ibañez Asensio, S. ‘‘Procesos formadores: La Gleyficación’’, 26 de junio de 2019, [Consultado: 1 de diciembre de 2021], Available from: https://riunet.upv.es/handle/10251/122718, [Accepted: 2019-06-26T07:09:07Z].

26. Dudal, R. ‘‘The sixth factor of soil formation’’, Eurasian Soil Science, vol. 38, 1 de enero de 2005, Available from: https://www.proprights.org/PDFs/workshop_2011/References/BAS/Soil%20References/Human%20Created%20Soils.pdf.

27. Amundson, R. ‘‘Factors of soil formation in the 21st century’’, Geoderma, vol. 391, 1 de junio de 2021, p. 114960, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.114960.

28. Dror, I. ; Yaron, B. y Berkowitz, B. ‘‘The Human Impact on All Soil-Forming Factors during the Anthropocene’’, ACS Environmental Au, vol. 2, no. 1, 19 de enero de 2022, pp. 11-19, DOI http://doi.org/10.1021/acsenvironau.1c00010.

29. Febles-González, J.M. ; Febles-Díaz, J.M. ; Amaral-Sobrinho, N.M. ; Zonta, E. y Maura-Santiago, A.V. ‘‘Mitos, realidades e incertidumbres sobre la degradación de los suelos Ferralíticos Rojos en Cuba’’, Cultivos Tropicales, vol. 41, no. 3, septiembre de 2020, ISSN 0258-5936, [Consultado: 21 de octubre de 2021], Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000300010&lng=es&nrm=iso&tlng=es.

[30] Hossain, A.; Krupnik, T.J.; Timsina, J.; Mahboob, M.G.; Chaki, A.K.; Farooq, M.; Bhatt, R.; Fahad, S. y Hasanuzzaman, M. ‘‘Agricultural Land Degradation: Processes and Problems Undermining Future Food Security’’ [en línea], eds. Fahad, S., Hasanuzzaman, M., Alam, M., Ullah, H., Saeed, M., Ali Khan, I., y Adnan, M., Environment, Climate, Plant and Vegetation Growth, edit. Springer International Publishing, Cham, 2020, pp. 17-61, [Consultado: 23 de abril de 2024], Available from: https://doi.org/10.1007/978-3-030-49732-3_2.

31. Santos, R.S. ; Wiesmeier, M. ; Cherubin, M.R. ; Oliveira, D.M.S. ; Locatelli, J.L. ; Holzschuh, M. y Cerri, C.E.P. ‘‘Consequences of land-use change in Brazil’s new agricultural frontier: A soil physical health assessment’’, Geoderma, vol. 400, 15 de octubre de 2021, p. 115149, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115149.

32. Barahona-Amores, L.A.; Samaniego-Sánchez, R. ; Villarreal-Núñez, J. y Cruz-Lombardo, A.D.L. ‘‘Modificación de propiedades del suelo por la continua siembra de tomate industrial en Azuero, Panamá’’, Ciencia Agropecuaria, no. 35, 1 de julio de 2022, pp. 53-77. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=http://www.revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/596&ved=2ahUKEwjA7pKJ5JCJAxW0STABHTKlAJIQFnoECBMQAQ&usg=AOvVaw27E714I7AJicwN-UyuuvdX

33. Golosov, V.N. ; Collins, A.L. ; Dobrovolskaya, N.G. ; Bazhenova, O.I. ; Ryzhov, Yu.V. y Sidorchuk, A.Y. ‘‘Soil loss on the arable lands of the forest-steppe and steppe zones of European Russia and Siberia during the period of intensive agriculture’’, Geoderma, vol. 381, 1 de enero de 2021, p. 114678, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114678.

34. Pérez Pompa N. y Leyva Rodríguez S. L. ‘‘Impacto del marabú (dichrostachys cinerea (l.) wigth et arm sobre la calidad de los suelos | Sinergia Académica’’, 23 de enero de 2022, [Consultado: 23 de abril de 2024], Available from: http://sinergiaacademica.com/index.php/sa/article/view/9.

Cultivos Tropicales Vol. 45, No. 4, octubre-diciembre 2024, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Impact of the anthropogenic factor on the soil properties of "El Pitirre" Farm

 

iDGreter Carnero Lazo*✉:greter@inca.edu.cugretercarnerolazo@gmail.com

iDAlberto Hernández Jiménez

iDElein Terry Alfonso


Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32700

 

*Author for correspondence: greter@inca.edu.cu; gretercarnerolazo@gmail.com

Abstract

An edaphological study of "El Pitirre" Farm, in Pinar del Rio Province, was carried out by applying the genetic - geographic dokuchaevian method, with the objective of quantitatively evaluating the man impact in the change of edaphological properties to obtain basic information that allows achieving adequate yields in protein and medicinal plants, maintaining an adequate fertility in the soils. For this purpose, soil types and their distribution were diagnosed and characterized, and physical and chemical classification and analysis were carried out. The main genetic types diagnosed are Lixiviated Red Fersialitic (LRFrs) and Humic Gleysol (HG). The LRFrs soil has several subtypes; in conserved areas the LRFrs humic and mollic soil is present in the higher parts of the relief. In lower regions, LRFrs gleyic soil is formed. In addition, due to soil loss due to anthropogenic causes, the subtypes LRFrs erogenic and LRFrs erogenic and gleyic are classified. For the HG soil, the subtype HG haplic was found in the conserved areas and the HG erogenic for the anthropized areas. Two small areas were diagnosed, one of an erogenic brown soil and the other of a chromic Vertic Gleysol. The soils in general have a medium organic matter content. They have a neutral to slightly acid reaction on the surface, but become more acidic towards the middle part of the profile. They also have a very low content of assimilable phosphorus and potassium.

