Manejo agroecológico de
suelos
Manuel B. Suquilanda Valdivieso Valdivieso
Manejo agroecológico de
suelos
Manuel B. Suquilanda Valdivieso Valdivieso
Rafael Correa Delgado Presidente Constitucional de la República del Ecuador Javier Ponce Cevallos Ministro de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca
Manejo agroecológico de suelos © 2017 MAGAP Manuel B. Suquilanda Valdivieso
Edición de texto María Dolores Villamar y Cristina Carrión Diseño y diagramación María Dolores Villamar •
[email protected] Impresión Empresa Pública Medios Públicos del Ecuador (Medios Públicos EP)
Tiraje: 1900 ejemplares Primera edición Quito, 2017.
Contenido
Introducción ....................................... ....................................... ....................................... ....
25
I - El suelo y su fertilidad 1. Qué es el suelo ...................................... ....................................... ..............................
27
1.1. Formación del suelo ..................................... ........................................ ..........
27
1.2. Composición del suelo ................................. ........................................ .......... 1.2.1. Material mineral .................................. ........................................ ................ 1.2.2. Agua ................................... ....................................... .................................... 1.2.3. Aire ..................................... ....................................... .................................... 1.2.4. Materia orgánica .................................. ....................................... ................. 1.2.5. Microorganismos Microorganismos y auna del suelo ................................... .......................
28 28 28 28 29 29
1.3. Características Características físicas del suelo ....................................... .............................. 1.3.1. extura ..................................... ....................................... .............................. 1.3.2. Estructura ....................................... ....................................... ....................... 1.3.3. Proundidad ................................... ....................................... ....................... 1.3.4. emperatura ................................... ....................................... ....................... 1.3.5. Color .................................. ....................................... .................................... 1.3.6. Densidad aparente ...................................... ....................................... .......... 1.3.7. Agua ................................... ....................................... .................................... 1.3.8. Capacidad de campo .................................. ....................................... ..........
29 29 31 31 31 31 31 31 32
1.4. Características Características químicas del suelo .................................. .............................. 1.4.1. Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) .............. ...................... ............... .............. .............. ......... 1.4.2. El pH .................................. ....................................... .................................... 1.4.3. Porcentaje de saturación de bases ...................................... ....................... 1.4.4. Nutrientes para las plantas ..................................... .................................... 1.4.5. Carbono orgánico orgánico del suelo ................................... .................................... 1.4.6. El nitrógeno .................................... ....................................... ....................... 1.4.7. La salinización ..................................... ....................................... ................. 1.4.8. La alcalinización .................................. ........................................ ................
32 33 33 33 34 35 35 35 36 5
Manejo Agroecológico de Suelos
1.4.9. Contenido de carbonato de calcio ...................................... ....................... 1.4.10. Contenido de sulato de calcio (yeso) (yeso) ....................................... ................
36 36
1.5. Características Características biológicas del suelo 1.5.1. La vida en el suelo ...................................... ....................................... .......... 1.5.2. La Materia Orgánica del Suelo (MOS) .............. ..................... .............. .............. .............. .............. ........... .... 1.5.2.1. Importancia de la materia orgánica del suelo .............. ..................... .............. .............. ............. ...... 1.5.2.2. Balance del humus .................................... ....................................... .......... 1.5.2.3. Pérdidas de materia orgánica ..................................... .............................. 1.5.2.4. El humus: la base de la fertilidad del suelo .............. ..................... .............. ............... ............... ...........
36 37 38 39 39 40
2. Los ciclos naturales o ciclos biogeoquímicos ...................................... ................
40
II - El deterioro de los suelos 1. La degradación del suelo ........................................ ....................................... ..........
45
1.1. ipos de degradaciones ....................................... ....................................... .... 1.1.1. Degradación de la ertilidad .................................. .................................... 1.1.2. Degradación por erosión ................................. ........................................ ... 1.1.3. Degradación por contaminación contaminación ....................................... .......................
46 46 47 48
1.2. Consecuencias de la degradación del suelo .............. ..................... .............. .............. .............. .............. .......
48
2. Breve análisis análisis de la situación de los suelos en Ecuador y su productividad agrícola
6
2.1. Visión general del uso de suelos en Ecuador .............. ..................... .............. .............. ............... ........... ...
48
2.2. Causas del deterioro de los suelos .................................. ..............................
51
2.3. Impactos causados por el deterioro de los suelos .............. ...................... ............... .............. ...........
52
III - Hacia el Manejo Agroecológico de Suelos en Ecuador .............. ..................... .............. .............. .............. .........
55
1. Qué es el Manejo Manejo Agroecológico Agroecológico de Suelos Suelos (MAS) .............. ...................... ............... .............. .............. .........
