Analysis of soil quality indicators and indices in Mexico

Authors

  • Jorge Luis Nuñez-Peñaloza Departamento de Fitotecnia-Universidad Autónoma Chapingo. Carretera Federal México-Texcoco km 38.5, Texcoco, Estado de México, México. CP. 56230.
  • Joel Pérez-Nieto Departamento de Fitotecnia-Universidad Autónoma Chapingo. Carretera Federal México-Texcoco km 38.5, Texcoco, Estado de México, México. CP. 56230.
  • Jorge Víctor Prado-Hernández Departamento de Suelos-Universidad Autónoma Chapingo. Carretera Federal México-Texcoco km 38.5, Texcoco, Estado de México, México. CP. 56230

DOI:

https://doi.org/10.29312/remexca.v14i6.3148

Keywords:

physical-chemical-biological soil fertility, principal component analysis, soil properties

Abstract

One strategy for evaluating soils is through quality indices that depend on specific indicators on the soils sampled, the type of crop and the management carried out. Indicators are measurable physical, chemical or biological variables that affect the capacity of the soil as they perform one or more of its functions. The objective of this research was to examine the methodological use of the different physical, chemical and biological properties of the soil used as quality indicators to determine soil quality indices in Mexico, through a bibliographic review carried out in 2022, for the period 2000-2021 through various search engines of scientific articles and keywords related to the subject, in order to generate a diagnosis and glimpse research opportunities. Greater attention should be paid to the study of soil quality in Mexico, based on technical and scientific information in regions and states where this information remains scarce. As a product of the bibliographic review, the following sets of indicators are proposed: texture, bulk density, aggregate stability, infiltration, penetration resistance, moisture retention curve and soil depth as physical indicators; organic matter, pH, total nitrogen, inorganic nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium as chemical indicators; and microbial biomass carbon, soil respiration, earthworm density, dehydrogenase, β-glucosidase, urease, phosphatase and arbuscular mycorrhizal fungi as biological indicators, opting for a subset of indicators or a minimum data set to form a soil quality index.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Acevedo-Gómez, R.; Sánchez-Hernández, M. A.; Gómez-Merino, F. C.; Ponce-Peña, P.; González-Lozano, M. A.; Navarro-Moreno, L. and Poisot, M. 2020. Soil Quality of Ananas comosus Cultivation Land in the Papaloapan Basin Region of Mexico after Wastes Addition as Fertilizer Supplement. Agriculture. 10(5):1-12. Doi: 10.3390/agriculture 10050173.

Alcalá, J.; Sosa, M.; Moreno, M.; Rodríguez, J. C.; Quintana, C.; Terrazas, C. y Rivero, O. 2009. Metales pesados en suelo urbano como un indicador de la calidad ambiental: ciudad de Chihuahua, México. Multequina. 18(2):53-69.

Alejo-Santiago, G.; Salazar-Jara, F. I.; García-Paredes, J. D.; Arrieta-Ramos, B. G.; Jiménez-Meza, V. M. y Sánchez-Monteón, A. L. 2012. Degradación físico-química de suelos agrícolas en San Pedro Lagunillas, Nayarit. Tropical and Subtropical Agroecosystems. 15(2):323-328.

Álvarez-Arteaga, G.; Ibáñez-Huerta, A.; Orozco-Hernández, M. E. y García-Fajardo, B. 2020. Regionalización de indicadores de calidad para suelos degradados por actividades agrícolas y pecuarias en el altiplano central de México. Quivera Revista de Estudios Territoriales. 22(2):5-19.

Armida-Alcudia, L.; Espinosa-Victoria, D.; Palma-López, D. J.; Galvis-Spínola, A. y Salgado-García, S. 2005. Carbono en biomasa microbiana y carbono soluble como indicadores de calidad de Vertisoles cultivados con caña azucarera. Terra Latinoamericana. 23(4):545-551.