Key words: 
anthropogenic soils, soil erosion, degradation

Introduction

 

Since the 1960s, a high-input agriculture began to develop in the world, which was called the Scientific and Technical Revolution in Agriculture or Green Revolution, with the aim of achieving increases in food production. This type of agriculture brought with it the excessive application of agrochemicals (fertilizers and pesticides), mechanization and irrigation, which caused major problems for the environment, mainly the deterioration of soil properties.

In 1990, during the World Soil Congress in Kyoto, Japan, Dutch specialists presented the results of the GLASOD (Global Assessment Soil Degradation) project, i.e. the Global Assessment of Soil Degradation in the World, and, as a result, awareness of this problem began to be raised. According to the results of this project, soil degradation was only 6% between 1900 and 1945, whereas after the World War (1945 to 1990), it increased considerably and reached a world average of 17 % (11. Oldeman, I.R., Van Egelen, V.W. y Pulles, J.R. The extent of human induced soil degradation [en línea], ISRIC, Wageningen. The Netherlands, 1990, Disponible en: https://isric.org/projects/global-assessment-human-induced-soil-degradation-glasod.).

Subsequently, during the Earth Summit in Rio de Janeiro in 1992, there was greater awareness of the disproportionate activity of man in his development, with the increase of Greenhouse Gas (GHG) emissions into the atmosphere, which is leading to Climate Change, being the problem of Land Use Change and Intensive Agriculture, together with the immoderate consumption of fossil fuels, the main causes of these environmental imbalances that today threaten health and food worldwide (22. Nations, U. Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo, Río de Janeiro, Brasil, 3-14 de junio de 1992 | Naciones Unidas [en línea], United Nations, edit. United Nations, 6 de julio de 2022, [Consultado: 6 de julio de 2022], Available from: https://www.un.org/es/conferences/environment/rio1992.).

One of the causes of these problems is the improper management of soils, with changes in their properties due to intensive agricultural use and the change from forests to cultivated areas, and from this arises the concept of “Global Soil Changes”, which are due to the effect of Climate Change, the Concentration of GHG, continued cultivation in agriculture and the combination of the above factors (33. Ingram, J. y Gregory, P. ‘‘The effects of Global Change on Soils’’, Bulletin of the ISSS, vol. 90, no. 2, 1996, pp. 63-65.). Human-induced processes, also called anthropic processes, lead to different transformations in soil properties, which also influence soil fertility and productivity (44. Armenteros, Y.S. ; Viciedo, D.O. ; Alfonso, E.T. ; Jiménez, A.H. ; Fundora, A.B. y Cañizares, P.J.G. ‘‘Efectos de diferentes sistemas de manejo sobre las propiedades físicas de un Cambisol tropical, Cuba’’, Universidad y Sociedad, vol. 14, no. S1, 22 de febrero de 2022, pp. 565-571. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://rus.ucf.edu.cu/index.php/rus/article/view/2667&ved=2ahUKEwjO04W84ZCJAxXemYQIHQJWCrQQFnoECBsQAQ&usg=AOvVaw3yIAhC_Ll8P12fBMWzdo63).

Later, in 1997, the Kyoto Protocol was signed internationally, which deals with the reduction of GHG emissions that cause global warming, and a policy was agreed upon to reduce these emissions with programs for mitigation and adaptation to climate change.

Taking into account the above, numerous investigations have been carried out in relation to the deterioration of soil properties due to the influence of losses of organic matter and carbon, due to the management practices of a high-input and/or continuous agriculture (55. Tilahun, E. ; Haile, M. ; Gebresamuel, G. y Zeleke, G. ‘‘Spatial and temporal dynamics of soil organic carbon stock and carbon sequestration affected by major land-use conversions in Northwestern highlands of Ethiopia’’, Geoderma, vol. 406, 15 de enero de 2022, p. 115506, ISSN 0016-7061, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115506.-88. Zhou, Y. ; Chartin, C. ; Van Oost, K. y van Wesemael, B. ‘‘High-resolution soil organic carbon mapping at the field scale in Southern Belgium (Wallonia)’’, Geoderma, vol. 422, 15 de septiembre de 2022, p. 115929, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115929.).

It should be noted that Russian-Soviet soil science has been presenting results on the change of soil properties due to anthropogenic action for 40-50 years. This problem led to the need to include in the classification of soils the changes in their properties due to anthropogenic action, denominating soils at the subtype level as agrogenic and erogenic (99. Tonkonogov, V.D. Evolución de la Clasificación Genética de los Suelos (en ruso)., edit. Pochvovedenie, 2001, (ser. No. 6), p. 653-659.). These concepts were applied in the New Russian Soil Classification (1010. Shishov, L.L., Tonkonogov, V.D., Lebedeva, I.I., Guerasimova, M.I.Diagnóstico y Clasificación de los Suelos de Rusia (en ruso), Instituto de Suelos Dokuchaev, Moscú, 2004, p. 341, ISBN 5-93520-044-9. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/libro_clasificacionsuelos.pdf&ved=2ahUKEwi--Ifz4ZCJAxUQmYQIHUTEGEMQFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw2VBFmE-wxn6QvXfUxMfhyq).