55
1.1. Mantenimiento de las condiciones físicas del suelo .............. ..................... .............. ............. ......
56
1.2. Mantenimiento de las condiciones químicas del suelo .............. ..................... .............. .........
56
1.3. Mantenimiento de las condiciones biológicas del suelo .............. ..................... .............. .......
56
1.4. El control de la erosión ....................................... ....................................... .... 1.4.1. Medidas agronómicas ...................................... ........................................ ... 1.4.2. Medidas culturales ..................................... ....................................... .......... 1.4.3. Medidas mecánicas .................................... ....................................... ..........
56 56 57 57
1.5. La fertilidad natural natural del suelo y la actividad microbian microbianaa .............. ..................... ............ .....
58
Contenido
1.6. Los abonos verdes en la agricultura orgánica de base agroecológica .....................................................................................
59
1.7. La fertilidad natural y la resistencia fisiológica de los cultivos al ataque de parásitos ............................................................
59
IV - Mejoramiento de la fertilidad del suelo 1. Que es la fertilidad del suelo ..................................................................................
61
2. Como se alimentan las plantas ..............................................................................
62
3. La fertilización ..........................................................................................................
63
3.1. La fertilización química .................................................................................
64
3.2. La fertilización orgánica ................................................................................
65
3.3. La fertilización órgano-mineral ....................................................................
65
3.4. La relación carbono/nitrógeno (C/N) ..........................................................
66
3.5. El pH del suelo ................................................................................................ 3.5.1. Corrección de los valores de pH ............................................................... 3.5.1.1. A través de indicadores naturales ............................................................. 3.5.1.2. Por medio del análisis de suelo ................................................................. 3.5.1.3. Midiendo el pH directamente en el campo ..............................................
67 69 69 69 69
V - Los abonos orgánicos 1. Qué son los abonos orgánicos ................................................................................
71
1.1. Importancia de los abonos orgánicos ..........................................................
71
1.2. Clases de abonos orgánicos ...........................................................................
73
1.3. La calidad de los abonos orgánicos .............................................................. 1.3.1. Contenido de nutrimentos ......................................................................... 1.3.2. Contenido de humedad .............................................................................. 1.3.3. Estabilidad .................................................................................................... 1.3.4. Granulometría ............................................................................................. 1.3.5. Presentación .................................................................................................
73 73 73 74 74 74
2. Disponibilidad de materias primas para la elaboración de abonos orgánicos en Ecuador ...........................................................................
75
2.1. Origen de los residuos o desechos orgánicos .............................................. 2.1.1. Residuos sólidos urbanos ........................................................................... 2.1.1.1. Residuos sólidos domiciliarios o domésticos ............................................ 2.1.1.2. Residuos de limpieza, barrido y mantenimiento ....................................
75 76 76 77 7
Manejo Agroecológico de Suelos
2.2. Residuos sólidos domésticos que se generan en Ecuador .........................
77
2.3. Residuos agropecuarios que se generan en Ecuador ................................. 2.3.1. Residuos agrícolas ....................................................................................... 2.3.2. Residuos pecuarios ...................................................................................... 2.3.3. Cantidad de estiércol producido por los animales ..................................
79 79 82 83
2.4. Residuos agroindustriales .............................................................................. 2.4.1. Residuos de la industria láctea ................................................................... 2.4.2. Residuos de la industria de levadura ........................................................ 2.4.3. Residuos de la industria cervecera ............................................................
85 89 90 91
2.5. Residuos de los cuerpos de agua ...................................................................
92
2.6. Disponibilidad de fertilizantes minerales primarios y sulfatos en Ecuador ......................................................................................
95
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
8
1. Abonos minerales, Abonos orgánicos o bioabonos ...........................................
99
2. Los abonos orgánicos sólidos .................................................................................
99
2.1. El compost ....................................................................................................... 2.1.1. Ventajas del uso del compost ..................................................................... 2.1.2. Factores importantes para la elaboración del compost .......................... 2.1.2.1. Localización e instalaciones ...................................................................... 2.1.2.2. Materiales ................................................................................................... 2.1.2.3. Herramientas y equipos ............................................................................. 2.1.2.4. Cálculo de la relación carbono/nitrógeno (C/N) .................................... 2.1.2.5. El tamaño de las partículas ...................................................................... 2.1.2.6. Las dimensiones de la pila de compostaje ............................................... 2.1.2.7. La inoculación microbiana de la pila de compost .................................. 2.1.2.8. La humedad de la pila ............................................................................... 2.1.2.9. La temperatura en la pila de compostaje ................................................. 2.1.2.10. La aireación de la pila de compostaje ...................................................... 2.1.3. Métodos para la elaboración del compost ............................................... 2.1.3.1. El método Indore (aeróbico) ..................................................................... 2.1.3.2. El método Pfeiffer (aeróbico) .................................................................... 2.1.3.3. El método Pain (aeróbico) ........................................................................ 2.1.4. Etapas del proceso de compostaje ............................................................. 2.1.5. Cosecha, procesamiento y manejo del compost ..................................... 2.1.6. Características y composición del compost ............................................. 2.1.7. Forma y dosis de aplicación del compost .................................................