Bautista-Cruz, A.; del Castillo, R. F.; Etchevers-Barra, J. D.; Gutiérrez-Castorena, M. del C. and Baez, A. 2012. Selection and interpretation of soil quality indicators for forest recovery after clearing of a tropical montane cloud forest in Mexico. Forest Ecology and Management. 277(1):74-80. Doi: 10.1016/j.foreco.2012.04.013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2012.04.013

Bedolla-Rivera, H. I.; Negrete-Rodríguez, M. L.; Medina-Herrera, M. D. R.; Gámez-Vázquez, F. P.; Álvarez-Bernal, D.; Samaniego-Hernández, M.; Gámez-Vázquez, A. J. and Conde-Barajas, E. 2020. Development of a soil quality index for soils under different agricultural management conditions in the Central Lowlands of Mexico: physicochemical, biological and ecophysiological indicators. Sustainability. 12(22):9754. Doi: 10.3390/su12229754.

Bugarín, J.; Bojórquez, J. I.; Lemus, C.; Murray, R. M.; Hernández, A.; Ontiveros, H. y Aguirre, J. 2010. Comportamiento de algunas propiedades físicoquímicas del suelo con diferente sistema silvopastoril en la Llanura Norte de Nayarit. Cultivos Tropicales. 31(2):48-55.

Bünemann, E. K.; Bongiorno, G.; Bai, Z.; Creamer, R. E.; De Deyn, G.; de Goede, R.; Fleskens, L.; Geissen, V.; Kuyper, T. W.; Mäder, P.; Pulleman, M.; Sukkel, W.; van Groenigen, J. W. and Brussaard, L. 2018. Soil quality a critical review. Soil Biology and Biochemistry. 120(1):105-125. Doi: 10.1016/j.soilbio.2018.01.030. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.01.030

Campos-Cascaredo, A.; Oleschko-Lutkova, K.; Etchevers-Barra, J. D. and Hidalgo-Moreno, C. 2007. Exploring the effect of changes in land use on soil quality on the eastern slope of the Cofre de Perote Volcano. Mexico. Forest Ecology and Management. 248(3):174-182. Doi: 10.1016/j.foreco.2007.05.004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.05.004

Cantú-Silva, I.; Díaz-García, K. E.; Yáñez-Díaz, M. I.; Gonzalez-Rodríguez, H. y Martínez-Soto, R. A. 2018. Caracterización fisicoquímica de un calcisol bajo diferentes sistemas de uso de suelo en el noreste de México. Rev. Mex. Cienc. Forest. 9(49):59-86. Doi: 10.29298/rmcf.v9i49.153. DOI: 10.29298/rmcf.v9i49.153. DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v9i49.153

Castillo-Valdez, X.; Etchevers-Barra, J. D.; Hidalgo-Moreno, C. M. I. y Aguirre-Gómez, A. 2021. Evaluación de la calidad de suelo: generación e interpretación de indicadores. Terra Latinoamericana. 39(1):1-12. Doi: 10.28940/terra.v39i0.698.

Chavarin-Pineda, Y.; Reynoso, E. C.; Torres, E.; Cruz-Flores, G.; Tenorio-Arvide, M. G.; Linares-Fleites, G. and Valera-Pérez, M. Á. 2021. Soil quality in volcanic soils in a forest biosphere reserve in Mexico. Soil and Water Research. 16(4):217-227. Doi: 10.17221/108/2020-SWR.

Cruz-Flores, G.; Guerra-Hernández, E. A.; Valderrábano-Gómez, J. M. y Campo-Alvés, J. 2020. Indicadores de calidad de suelos en bosques templados de la Reserva de la Biosfera los Volcanes, México. Terra Latinoamericana. 38(4):781-793. Doi: 10.28940/terra.v38i4.421.