On the other hand, different soil classifications are compared in which these principles begin to be applied, such as the soil classification of Russia, China, World Reference Base and French Pedological Reference (1111. Guerasimova, M.I., Stroganova, M.N., Mozharova, N.V. y Prokofieva, T.B.Suelos Antropogénicos: Génesis, geografía y recultivación (en ruso), Smolensk, Oikumena, 2003, p. 268.).

Thus, in the World Soil Classification of the World Reference Base (WRB), the agric qualifier is applied to different Soil Reference Groups with indicators of changes in soil properties due to anthropogenic action (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.). In the China Soil Classification, classification categories are presented: Soil Order Anthrosol, with two Suborders, Stagnic Anthrosol and Optic Anthrosol. In addition, within these Suborders there are separate Soil Groups, four for each Suborder. Agric Subgroups are presented within six Soil Groups. For the specific case of soils under rice cultivation, there is the Antrostratic Subgroup when the properties change due to this crop (1313. Hao, S.; Wu, K.; Li, L.; Li, X.; Wei, H.; Wu, X.; Liu, B. ‘‘Revised Proposed Classifications for Typical Anthropogenic Soils in China’’, Land, vol. 12, no. 11, 2023, p. 1974. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://econpapers.repec.org/article/gamjlands/v_3a12_3ay_3a2023_3ai_3a11_3ap_3a1974-_3ad_3a1267853.htm&ved=2ahUKEwj6jJWf4pCJAxVygoQIHZ5RGDMQFnoECBgQAQ&usg=AOvVaw3MAOuz_Q_w2C0phtoMo9ra). In the French Pedological Referential, qualifiers such as: amended, anthropic, transformed, eroded are used for different Soil Referential Groups (1414. Association Francaise pour L´Etude du Sol (AFES) Référentiel Pédologique Francais. 2 éme Proposition, Institute National de la Recherche Agronomique (INRA). France, 1988, p. 251. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://hal.inrae.fr/hal-02854852&ved=2ahUKEwjvusXO4pCJAxUpRzABHSs9AdUQFnoECBUQAQ&usg=AOvVaw1lx1YydnwVyBPG1POqWOfJ).

In addition, in the Russian Soil Classification and Diagnostics with agrogenic and erogenic subtypes for different genetic types of soils, the former for changes in soil properties due to continued cultivation on flat reliefs and the latter for changes caused by erosion in soils on undulating, hilly and mountainous reliefs (1010. Shishov, L.L., Tonkonogov, V.D., Lebedeva, I.I., Guerasimova, M.I.Diagnóstico y Clasificación de los Suelos de Rusia (en ruso), Instituto de Suelos Dokuchaev, Moscú, 2004, p. 341, ISBN 5-93520-044-9. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/libro_clasificacionsuelos.pdf&ved=2ahUKEwi--Ifz4ZCJAxUQmYQIHUTEGEMQFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw2VBFmE-wxn6QvXfUxMfhyq). The update of the Russian soil classification system, as a preliminary procedure for the development of its new version, proposed to expand the set of man-modified horizons by introducing technogenic horizons, to add a special chernozemic horizon (like the chernic horizon in the WRB) and, to separate the mesotrophic peat horizon from the eutrophic horizon and oligotrophic peat horizons (1515. Khitrov, N.B.; Gerasimova, M.I. ‘‘Diagnostic Horizons in the Classification System of Russian Soils: Version 2021’’, Eurasian Soil Science, vol. 54, no. 8, 1 de agosto de 2021, pp. 1131-1140, DOI http://doi.org/10.1134/S1064229321080093.).

Taking into account that soil classification criteria are beginning to be incorporated in the world due to the change of its properties by human action, the current version of the Cuban Soil Classification was elaborated, which includes subtypes of agrogenic and erogenic soils (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.).

The Productive Base Unit (UBP) “El Pitirre” is one of the agricultural units that make up the Science, Technology and Innovation Entity (ECTI) “Sierra Maestra”, which is foreseen for the production of protein and medicinal plants, ostrich breeding and animal husbandry. In addition, it is evident that human action is very marked in the change of soil properties, mainly due to the fact that in this agro-ecosystem the initial vegetation was marabú (Dichrostachys cinerea L.) and that in the clearing to establish crops, a large part of the A horizon was lost, especially due to the conditions of the undulating hilly relief. Taking into consideration the above, the objective of this research is to quantitatively evaluate the area degraded by the anthropogenic impact on soil management in the UBP “El Pitirre” in order to obtain basic information that allows achieving adequate yields of protein and medicinal plants, while maintaining adequate soil fertility.

Materials and methods

 

The research was carried out in the UBP “El Pitirre” located in the western region of Cuba, in Pinar del Río province, 10 km north of Los Palacios municipality (between the coordinates of Latitude: 317, 319 N and Longitude: 269, 271 E, of the North Cuba System, Lambert Conformal Conic projection), in the period of February - March 2019. The interests of the UBP are the planting of protein plants (moringa, mulberry, tithonia and cratylia) for livestock feed. The promotion of plants for medicinal purposes (mulberry, stevia, Jamaica flower, acerola and turmeric); as well as the cultivation of sacha inchi. In addition, ostrich breeding and animal husbandry (poultry, rabbits, rams and buffaloes). In summary, its objective is to generate studies of plants linked to human and animal nutrition, and to the development of products of interest for the pharmaceutical, biotechnological and cosmetic industries.