99 100 101 101 101 102 102 106 106 107 107 108 108 108 109 113 114 114 117 119 120
Contenido
2.2. Compost a partir de desechos orgánicos específicos 2.2.1. Compost de cascarilla de arroz .................................................................. 121 2.2.2. Compost de cama de ganado ..................................................................... 122 2.2.3. Compost (humus o mantillo) de aserrín de madera .............................. 123 2.3. Humus de lombriz, lombricompuesto o vermicompost 2.3.1. Aspectos generales ...................................................................................... 2.3.2. Características biológicas de la lombriz ................................................... 2.3.3. La práctica de la lombricultura .................................................................. 2.3.4. Uso del humus de lombriz o vermicompost ............................................ 2.4. El bocashi 2.4.1. Generalidades .............................................................................................. 2.4.2. Materiales para la elaboración del bocashi .............................................. 2.4.3. Principales aportes de algunos de los ingredientes utilizados en la abricación del bocashi .................................................... 2.4.4. Procedimiento para elaboración del bocashi ........................................... 2.4.5. Contenidos de nutrimentos de tres muestras de bocashi procedentes de tres países ............................................................ 2.4.6. Uso y manejo del bocashi ...........................................................................
126 128 129 134 135 135 136 139 140 140
2.5. El baiyodo o tierra fermentada ..................................................................... 2.5.1. Materiales para la elaboración del baiyodo .............................................. 2.5.2. Procedimiento para la elaboración del baiyodo ...................................... 2.5.3. Uso del baiyodo ...........................................................................................
142 142 143 143
2.6. Los fosfitos ....................................................................................................... 2.6.1. Elaboración artesanal de los osfitos ......................................................... 2.6.2. Contenido nutricional de los osfitos ........................................................ 2.6.3. Uso y manejo de los osfitos .......................................................................
144 145 145 145
3. Los abonos orgánicos líquidos
3.1. El purín de orina fermentada ........................................................................ 145 3.2. El purín de establo .......................................................................................... 3.2.1. Importancia de la recolección del purín de establo ................................. 3.2.2. Cómo recoger el purín de establo ............................................................. 3.2.3. Aplicación del purín de establo .................................................................
146 146 147 148
3.3. Purín de hierbas .............................................................................................. 149 3.3.1. Materiales para la elaboración del purín de hierbas ............................... 149 3.3.2. Elaboración del purín de hierbas .............................................................. 149
9
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3.3.3. Composición del purín de hierbas ............................................................ 150 3.3.4. Uso y manejo del purín de hierbas ........................................................... 150
3.4. Bocashi líquido o caldo de bocashi .............................................................. 3.4.1. Materiales para la elaboración del bocashi líquido ................................. 3.4.2. Elaboración del bocashi líquido ................................................................ 3.4.3. Uso y manejo del bocashi líquido .............................................................
150 151 151 151
3.5. é de estiércol .................................................................................................. 3.5.1. Materiales para la elaboración del té de estiércol .................................... 3.5.2. Elaboración del té de estiércol ................................................................... 3.5.3. Composición del té de estiércol ................................................................. 3.5.4. Uso y manejo del té de estiércol ................................................................
152 152 152 153 153
3.6. El abono de frutas ........................................................................................... 3.6.1. Materiales para la elaboración del abono de rutas ................................ 3.6.2. Elaboración del abono de rutas ................................................................ 3.6.3. Composición del abono de rutas ............................................................. 3.6.4. Uso y manejo del abono de rutas .............................................................
153 154 155 155 157
3.7. El vinagre de madera ...................................................................................... 3.7.1. Materiales para la obtención del vinagre de madera .............................. 3.7.2. Procedimiento para la obtención del vinagre de madera ...................... 3.7.3. Uso y manejo del vinagre de madera ........................................................
157 158 158 160
3.8. Vinagre de cascarilla de arroz ( ácido piroleñoso) ....................................... 3.8.1. Materiales para la obtención del vinagre de cascarilla de arroz ................................................................................... 3.8.2. Procedimiento para la obtención del vinagre de cascarilla de arroz ................................................................................... 3.8.3. Utilización y dosis del vinagre de cascarilla de arroz .............................