Cruz-Ruiz, E.; Cruz-Ruiz, A.; Vaca, R.; del Águila, P. and Lugo, J. 2015. Assessment of soil parameters related with soil quality in agricultural systems. Life Science Journal. 12(1):154-161. Doi: 10.1145/3132847.3132886. DOI: https://doi.org/10.1145/3132847.3132886

De la Cruz-Elizondo, Y. y Fontalvo-Buelvas, J. C. 2019. Evaluación de la calidad del suelo de un huerto urbano en Xalapa, México. Suelos Ecuatoriales. 49(1 y 2):29-37. Doi: 10.47864/SE(49)2019p29-37-102.

Duché-García, T. T. A.; Ocampo-Fletes, I.; Cruz-Hernández, J.; Hernández-Guzmán, J. A.; Macías-López, A.; Jiménez-García, D. y Hernández-Romero, E. 2021. Grupos microbianos en un agroecosistema milpa intercalda con árboles frutales en Valles Altos de Puebla, México. Tropical and Subtropical Agroecosystems. 24(2):1-17.

Estrada-Herrera, I. R.; Hidalgo-Moreno, C.; Guzmán-Plazola, R.; Almaraz-Suarez, J. J.; Navarro-Garza, H. y Etchevers-Barra, J. D. 2017. Indicadores de calidad de suelo para evaluar su fertilidad. Agrociencia. 51(1):813-831.

Fernández-Ojeda, P. R.; Cristóbal-Acevedo, D.; Villanueva-Morales, A. y Uribe-Gómez, M. 2016. Estado de los elementos químicos esenciales en suelos de los sistemas natural, agroforestal y monocultivo. Rev. Mex. Cienc. Forest. 7(35):65-77. DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v7i35.75

Fonteyne, S.; Burgueño, J.; Albarrán-Contreras, B. A.; Andrio-Enríquez, E.; Castillo-Villaseñor, L.; Enyanche-Velázquez, F.; Escobedo-Cruz, H.; Espidio-Balbuena, J.; Espinosa-Solorio, A.; Garcia-Meza, P.; González-Galindo, F.; González-Regalado, J.; Govaerts, B.; López-Bustamante, J. D.; López-Ramírez, A.; Martínez-Gamiño, M. A.; Martínez-Hernández, F.; Mora-Gutiérrez, M.; Nieves-Navarro, A. I.; Noriega-González, L. A.; Núñez-Peñaloza, O.; Osorio-Alcalá, L.; de la Piedra-Constantino, R.; Ponce-Lira, B.; Rivas-Jacobo, I. C.; Saldivia-Tejeda, A.; Tapia-Moo, C. A.; Tapia-Naranjo, A.; Uribe-Guerrero, M. A.; Vilchis-Ramos, R.; Villa-Alcántara, J. and Verhulst, N. 2021. Effects of conservation agriculture on physicochemical soil health in 20 maize‐based trials in different agro‐ecological regions across Mexico. Land Degradation & Development. 32(6):2242-2256. Doi: 10.1002/ldr.3894.

Govaerts, B.; Sayre, K. D. and Deckers, J. 2006. A minimum data set for soil quality assessment of wheat and maize cropping in the highlands of Mexico. Soil and Tillage Research. 87(2):163-174. Doi: 10.1016/j.still.2005.03.005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2005.03.005

Hernández-Ordoñez, J. O.; Gutiérrez-Castorena, M. del C.; Ortiz-Solorio, C. A.; Sánchez-Guzmán, P. y Ángeles-Cervantes, E. 2017. Calidad de andosols en sistemas forestal, agroforestal y agrícola con diferentes manejos en Zacatlán, Puebla. Terra Latinoamericana. 35(2):179-189. Doi: 10.28940/terra.v35i2.201. DOI: https://doi.org/10.28940/terra.v35i2.201

Hernández-González, D. E.; Muñoz-Iniestra, D. J.; López-Galindo, F. y Hernández-Moreno, M. M. 2018. Impacto del uso de la tierra en la calidad del suelo en una zona semiárida del Valle del Mezquital, Hidalgo, México. BIOCyT. 11(43):792-807.