For the diagnosis, seven soil profiles were taken, according to the relief forms (high, middle and low parts) in an area of 93.36 ha. The description and morphological characterization of the soil profiles was carried out according to the guidelines of the Manual for Soil Cartography and Description of Soil Profiles, as well as the classification of the degree of erosion of the area based on the intensity values presented: Very strong (loss of the A horizon and losses of the B horizon between 25-75 %), Strong (losses of the A horizon from 75 to 25 % of the B horizon), Medium (losses of the A horizon between 25 and 75 %), Little (loss of the A horizon less than 25 %) and No erosion (1717. Hernández, A.; Pérez J.M.; Morales, M.; Carnero, G.; Bosch, D.; Cabrera, J.A.; González P.J.; Bernal, A.; Luis R.; López D.; Vargas D. Manual para la descripción de perfiles de suelos de Cuba [en línea], 2023, p. 82, Available from: http://ediciones.inca.edu.cu/.).

The soils were classified according to the current version of the Cuban Soil Classification (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.), since it presents, for the first time, attributes that correspond to the action of man in the change of soil properties and the World Reference Base for Soil Resources (WRB) (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

The analyses were carried out in the soil physics and chemical analysis laboratory of the Biofertilizer and Plant Nutrition Department of the National Institute of Agricultural Sciences (INCA). The evaluations and analytical methods used were the following (1818. Paneque V.M.; Calaña J.M.; Calderón M.; Borges Y.; Hernández T.C.; Caruncho M. Manual de técnicas analíticas para análisis de suelo, foliar, abonos orgánicos y fertilizantes químicos, edit. Ediciones INCA, La Habana, Cuba, 2010, p. 160. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/folle&ved=2ahUKEwjs7eHh4pCJAxVTRDABHXqbAN0QFnoECBYQAQ&usg=AOvVaw1QGb9WJhvCCaK8IO082xG-):

  • Mechanical composition: by the modified Bouyoucos method, using sodium pyrophosphate to eliminate organic matter and sodium hexametaphosphate as a dispersant.

  • Texture: determined using the textural triangle.

  • Color: according to the Munsell Table.

  • pH in water: according to the Potentiometric method, soil: water ratio 1:2.5.

  • Organic matter: by the Walkley and Black method.

  • Assimilable phosphorus: Oniani method.

  • Assimilable potassium was calculated from the results obtained for exchangeable potassium.

Results and discussion

 

Soil morphological characteristics

 

It is important to point out that, in the formation and distribution of soils in the area under study, there are two different types of relief and soil formations. This makes it possible to differentiate two landscape forms with different soil formations: Landscape I with strongly undulating relief, with slopes of 6-12 %, dissected by some streams that cross it, and Landscape II with undulating relief forms on slopes of 2-5 % with fluvial terrace formations and elevations towards the dam.

Table 1.  Morphological characteristics of the soil profiles of the UBP “El Pitirre”
Horizons Depth (cm) Textural class Structure Color (dry/wet) Consistency
Profiles 1 and 4 (FrsRLmh)
A11mh 0 - 14 Sandy clay Granular (5YR3/3) Dark reddish brown Friable
ABtmh 14 - 29 Clayey Granular (5YR3/4) Dark reddish brown / (5YR3/3 Dark reddish brown Friable
Btfrs 29 - 41 Clayey Small subangular blocks that disintegrate to nuciform (2,5YR3/3) Dark reddish brown Friable
BCgr 41 - 54 Clayey Not defined (2,5YR3/4) Dark reddish Brown Compacted
CRca 54 - 69 Sandy clay Not defined (5YR8/2) Pink Compacted
Rca > 69 Not defined Not defined (5YR8/2) Pink Compacted
Profiles 2, 5 y 6 (FrsRLer)
Aer 0 - 13 Clayey Subangular blocks (5YR3/3) Dark reddish Brown Friable
B1 13 - 24 Clayey Subangular blocks (5YR3/4) Dark reddish brown / (5YR4/3) Reddish brown Compacted
B21 24 - 43 Clayey Fine polyhedral (2,5YR3/4) Dark reddish brown / (2,5YR3/6) Dark red Compacted
B22t 43 - 71 Clayey Polyhedral (2,5YR3/6) Dark red / (2,5YR4/6) Red Compacted
B3gr 71 - 85 Clayey Not defined (5YR4/6) Yellowish red / (5YR4/4) Reddish brown Slightly compacted
Profile 7 (FrsRLer and gleyic)
A 0 - 21 Clay loam Granular (10YR4/3) Brown Friable
B(g) 21 - 40 Clayey Subangular blocks (10YR5/3) Brown Slightly compacted
BCggr 40 - 46 Clayey Subangular blocks (10YR4/3) Brown Compacted
Cgr > 46 Not defined Not defined Not defined Compacted
Profile 3 (GHer)
Aper 0 - 14 Sandy clay loam Poorly structured (10YR5/3) Brown / (10YR3/3) Dark brown Friable
B(g) 14 - 29 Sandy clay Subangular blocks (10YR5/4) Yellowish brown / (10YR4/4) Yellowish brown Friable to slightly compacted
C1g 29 - 50 Clayey Subangular blocks (7,5YR4/4) Brown / (7,5YR4/3) Brown Compact and somewhat plastic
C2G 50 - 76 Sandy clay Prismatic blocks (7,5YR5/4) Brown / (10YR4/6) Dark yellowish brown Compact and somewhat plastic