160 161 161 161
4. Los bioestimulantes o bioactivadores
4.1. Concepto .......................................................................................................... 162 4.2. Los aminoácidos ............................................................................................. 4.2.1. Actividades de las plantas, en las que participan los aminoácidos ...................................................... 4.2.2. Funciones de los aminoácidos en la producción de cultivos ........................................................................... 4.2.3. Procedimiento para la obtención de los aminoácidos ............................ 4.2.4. Nutrición oliar con aminoácidos .............................................................
10
162 163 164 164 165
Contenido
4.3. Los péptidos vegetales .................................................................................... 166 4.4. Los extractos de algas marinas ...................................................................... 166 4.4.1. Beneficios del extracto de algas en los cultivos ....................................... 167 4.4.2. Utilización del extracto de algas ................................................................ 168 4.5. Los ácidos húmicos-fúlvicos 4.5.1. Concepto e historia ..................................................................................... 4.5.2. Las sustancias húmicas ............................................................................... 4.5.3. Papel de los ácidos húmicos-úlvicos en la producción agrícola .......... 4.5.4. Dosis y recuencias de aplicación de los ácidos húmicos-úlvicos, para dierentes cultivos ...................................
171 171 172 173
VII - Los fitorreguladores 1. Qué son los fitorreguladores .................................................................................. 175
1.1. Bases de la producción agrícola .................................................................... 1.1.1. Bases ecológicas ........................................................................................... 1.1.2. Fases fisiológicas .......................................................................................... 1.1.3. Bases genotécnicas ...................................................................................... 1.1.4. Bases agronómicas ......................................................................................
176 176 176 178 178
1.2. Manejo fisiotécnico de los cultivos ............................................................... 1.2.1. Fitohormonas ............................................................................................... 1.2.1.1. Las auxinas ................................................................................................ 1.2.1.2. Las giberelinas ............................................................................................ 1.2.1.3. Las citoquininas ......................................................................................... 1.2.1.4. El etileno ..................................................................................................... 1.2.1.5. La abscisina ................................................................................................ 1.1.2.6. Los inhibidores fenólicos y terpénicos ...................................................... 1.2.2. Fitorreguladores y fitorregulación ............................................................ 1.2.2.1. Fitorreguladores auxínicos ........................................................................ 1.2.2.2. Fitorreguladores giberélicos ....................................................................... 1.2.2.3. Fitorreguladores citoquínicos .................................................................... 1.2.2.4. Fitorreguladores etilénicos ........................................................................
179 179 179 180 180 181 181 181 182 182 183 183 183
1.3. Resumen ........................................................................................................... 184 2. El biol como fuente orgánica de fitorreguladores
2.1. Concepto .......................................................................................................... 184 2.2. Composición ................................................................................................... 184 2.3. Materiales para la elaboración del biol 2.3.1. Estiércol ........................................................................................................ 185 11
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2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.3.6. 2.3.7.
Agua .............................................................................................................. Melaza ........................................................................................................... Leche cruda o suero .................................................................................... Leguminosa .................................................................................................. Fertilizantes minerales primarios y sales minerales ............................... Microorganismos Eficaces Autóctonos (EMA) o levadura para pan .....................................................................................
186 187 187 187 187 187
2.4. Procedimiento para la elaboración del biol ................................................ 187 2.4.1. Pasos para la elaboración del biol ................................................................. 189 2.5. Calidad del biol ............................................................................................... 191 2.5.1. Olor ............................................................................................................... 191 2.5.2. Color ............................................................................................................. 191 2.6. Uso del biol ...................................................................................................... 2.6.1. Biol al ollaje ................................................................................................. 2.6.2. Biol al suelo .................................................................................................. 2.6.3. Biol a la semilla ............................................................................................ 2.6.4. Biol a las plántulas ....................................................................................... 2.6.5. Biol en bulbos, raíces y tubérculos ............................................................
191 191 192 193 193 193
2.7. Almacenamiento y conservación del biol ................................................... 193 2.8. Los bioles mejorados ...................................................................................... 194 3. Los lactofermentos
3.1. Concepto .......................................................................................................... 195 3.2. Elaboración de los lactofermentos ............................................................... 3.2.1. Materiales para la construcción de un bioermentador ......................... 3.2.2. Ingredientes para la preparación de los bioermentos ........................... 3.2.3. Procedimiento para la elaboración de lactoermentos ...........................
