Abundance and diversity of soil macroinvertebrates in sugarcane (Saccharum spp.) plantations under organic and chemical fertilization in Belize

Abstract: Many studies suggest that sugarcane management practices have negative impact on soil quality, especially on soil organisms, however, information on macroinvertebrate abundance and diversity in conventional sugarcane fields is scarce. This study determined the abundance and diversity of soil macroinvertebrates in sugarcane plantations under 2 types of soils, Cambisol and Fluvisol, with three types of fertilizer management: chemical fertilizer, vinasse and filter mud, and in a secondary forest (on a Cambisol).  Sampling was carried out in northern Belize during two crop cycles (from May 2013 to May 2015). Soil macroinvertebrates were collected using monoliths based on Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) Handbook of Methods at the end of the rainy seasons. The parameters evaluated were biomass, density and diversity of soil macroinvertebrates (number of morphospecies, an ecological index for tropical soil quality based on macrofauna, and a converted Shannon index (H_exp)), yield and plant response variables (number of stool, number of stem, number of active leaves, stem length and stem diameter). A total of 7,634 individuals were identified, grouped into 52 morphospecies belonging to 16 orders and three species of annelids. No significant differences existed among management systems (application of chemical fertilizer, vinasse, filter mud and secondary forest) on abundance and diversity of soil macroinvertebrates, yield and plant variables. However, there were significant differences between soils and cycles in some evaluated parameters. Presuming that soil type and seasonal conditions, in a two years trial, had higher weight on determine the studied parameters than the different management systems.

Abundancia y diversidad de macroinvertebrados de suelo en el cultivo de caña de azúcar (Saccharum spp.) bajo fertilización orgánica y química en Belice.

Resumen: Muchos estudios sugieren que las prácticas de manejo de la caña de azúcar tienen un impacto negativo en la calidad del suelo, especialmente en los organismos del suelo, sin embargo, la información sobre la abundancia y diversidad de macroinvertebrados en los campos de caña de azúcar convencionales es escasa. Este estudio determinó la abundancia y diversidad de macroinvertebrados del suelo en plantaciones de caña de azúcar en dos tipos de suelo, Cambisol y Fluvisol, tres tipos de manejo de fertilizantes: fertilizante químico, vinaza, cachaza, y en un bosque secundario (en un Cambisol). El muestreo fue llevado a cabo en el norte de Belice durante dos ciclos agrícolas (de mayo 2013 a mayo 2015). Los macroinvertebrados del suelo fueron colectados usando monolitos basados en el método del Manual de Métodos Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) al final de las temporadas de lluvia. Los parámetros evaluados fueron biomasa, densidad y diversidad de macroinvertebrados del suelo (número de morfoespecies, un índice ecológico para la calidad del suelo tropical y un índice de Shannon convertido (H_exp)), rendimiento y variables de las plantas (número de cepas, número de tallos, número de hojas activas, largo del tallo y diámetro del tallo). Un total de 7,634 individuos fueron identificados, agrupados en 52 morfoespecies pertenecientes a 16 Ordenes y tres especies de anélidos. No existió diferencias significativas entre los sistemas de manejo (aplicación de fertilizante químico, vinaza, cachaza y bosque secundario) en la abundancia y diversidad de macroinvertebrados, rendimiento y variables de las plantas. Sin embargo, hubo diferencias significativas entre suelos y ciclos en algunos de los parámetros. Suponiendo que el tipo de suelo y las condiciones estacionales, en un ensayo de dos años, tuvieron mayor peso para determinar los parámetros estudiados que los diferentes sistemas de manejo.