Table 1 presents the morphological characteristics of the soils. Based on the analysis of the morphology of the profiles, four soil subtypes were classified: Fersialitic Red Leached Lixiviated Humic Mellow Red (FrsRLmh), Fersialitic Red Leached Erogenic Leached (FrsRLer), Fersialitic Red Leached Gleyitic (FrsRLg), Gleysol Humic Erogenic Humic (GHer) and Gleysol Vertic Chromic (GVc).

The Fersialitic Red Leached Lixiviated mellow humic soil (FrsRLmh): Represented by profiles 1 and 4, it is located in the high and stable part of the relief with preserved vegetation, either grassland or pasture between established groves. The topography of the surrounding terrain is strongly undulating, with slopes where both profiles were taken: less than 2 and 3 %, respectively. They have well-drained surface and internal drainage.

As can be seen in the description, these soils are of Amh-Btfrs-CRca profile or type and occupy an area of 5 ha. They are well marked reddish-brown in color in the Bt horizon and moderately deep with an underlying horizon rich in hard, rounded limestone rocks at 45-50 cm depth.

From the morphological descriptions of both profiles, it is shown that these were formed on sediments of the ancient Quaternary that was very rainy, the underlying material is hard limestone pebbles and on top of it, later transported materials were deposited with fragments of basic and ultrabasic rocks, possibly serpentinized basalt that were covered by the limestones and that come to the surface in the slopes cut by the rivers that were formed later. Independently that this is a characteristic that is diagnosed by the soil survey, in a certain way this coincides with the soil separated in the genetic map of soils of Cuba, where it is referred to as less evolved Latosolic formed of materials transported from igneous rocks (1919. Instituto de Suelos. Mapa Genético de los Suelos de Cuba. [en línea], (ser. 19 hojas a color), [1:250 000], edit. Instituto Cubano de Geodesia y Cartografía, 1971, [Consultado: 20 de marzo de 2024], Available from: https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/republic-de-cuba-mapa-genetico-de-suelos-escala-1-250000-19-maps-17-15.).

According to the results of the mechanical analysis and the determination of the texture, it is presented as sandy clay loam to sandy clay loam in the A horizon and more clayey in the Bt horizon. The structure is very good in the A horizon, of the granular type, so among other characteristics it is classified as mellow (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.) and red Luvisol, clayey, humic (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

The erogenous leached red fersialitic soil (FrsRLer): It is represented by profiles 2, 5 and 6. It is located in the slope phase or in a high and stable part, under recent sowing with very little vegetation cover or it is prepared for sowing, without vegetation cover. In the process of clearing D. cinerea for planting, soil losses of about 20 cm occurred, which are still evident in very recent plantations (one year or less) due to the little vegetation cover between the bushes. The topography of the surrounding terrain is strongly undulating, the slopes where the profiles were taken are: 10-12, 9-10 and 8 % respectively. They present an excessively drained superficial and internal drainage.

As can be seen in the descriptions, the slightly eroded ones are of profile or Aer-Bt-B3gr-CRca type and the strongly eroded ones are of profile or BA-Bt-Bgr-CRca type and occupy an area of 68.77 ha. They are deeper than the previous ones, reaching a depth of 80-85 cm if the B3gr horizon is included. In the results of the mechanical analysis and the determination of the texture, they have a clayey to clayey sandy horizon on the surface, which passes to a Bt horizon, with well-differentiated cutans.

Due to erosion losses, they are classified as erogenous soil subtypes. Profiles 2 and 5 are little eroded, while profile 6 is strongly eroded, as it lost a large part of the A horizon and part of the B horizon, with a BA horizon emerging at the surface. Recent studies have shown that progressive climate change and agricultural intensification accelerate erosion processes (2020. Loba, A.; Waroszewski, J.; Tikhomirov, D.; Calitri, F.; Christl, M.; Sykuła, M. y Egli, M. ‘‘Tracing erosion rates in loess landscape of the Trzebnica Hills (Poland) over time using fallout and cosmogenic nuclides’’, Journal of Soils and Sediments, vol. 21, no. 8, 1 de agosto de 2021, pp. 2952-2968, DOI http://doi.org/10.1007/s11368-021-02996-x., 2121. Radziuk, H. y Świtoniak, M. ‘‘Soil erodibility factor (K) in soils under varying stages of truncation’’, Soil Science Annual, vol. 72, no. 1, 12 de abril de 2021, pp. 1-8, DOI http://doi.org/10.37501/soilsa/134621.).