197 197 197 198
3.3. Calidad química de los lactofermentos ....................................................... 199 3.4. Calidad microbiológica de los lactofermentos ........................................... 201 3.5. Usos del lactofermento ................................................................................... 202 VIII - Los abonos verde o cultivos de cobertura 1. Concepto .................................................................................................................... 203 2. Beneficios de los abonos verdes y coberturas vivas
2.1. Aumento de la materia orgánica (MO) del suelo ....................................... 203 12
Contenido
2.2. Enriquecimiento del suelo con nutrientes disponibles ............................. 204 2.3. Evitación de la erosión ................................................................................... 205 2.4. Mejora de la estructura del suelo .................................................................. 205 2.5. Evitación del crecimiento de hierbas indeseadas (arvenses) .................... 206 2.6. Disminución del ataque de plagas (insectos, ácaros, gasterópodos, patógenos y arvenses) ............................ 206 2.7. Otros beneficios de los abonos verdes ......................................................... 206 3. Desventajas de los abonos verdes y coberturas vivas ......................................... 207 4. Siembra del abono verde ......................................................................................... 207
4.1. Requisitos de las semillas a utilizarse para la siembra de abonos verdes .......................................................................... 207 4.2. Cuándo sembrar los abonos verdes .............................................................. 4.2.1. Siembra del abono verde antes del cultivo principal .............................. 4.2.2. Siembra del abono verde durante el cultivo principal ............................ 4.2.3. Siembra del abono verde después del cultivo principal .........................
208 208 208 209
5. Incorporación del abono verde .............................................................................. 210
5.1. Cantidad de abono verde fresco y nitrógeno atmosférico (N 2) que se incorpora al suelo ............................................................................... 211 6. Algunas especies de leguminosas recomendadas para cobertura y abono verde en condiciones de trópico y subtrópico ...................................... 212 IX - Los biofertilizantes 1. Qué son los biofertilizantes .................................................................................... 213
1.1. Mecanismos de acción de los biofertilizantes 1.1.1. Fijación de nitrógeno atmosérico ............................................................ 1.1.2. Solubilización de ósoro del suelo ............................................................ 1.1.3. ransormación del azure ......................................................................... 1.1.4. Movilización del potasio ............................................................................. 1.1.5. Estimulación del crecimiento vegetal ....................................................... 1.1.6. Absorción de nutrimentos y agua .............................................................
214 215 216 217 217 217
1.2. Características de los biofertilizantes ........................................................... 218 1.2.1. Requisitos de los bioertilizantes ............................................................... 218
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2. Microorganismos con potencialidad para la producción de biofertilizantes ........................................................................... 218
2.1. Biofertilizantes a base de microorganismos de fijación asimbiótica de nitrógeno 2.1.1. Las bacterias de la especie Azospirillum ................................................... 2.1.1.1. Mecanismos de acción ............................................................................... 2.1.1.2. Interacción con otros microorganismos ................................................... 2.1.2. Las bacterias de la especie Azotobacter .................................................... 2.1.2.1. Propiedades fisiológicas ............................................................................. 2.1.2.2. Experiencias con la inoculación de bacterias de la especie Azotobacter .......................................................................... 2.1.2.3. Cómo realizar inoculaciones con azotobacterinas ..................................
218 220 220 221 221 221 222
2.2. Biofertilizantes a base de microorganismos de fijación simbiótica de nitrógeno ................................................................... 223 2.2.1. Bacterias Rhizobiaceae ............................................................................... 224 2.2.2. Inoculación de las leguminosas ................................................................. 226 2.3. Hongos micorrizógenos ................................................................................. 2.3.1. Clasificación de las micorrizas .................................................................. 2.3.2. Micorrizas Vesículo-Arbusculares (MVA) .............................................. 2.3.3. Funciones de las micorrizas ....................................................................... 2.3.4. Contribución de las micorrizas a la productividad de las plantas ........ 2.3.5. Uso de las micorrizas en la producción agrícola ..................................... 2.3.6. Inoculación de micorrizas en sistemas de producción vegetal ............. 2.3.7. Cultivos de hongos micorrízicos para utilizarlos como inóculos ......... 2.3.8. Formulación de inoculantes a base de hongos micorrízicos .................
228 229 229 229 231 232 233 234 235
2.4. Las cianobacterias ........................................................................................... 235 2.4.1. Modo de empleo de la Azolla ................................................................... 237 3. Recomendaciones para el uso de productos biofertilizantes ............................ 237 X - Los Microorganismos Eficaces Autóctonos (EMA) y los Inóculos Microbianos Activados (IMA) 1.
Los Microorganismos Eficaces Autóctono (EMA) ................................... 239
2.