Huerta, E.; Kampichler, C.; Geissen, V.; Ochoa-Gaona, S.; De Jong, B. and Hernández-Daumás, S. 2009. Towards an ecological index for tropical soil quality based on soil macrofauna. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 44(8):1056-1062. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2009000800039

López-Báez, W.; Reynoso-Santos, R.; López-Martínez, J.; Villar-Sánchez, B.; Camas-Gómez, R. y García-Santiago, J. O. 2019. Caracterización físico-química de suelos cultivados con maíz en Villaflores, Chiapas. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 10(4):897-910. Doi: 10.29312/remexca.v10i4.1764.

Martínez-Rodríguez, Ó. G.; Can-Chulim, Á.; Ortega-Escobar, H. M.; Bojórquez-Serrano, J. I.; Cruz-Crespo, E.; García-Paredes, J. D. y Madueño-Molina, A. 2021. Fertilidad e índice de calidad del suelo de la cuenca del río San Pedro en Nayarit. Terra Latinoamericana. 39(1):1-13. Doi: 10.28940/terra.v39i0.766.

Medina-Méndez, J.; Volke-Haller, V.; González-Ríos, J.; Galvis-Spínola, A.; Santiago-Cruz, M. y Cortés-Flores, J. 2006. Cambios en las propiedades físicas del suelo a través del tiempo en los sistemas de maíz bajo temporal y mango bajo riego en Luvisoles del estado de Campeche. Universidad y Ciencia. 22(2):175-189. Doi: 10.19136/era. a22n2.320.

Muñoz-Iniestra, D. J.; Chávez-Mosqueda, M.; Godínez-Álvarez, H. O. y Cuéllar-Arellano, N. A. 2017. Cambios edáficos en islas de fertilidad y su importancia en el funcionamiento de un ecosistema del valle de Tehuacán Puebla, México. Terra Latinoamericana. 35(2):123-133. Doi: 10.28940/terra.v35i2.142. DOI: https://doi.org/10.28940/terra.v35i2.142

Murillo-Cuevas, F. D.; Adame-García, J.; Cabrera-Mireles, H. y Fernández-Viveros, J. A. 2019. Fauna y microflora edáfica asociada a diferentes usos de suelo. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios. 6(16):23-33. Doi: 10.19136/era.a6n16.1792.

Murray, R. M.; Orozco, M. G.; Hernández, A.; Lemus, C. y Nájera, O. 2014. El sistema agroforestal modifica el contenido de materia orgánica y las propiedades físicas del suelo. Avances en Investigación Agropecuaria. 18(1):23-31.

Pajares-Moreno, S.; Gallardo-Lancho, J. F. y Etchevers-Barra, J. D. 2010. Indicadores bioquímicos en suelos de un transecto altitudinal en el Eje Neovolcánico mexicano. Agrociencia. 44(3):261-274.

Pajares-Moreno, S.; Gallardo-Lancho, J. F.; Masciandaro, G.; Ceccanti, B. and Etchevers-Barra, J. D. 2011. Enzyme activity as an indicator of soil quality changes in degraded cultivated Acrisols in the Mexican Trans-volcanic Belt. Land Degradation and Development. 22(3):373-381. Doi: 10.1002/ldr.992. DOI: https://doi.org/10.1002/ldr.992

Palma-López, D. J.; Salgado-García, S.; Martinez-Sebastian, G.; Zavala-Cruz, J. y Lagunes-Espinoza, L. del C. 2015. Cambios en las propiedades del suelo en plantaciones de eucalipto de Tabasco, México. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios. 2(5):163-172.

Peña-Morales, D. I.; de la Cruz-Elizondo, Y.; Ruelas-Monjardin, L. C. y Fontalvo-Buelvas, J. C. 2021. Evaluación de la calidad del suelo en agroecosistemas tropicales de Xalapa y Emiliano Zapata en el estado de Veracruz, México. Suelos Ecuatoriales. 51(1 y 2):25-36. Doi: 10.47864/SE(51)2021p25-36-139.