Fersialitic soils are more vulnerable to erosion and degradation due to the combination of several factors, since they have been subjected to degradation processes of natural or anthropogenic origin. Their physical properties are usually affected, with effects on plant growth, yield and crop quality, increasing vulnerability to erosion. This is due to the type of clay mineral (2:1), since clays, although they are found forming soil aggregates, when wetted they expand and tend to disperse, so they are easily washed away by rainfall or irrigation water. This particularity is more accentuated when in the B horizon these soils present vertic properties, or the argillic horizon (2222. Hernández Jiménez, A.; Borges Benítez, Y.; Martínez Cruz, M.; Rodríguez Cabello, J. y Marentes Amaya, F.L. ‘‘Presencia de propiedades vérticas en los suelos fersialíticos de la antigua provincia La Habana’’, Cultivos Tropicales, vol. 32, no. 1, 2011, pp. 63-74. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/download/60/pdf/166&ved=2ahUKEwjG1aiF45CJAxVQmYQIHXU5E-gQFnoECBoQAQ&usg=AOvVaw1xIG7eqW6BGXUMnb2octVt). In the specific case of the farm's red ferric soils, they are leached by the presence of the argillic horizon. Due to the above, these soils are easily eroded and, in this case, are eroded by anthropogenic influence; that is why they are classified as erogenic (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.) and Red Luvisol (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

Fersialitic Red Leached erogenic and gleyic soils (FrsRLer and g): They are represented by the description of profile 7 reconstructed by the micromonolith, without analytical data. They are mainly located in landscape II, on the fluvial terraces towards the dam. The topography of the surrounding terrain is undulating with formation of alluvial terraces, the slope where the profile was taken is 4 %. They have moderately drained surface and internal drainage. For their agricultural use it is important to take into account the slope, since some of them are located in the intermediate part between the slope and the lower part near the streams.

Despite the fact that this soil is located in a relatively high part of the relief there are symptoms of gleyzation in it, as a result of a formation with more influence of excess moisture than at present. This situation is changing as the relief was ascending by the neotectonic movements in the Quaternary period and does not have such a marked influence as occurs in the lower parts of the relief where the gleyzation is present.

The soil subtype Gleysol Humic erogenic humic (GHer): It is represented by profile 3, located in the lower parts of the relief. The site where the profile was characterized is planted with one-year-old mango (Mangifera indica L.), in poor condition as a result of poor drainage. The topography of the surrounding terrain is strongly undulating, with slopes where the profile was taken 2 %. They have imperfectly drained surface and internal drainage. As can be seen in the description, these soils are of profile or type (Aper-C1g-C2G) and occupy an area of 13.69 ha.

Their formation is conditioned to two determining factors; on the one hand, they have alluvial - deluvial transported materials, that is, it is subject to sedimentary materials and, on the other hand, they present a marked hydromorphic formation in the upper thickness of the soil at a depth of less than 50 cm. The hydromorphism is reflected by reduction, gray and greenish stains and, above all, black ferromanganic formations that, at times, are a little hardened and give it the character of Ferruginous Nodular. The soil in natural conditions was a humic haplic Gleysol (with good humification), which has been changed as a result of anthropogenesis in the clearing of D. cinerea, with losses of soil and organic matter, so it should be classified as erogenic subtype.

The presence of ferromanganic stains is the result of oxidation and reduction processes that occur in the soil due to poor drainage and characterizes soils that are classified as Gleysol when they occur above 50 cm depth (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.) and fluvic, eutrophic Gleysol (1212. IUSS Working Group WRBWorld Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. [en línea], 4th edition, International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022, p. 236, [Consultado: 22 de abril de 2024], Available from: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf.).

It is formed from sediments from the upper parts, so the differences in texture along the profile are due to the differentiated sedimentation of the particles from the higher parts. For this reason, the assimilable phosphorus and potassium contents are very low, as are the soils of the higher elevations (2323. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738, 2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673).

The pH is more acidic than in the other soils (2323. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738, 2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673), especially in the middle and lower part of the profile where hydromorphism is evident. This acidity is caused by the sedimentary materials of the upper parts that have a certain acidity and also by the reduction of iron due to hydromorphism. When iron is reduced, it gains an electron and causes acidity (2525. Moreno Ramón, H. y Ibañez Asensio, S. ‘‘Procesos formadores: La Gleyficación’’, 26 de junio de 2019, [Consultado: 1 de diciembre de 2021], Available from: https://riunet.upv.es/handle/10251/122718, [Accepted: 2019-06-26T07:09:07Z].).

In spite of the erogenic action of D. cinerea in the clearing, this soil does not have a low organic matter content, since it is 3.88 % in the A horizon (2323. Carnero–Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; González, O.R.; Fundora, A.B. Alfonso, E.T. ‘‘Cartografía agroquímica y distribución de los suelos de la finca “El Pitirre”, Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 44, no. 3, 2023, p. cu-id. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1738, 2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673), relatively high for a soil of the erogenic subtype. This shows that its initial formation was of the humic subtype and that organic matter was reduced by human action (erogenous formation). Therefore, the OCR are relatively high, with contents very close to those of the humic subtype of the Red Leached Fersialitic soils.

The soil classified as Chromic Vertic Gleysol (GVc): was identified at the end of landscape II and, towards the dam, has a vegetation of grasslands and shrubs and is characterized by a marked gleyzation and in the upper horizon has a very clayey texture rich in clay minerals of the 2:1 type, with a structure of medium prismatic blocks with sliding faces, which is identified as vertic characteristics. It presents many surface cracks due to the vertic character. It occupies an area of 2.78 ha.