Funciones específicas de los EMA
2.1. Bacterias ácido-lácticas .................................................................................. 240 2.2. Levaduras ......................................................................................................... 241 2.3. Actinomicetos ................................................................................................. 241
14
Contenido
2.4. Hongos filamentados ...................................................................................... 241 2.5. Bacterias fotosintéticas ................................................................................... 242 3. Procedimiento para la captura y propagación de los EMA .............................. 242
3.1. Materiales requeridos 3.1.1. Para la captura ............................................................................................. 243 3.1.2. Para la obtención de la solución madre de EMA .................................... 243 3.1.3. Para la propagación de los EMA ............................................................... 243 3.2. Procedimiento 3.2.1. Para la captura de los microorganismos ................................................. 244 3.2.2. Para la obtención de la solución madre de EMA .................................... 245 3.2.3. Para la propagación de los EMA ............................................................... 245 4. Uso y manejo de los EMA ....................................................................................... 245
4.1. Aplicaciones ambientales ............................................................................... 246 4.2. Aplicaciones agrícolas .................................................................................... 246 4.3. Aplicaciones pecuarias ................................................................................... 246 4.4. Usos generales y aplicaciones de los EMA .................................................. 246 4.5. Precauciones y recomendaciones el uso y manejo de los EMA ............... 248 5. Inóculos Microbianos Activados (IMA)
5.1. Concepto .......................................................................................................... 249 5.2. Protocolo para la obtención y propagación de IMA en base sólida ........ 5.2.1. Materiales ..................................................................................................... 5.2.2. Procedimiento ............................................................................................. 5.2.3. Forma de aplicación ....................................................................................
249 249 250 250
5.3. Presentación líquida de IMA a partir del inóculo sólido .......................... 251 5.3.1. Formas de aplicación .................................................................................. 251 5.3.2. Calidad de los IMA en base sólida ............................................................ 252 XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica 1. Consideraciones generales ..................................................................................... 255 2. Rocas calcáreas
2.1. Carbonato de calcio o cal agrícola ................................................................ 256 2.2. Óxido de calcio o “cal viva” ........................................................................... 256 15
Manejo Agroecológico de Suelos
2.3. Hidróxido de calcio o “cal apagada” ............................................................. 257 2.4. Carbonato de calcio y magnesio (dolomita) ............................................... 257 2.4.1. Eectos de la dolomita en los cultivos ....................................................... 260 2.5. Sulfato de calcio o yeso .................................................................................. 260 3. Rocas fosfatadas o fosfóricas
3.1. Fosforitas .......................................................................................................... 262 3.2. Escorias básicas de desfosforación: escorias Tomas o calfos .................. 263 4. Azufre elemental ...................................................................................................... 263 5. Sulfatos
5.1. Sulfato de cobre ............................................................................................... 264 5.2. Sulfato de hierro .............................................................................................. 264 5.3. Sulfato de magnesio hidratado: sales de Epsom o kieserita ...................... 264 5.4. Sulfato doble de potasio y magnesio ............................................................ 265 5.5. Sal potásica en bruto: kainita o silvinita ...................................................... 266 6. Silicio .......................................................................................................................... 266 7. Zeolita ........................................................................................................................ 268 8. Oligoelementos o microelementos ........................................................................ 269
8.1. Boro .................................................................................................................. 270 8.2. Cobalto ............................................................................................................. 271 8.3. Cobre ................................................................................................................ 271 8.4. Hierro ............................................................................................................... 272 8.5. Manganeso ....................................................................................................... 272 8.6. Molibdeno ........................................................................................................ 274 8.7. Selenio .............................................................................................................. 275 8.8. Zinc ................................................................................................................... 275
16
Contenido
XII - Medidas para la conservación del suelo 1. Cómo evitar los riesgos de erosión ....................................................................... 279 2. Prácticas agronómicas de conservación de suelos ............................................. 279
2.1. Labranza ........................................................................................................... 279 2.2. Aplicación de abonos orgánicos ................................................................... 280 2.3. Rotación de cultivos ....................................................................................... 280 2.4. Cultivos múltiples ........................................................................................... 281 2.5. Abonos verdes ................................................................................................. 281 2.6. Cultivos de cobertura ..................................................................................... 282 2.7. Barreras vivas .................................................................................................. 283 2.8. Cultivos en fajas .............................................................................................. 283 2.9. Cultivos en contorno ...................................................................................... 284 2.10. Cortinas rompevientos .................................................................................. 284 3. Prácticas mecánicas de conservación de suelos .................................................. 285
3.1. Construcción de zanjas .................................................................................. 285 3.2. Construcción de terrazas ............................................................................... 287 3.3. Canales de desviación .................................................................................... 288 3.4. Barreras de piedras ......................................................................................... 289 3.5. Diques para el control de cárcavas ............................................................... 289
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Manejo Agroecológico de Suelos
Figuras 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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Diagrama triangular para la determinación de la textura del suelo ........................ Ciclo de la materia orgánica en la naturaleza ............................................................. Ciclo bioquímico del nitrógeno en la naturaleza ....................................................... Forma y dimensiones de una compostera con el método Indore ........................... Etapas del proceso de compostaje ................................................................................ Instalación para la elaboración de vinagre de madera .............................................. Disposición de los materiales para la elaboración del vinagre de madera ............. Pasos para la elaboración del biol ................................................................................ Zanjas de absorción ....................................................................................................... errazas angostas ............................................................................................................ errazas de banco ...........................................................................................................