Prieto-Méndez, J.; Prieto-García, F.; Acevedo-Sandoval, O. y Méndez-Marzo, M. 2013. Indicadores e índices de calidad de los suelos (ICS) cebaderos del sur del Estado de Hidalgo, México. Agronomía Mesoamericana. 24(1):83-91. DOI: https://doi.org/10.15517/am.v24i1.9643

Prieto-Méndez, J.; Rubio-Arias, H.; Prieto-García, F.; Roman-Gutiérrez, A. D.; Mendez-Marzo, M. A. and Acevedo-Sandoval, O. A. 2011. Soil quality in terms of Pyhsical-Chemical-Metal properties for barely (Hordeum vulgare) production in the state of Hidalgo, Mexico. American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci. 10(2):230-237.

Rangel-Peraza, J. G.; Padilla-Gasca, E.; López-Corrales, R.; Medina, J. R.; Bustos-Terrones, Y.; Amabilis-Sosa, L. E.; Rodríguez-Mata, A. E. and Osuna-Enciso, T. 2017. Robust Soil quality index for tropical soils influenced by agricultural activities. Journal of Agricultural Chemistry and Environment. 6(4):199-221. Doi: 10.4236/jacen.2017.64014. DOI: https://doi.org/10.4236/jacen.2017.64014

Rodríguez-Serrano, A. C.; Cristóbal-Acevedo, D.; Álvarez-Sánchez, E. y Uribe-Gómez, M. 2016. Indicadores de calidad de un suelo para la producción de maíz bajo sistemas agroforestal y monocultivo. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 16(1):3263-3275. DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v0i16.395

Santiago-Mejía, B. E.; Martínez-Menez, M. R.; Rubio-Granados, E.; Vaquera-Huerta, H. y Sánchez-Escudero, J. 2018. Variabilidad espacial de propiedades físicas y químicas del suelo en un sistema Lama-Bordo en la Mixteca Alta de Oaxaca, México. Agricultura Sociedad y Desarrollo. 15(2):275-288. Doi: 10.22231/asyd.v15i2.796.

Sustaita-Rivera, F.; Ordaz-Chaparro, V.; Ortiz-Solorio, C. y de León-González, F. 2000. Cambios en las propiedades físicas de dos suelos de una región semiárida debidos al uso agrícola. Agrociencia. 34(4):379-386.

Trejo, D.; Sangabriel-Conde, W.; Gavito-Pardo, M. E. and Banuelos, J. 2021. Mycorrhizal inoculation and chemical fertilizer interactions in pineapple under field conditions. Agriculture. 11(10):1-8. Doi: 10.3390/agriculture11100934.

Uribe-Hernández, R.; Juárez-Méndez, C. H.; Montes de Oca, M. A.; Palacios-Vargas, J. G.; Cutz-Pool, L. y Mejía-Recarmier, B. E. 2010. Colémbolos (Hexapoda) como bioindicadores de la calidad de suelos. Rev. Mexicana de Biodiversidad. 81(1):153-162. Doi: 10.22201/ib.20078706e.2010.001.188.

Yáñez-Díaz, M. I.; Cantú-Silva, I. y González-Rodríguez, H. 2018. Efecto del cambio de uso de suelo en las propiedades químicas de un vertisol. Terra Latinoamericana. 36(4):369-379. Doi: 10.28940/terra.v36i4.349.

Zavala-Cruz, J.; Salgado-García, S.; Marín-Aguilar, Á.; Palma-López, D. J.; Castelán-Estrada, M. y Ramos-Reyes, R. 2014. Transecto de suelos en terrazas con plantaciones de cítricos en Tabasco. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios. 1(2):123-137.

Published

2023-08-17

How to Cite

Nuñez-Peñaloza, Jorge Luis, Joel Pérez-Nieto, and Jorge Víctor Prado-Hernández. 2023. “Analysis of Soil Quality Indicators and Indices in Mexico”. Revista Mexicana De Ciencias Agrícolas 14 (6). México, ME:e3148. https://doi.org/10.29312/remexca.v14i6.3148.

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)