This soil should not be used in the sowing of protein and medicinal plants due to the manifestation of the gleyzation process, which is negative to crops due to excess moisture in poorly drained conditions. It would be very suitable for the cultivation of flooded rice due to its capacity to retain water.

Soil classification in the study region

 

Table 2 shows that there are three different soil groupings in the study area: Fersialitic, Brown sialitic and Gleysols. In general, the level of erosion varies in all cases, ranging from mild to medium, due to the fact that throughout the region, most of which was previously occupied by D. cinerea, the clearing of this vegetation apparently led to the obvious loss of a large part of the A horizon, which was humified. In slope conditions, part of this horizon was lost by clearing and erosion, so the term erogenous applies. The same occurs in plains in soils classified as Gleysols.

This soil should not be used for planting protein and medicinal plants due to the manifestation of the gleyzation process, which is negative for crops due to excess moisture in poor drainage conditions. It would be very suitable for the cultivation of flooded rice due to its capacity to retain water.

Table 2.  Classification and extent of soils in the UBP “El Pitirre”
Grouping Genetic type Subtype Genre Specie Area (%) % of total
Fersialitic Soil Leached Red fersialitic Humic and mellow Eutric Soft and moderately eroded Predominantly medium deep species 5.00 79.02
Erogenic Eutric 45.34
Erogenic and glyenic Eutric Mildly eroded 23.43
Sialitic Brown Soil Brown Erogenic Carbonated Heavily eroded, shallow and stony 0.71 0,76
Gleysol Humic Gleysol Erogenic Eutric Mildly eroded 13.69 17,25
Haplic Eutric No erosion, humified and deep 2.41
Vertic Gleysol Chromic Eutric Deep and clayey species predominate 2.78 2,98
Total 93.36 100.00

It can be seen that the predominant soil is of the Fersialitic Grouping and within it the Leached Red Fersialitic Genetic Type, which occupies almost 80 % of the mapped territory; in second place, there is the Gleysol Grouping, with the Humic Gleysol Genetic Types (17.25 %) and a small area of Vertic Gleysol soil (2.98 %).

Under natural conditions, the interaction of soil formation factors gives rise to the formation processes of: fersialitization, leaching, gleyzation and humification, giving rise to four soil types (Red Leached Fersialitic, Brown, Humic Gleysol and Vertic Gleysol); but the clearing of natural vegetation led to the loss of much of the A horizon, not only in slope conditions but also in more stable reliefs. In other words, the anthropogenic factor originates the erogenic soil subtypes according to the 2015 Cuban soil classification (1616. Hernández Jiménez Alberto; Pérez Jiménez, J.M.; Bosch Infante, D.; Castro Speck, N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015 [en línea], 1.a ed., edit. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, San José de las Lajas, Cuba, p. 91, ISBN 978-959-7023-77-7, [Consultado: 21 de marzo de 2024], Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/.). These occupy an area of 83.17 ha which represents 89.09 % of the total.

Therefore, when applying the 2015 version of the Cuban soil classification (Table 2) in this work, erogenous soil subtypes appear. However, this study diagnoses soils that are not found in the new version of soil classification of Cuba, nor in previous versions, such as the Fersialitic Red Leached soil type (2424. Carnero-Lazo, G.; Hernández-Jiménez, A.; Bernal-Fundora, A. y Terry-Alfonso, E. ‘‘Características de los suelos Fersialíticos Rojos Lixiviados de la llanura meridional alta de Pinar del Río’’, Cultivos Tropicales, vol. 43, no. 3, 2022, pp. 1-9. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1673). In addition, the erogenous Humic Gleysol is also classified, which is not found in this classification. These aspects can enrich the classification of Cuban soils in the next update.

Impacts of human action on soil properties

 

In this edaphological study carried out in the UBP “El Pitirre”, it is clear that human action is very marked in the change of soil properties, mainly because in this agroecosystem, the initial vegetation was of D. cinerea, a non-native invasive tree species, and that in the clearing to establish crops, a large part of the A horizon was lost, especially due to the conditions of the undulating hilly relief. In this sense, there are authors who suggest that man is a sixth factor in soil formation, although man actually receives the soil formed in the different terrestrial ecosystems (2626. Dudal, R. ‘‘The sixth factor of soil formation’’, Eurasian Soil Science, vol. 38, 1 de enero de 2005, Available from: https://www.proprights.org/PDFs/workshop_2011/References/BAS/Soil%20References/Human%20Created%20Soils.pdf.-2828. Dror, I. ; Yaron, B. y Berkowitz, B. ‘‘The Human Impact on All Soil-Forming Factors during the Anthropocene’’, ACS Environmental Au, vol. 2, no. 1, 19 de enero de 2022, pp. 11-19, DOI http://doi.org/10.1021/acsenvironau.1c00010.).