30 42 42 111 116 159 159 190 286 287 288
Fotos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Planta para producción de compost bajo condiciones protegidas .......................... Cernido manual del material orgánico compostado, utilizando una criba ............ Zaranda mecánica para procesar el compost ............................................................. Empacado del compost procesado .............................................................................. Lechos a campo abierto para obtención de humus de lombriz ............................... Producción de humus de lombriz bajo condiciones protegidas .............................. Obtención industrial de abono de rutas .................................................................... Planta industrial para la producción de biol “mejorado” ......................................... Bioermentadores para producción de biol ................................................................ Establecimiento de una cortina rompevientos............................................................ Construcción de zanjas transversales a la pendiente del suelo ................................
111 117 118 119 130 130 155 188 194 284 285
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Manejo Agroecológico de Suelos
Tablas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
20
Estimación de la MO en los suelos de Ecuador para las tres regiones continentales ............................................................................. 40 Superficie y porcentaje de MO de los suelos en Ecuador ......................................... 49 Superficie y porcentaje de pH de los suelos en Ecuador ........................................... 50 Estado de la erosión por categorías, superficie y porcentajes en el Ecuador continental ............................................................................................. 51 Rangos de pH preeridos por algunas especies cultivadas ....................................... 67 Composición de los dierentes tipos de cal existentes ............................................... 69 Correctivos que deben aplicarse al suelo para elevar en una unidad el pH (kg/ha) .............................................................................................. 70 Cantidad de azure S (95 %) que debe aplicarse según el tipo de suelo para bajar el pH del valor medido a alrededor de 6,5 (t/ha) ..................................... 70 Composición aproximada que debe tener un abono orgánico (sólido) y un abono organo-mineral........................................................................................... 74 Parámetros para diagnosticar la estabilidad de un abono orgánico sólido ............ 75 Ecuador: generación de desechos sólidos per cápita, por tamaño de ciudades en 2002 .................................................................................. 77 Ecuador: producción de residuos sólidos por región y zona en 2002 ..................... 78 Naturaleza de los residuos sólidos que se generan diariamente en Ecuador.......... 78 Disponibilidad de desechos orgánicos de origen vegetal en las tres regiones continentales de Ecuador (t/año) ............................................... 80 Producción nacional de flores (superficie sembrada y cosechada, producción de tallos y desechos) .................................................................................. 81 Composición química de los principales estiércoles utilizado como uentes de MO (%) .............................................................................................. 83 Producción media anual de estiércol de algunos animales de granja ...................... 84 Producción nacional de animales y volúmenes de estiércol (2013) ........................ 86 Residuos de la agroindustria, disponibles en Ecuador: composición química aproximada (%) ........................................................................ 88 ipo y cantidad de residuos generados anualmente en Ecuador por la actividad agroindustrial ...................................................................................... 88 Características químicas de la vinaza en contenidos totales .................................... 90
Tablas
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
Análisis bioquímico del lodo residual de Cervecería Nacional (2010) ................... Composición bioquímica del jacinto de agua o lechuguín ...................................... Microorganismos fijadores de nitrógeno presentes en Azolla-Anabaena .............. Composición química del tejido vegetal de Azolla sp. .............................................. Composición química de la roca osórica Napo ....................................................... Sulatos disponibles en Ecuador: presentación y costos ........................................... Composición de algunos materiales de desecho de origen animal y vegetal ricos en nitrógeno .......................................................................................... Composición de algunos materiales de desecho de origen animal y vegetal ricos en carbono ............................................................................................. Condiciones de destrucción de algunos agentes patógenos o de algunos parásitos ................................................................................................... Nivel de eficiencia de los materiales utilizados en la elaboración de tres modelos de composteras .................................................................................. Volúmenes de material compostado al inicio y al final del proceso ....................... Valores promedio de nutrientes por tonelada de compost, pH y relación C/N ................................................................................................................ Valores medios analíticos del humus de lombriz ....................................................... Factores que deben observarse en el alimento de las lombrices dentro de los lechos de cría ........................................................................................... Desarrollo de un criadero de lombrices para la obtención de lombricompuesto o humus a partir de un lecho de 2 m2 y una población inicial de 100 000 lombrices ...................................................................................................... Contenidos de nutrimentos de muestras de bocashi procedentes de tres países ............................................................................................. Recomendaciones para abonar cultivos de hortalizas con bocashi ......................... Dimensiones convenientes para depósitos recolectores de purín de establo ......... Composición del purín de hierbas elaborado a base de alala y ortiga ................. Composición del té de estiércol elaborado a base de gallinaza y alala resca ............................................................................................ Composición bioquímica de algunas rutas y elaborados de caña de azúcar (panela y melaza) ........................................................................... Composición química del abono de rutas ................................................................. Contenido de tres tipos de abonos de rutas (en base seca) ..................................... Formas, dosis y recuencias de aplicación del vinagre de cascarilla de arroz ........ Características y contenidos analíticos del extracto de algas ................................... Dosis de aplicación y recuencias del extracto de algas para dierentes tipos de cultivos ...................................................................................