In edaphological studies nowadays, the influence of man on soil properties is recognized, especially when it is overexploited for agricultural production (2929. Febles-González, J.M. ; Febles-Díaz, J.M. ; Amaral-Sobrinho, N.M. ; Zonta, E. y Maura-Santiago, A.V. ‘‘Mitos, realidades e incertidumbres sobre la degradación de los suelos Ferralíticos Rojos en Cuba’’, Cultivos Tropicales, vol. 41, no. 3, septiembre de 2020, ISSN 0258-5936, [Consultado: 21 de octubre de 2021], Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000300010&lng=es&nrm=iso&tlng=es.-3232. Barahona-Amores, L.A.; Samaniego-Sánchez, R. ; Villarreal-Núñez, J. y Cruz-Lombardo, A.D.L. ‘‘Modificación de propiedades del suelo por la continua siembra de tomate industrial en Azuero, Panamá’’, Ciencia Agropecuaria, no. 35, 1 de julio de 2022, pp. 53-77. Available from: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=http://www.revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/596&ved=2ahUKEwjA7pKJ5JCJAxW0STABHTKlAJIQFnoECBMQAQ&usg=AOvVaw27E714I7AJicwN-UyuuvdX).

In the studies carried out in this research, the loss of the A horizon could cause an alteration in the stability of microbial populations, decreasing the biological diversity that influences the reduction of environmental services such as moisture retention, water purification and carbon sequestration, in addition to favoring soil degradation, which has repercussions on its low fertility. There are authors who refer to the current state of knowledge on soil organic carbon (SOC) mineralization and sequestration in erosion sites, as well as the impacts of erosion-induced soil decomposition and aggregate formation. In addition, they provide an overview of the conceptual relationships between soil biological properties and SOC mineralization and sequestration in eroded agroecosystems (55. Tilahun, E. ; Haile, M. ; Gebresamuel, G. y Zeleke, G. ‘‘Spatial and temporal dynamics of soil organic carbon stock and carbon sequestration affected by major land-use conversions in Northwestern highlands of Ethiopia’’, Geoderma, vol. 406, 15 de enero de 2022, p. 115506, ISSN 0016-7061, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115506.).

When studying soil losses for the period of intensive agriculture on arable land in the forest-steppe and steppe zones of European Russia and Siberia, the results obtained constitute an example of man-made soil deterioration (3333. Golosov, V.N. ; Collins, A.L. ; Dobrovolskaya, N.G. ; Bazhenova, O.I. ; Ryzhov, Yu.V. y Sidorchuk, A.Y. ‘‘Soil loss on the arable lands of the forest-steppe and steppe zones of European Russia and Siberia during the period of intensive agriculture’’, Geoderma, vol. 381, 1 de enero de 2021, p. 114678, DOI http://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114678.).

In the case of the area under study, in the face of degradation due to the loss of the superficial horizon, some techniques can determine the adequate management of the agroecosystem to ensure soil conservation, for example, appropriate tillage, fertilization, crop rotation and residue management; with these alternatives, the effect caused by man could then be attenuated in order to increase crop production.

Table 3 shows that the soils generally have a slightly acid reaction, with 51.43 % of the area; the predominant organic matter content is medium, with 57.68 % of the area; and very low assimilable phosphorus and potassium values, with 93.78 and 75.14 % of the area, respectively. The deficiency of these elements, as well as the tendency to acidity, are characteristics of the natural formation of the soil. However, the medium organic matter contents could be attributed to the fact that in most of the cultivated areas about 15-20 cm of the upper soil thickness has been lost as a result of the elimination of D. cinerea, so that high organic matter contents are not found.

Table 3.  General chemical characteristics of the soils at “El Pitirre” farm
Property Content Category Quantity of plots Average values Hectares (ha) % of area
pH (H2O) 6.1 - 6.5 Slightly acidic 21 6.3 48.01 51.43
OM (%) 3.0 - 3.9 Medium 24 3.4 53.85 57.68
P2O5 (mg 100g-1) < 15 Very low 35 8.1 87.56 93.78
K2O (mg 100g-1) < 10 Very low 27 6.6 70.15 75.14
Total 39 93.36 100.00

Similarly, in Cuba, similar results have been obtained in Fersialitic soils on granitoids, where the change of use of D. cinerea ecosystems to crop systems is responsible for the loss of more than 50 % of organic carbon, decrease of assimilable phosphorus contents and total porosity. In addition, the evaluation of the soil quality index showed that there was a degradation in soil properties due to the change of use of D. cinerea systems for agricultural use 3434. Pérez Pompa N. y Leyva Rodríguez S. L. ‘‘Impacto del marabú (dichrostachys cinerea (l.) wigth et arm sobre la calidad de los suelos | Sinergia Académica’’, 23 de enero de 2022, [Consultado: 23 de abril de 2024], Available from: http://sinergiaacademica.com/index.php/sa/article/view/9..

Conclusions

 

Under preserved conditions the soil develops a humic and mellow A horizon. However, under cultivated conditions this type of horizon is absent, due to the erosive process that has taken place due to the partial or total loss of the A horizon as a result of the clearing of D. cinerea. Therefore, be careful in the process of eliminating D. cinerea because it can lead to the loss of the upper horizon (A) and, consequently, losses of organic matter and therefore in soil organic carbon stocks (OCS). Due to the loss of soil due to anthropogenic causes, the subtypes FrsRL erogenic and FrsRL erogenic and gleyic are classified. For the GH soil, the subtype GH haplic was found in the conserved areas and the Gleysol Humic erogenic for the anthropized areas. Soils are deficient in phosphorus and potassium contents and have a slightly acid reaction.

Recommendations

 

To take into consideration the results obtained in this research to evaluate the inclusion of a new Erosol soil grouping, as well as the genetic type of Fersialitic Red Leached and Humic Erogenic Gleysol in the next version of the Cuban Soil Classification.