91 92 93 93 97 97 103 104 115 119 119 120 128 132
133 141 142 148 150 153 154 156 156 162 167 169
21
Manejo Agroecológico de Suelos
48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72
22
Dosis, épocas y recuencia de aplicación de los ácidos húmicos-úlvicos para dierentes cultivos .................................................................. Composición bioquímica del biol proveniente de estiércol (BE) y de estiércol + alala (BEA) ........................................................................................ Valores aproximados de la relación C/N de algunos tipos de materiales orgánicos ................................................................................................. Elaboración del biol: relación materia prima (estiércol)/agua ................................. Diluciones de biol para aplicación al ollaje (con una bomba de 20 litros) ............ Análisis microbiológico de un bioermento a base de estiércol bovino ................. Fuentes minerales permitidas en agricultura orgánica ............................................. Análisis químico de lactoermentos enriquecidos con dierentes uentes minerales, por biodigestión húmeda ............................................................. Análisis químico de nitrógeno y pH de lactoermentos enriquecidos con uentes minerales .................................................................................................... Análisis microbiológico de abonos orgánicos líquidos ermentados enriquecidos con dierentes uentes minerales .......................................................... Leguminosas cultivadas y sus correspondientes grupos de Rhizobium .................. Factores de conversión para calcular la FBN de algunos abonos verdes (leguminosas) .................................................................... Especies de leguminosas recomendadas para cobertura y abono verde en condiciones de trópico y subtrópico ...................................................................... Clasificación de microorganismos fijadores de nitrógeno de interés agrícola y orestal ......................................................................................... Microorganismos con mayor potencialidad para la producción de bioertilizantes ........................................................................................................... Microorganismos de fijación simbiótica de nitrógeno ............................................. Especies rhizobianas y sus respectivas leguminosas huéspedes .............................. Eecto del uso del adherente (azúcar o Asstick) en la supervivencia rhizobiana en semilla inoculada de soya guardada a 30 °C ...................................... Dosificación y aplicación de los distintos inoculantes elaborados por el Laboratorio de Rhizobiología del CIA ....................................... Nitrógeno fijado por la asociación Azolla-Anabaena ................................................ Contenido promedio de EMA por mililitro ............................................................... Usos específicos, ormas de aplicación y dosis de los EMA ..................................... Resultados del análisis microbiológico de IMA en base sólida ............................... Resultados del análisis microbiológico de IMA en base líquida .............................. Elementos de origen mineral permitidos internacionalmente como complementos de la ertilización orgánica ......................................................
173 185 186 188 192 197 198 199 200 201 205 211 212 215 218 223 225 227 228 236 240 247 252 252 255
Fotografías
73 74 75
76 77 78
Porcentaje de saturación de Aluminio (Al) tolerable para algunos cultivos tropicales ................................................................................... Estimación de la cantidad de dolomita (t/ha) en unción del pH del suelo y la saturación de aluminio (Al) tolerable para el cultivo ......................................... Estimación de la cantidad de dolomita (t/ha) en unción de la saturación de aluminio (Al) del suelo y del porcentaje de saturación de Al tolerable para el cultivo .................................................................... Sales procedentes de ertilizantes minerales primarios, de uso permitido en la producción orgánica ecológica o biológica ....................................................... Sales naturales de uso permitido en la producción orgánica ................................... Distancias que deben observarse para la construcción de terrazas, respondiendo a la pendiente del suelo ........................................................................
258 259
259 276 277 288
23
Introducción El impacto ecológico y socioeconómico de la agricultura convencional ha puesto en evidencia sus grandes limitaciones para resolver el problema de la seguridad y la soberanía alimentarias, especialmente en los países con alta diversidad geográfica, ecológica y cultural. Las innovaciones tecnológicas relacionadas con la agricultura han modificado proundamente el modo de producción de los alimentos y han tenido consecuencias graves para el suelo. En el modelo de agricultura convencional el recurso suelo ha sido considerado simplemente como un soporte inerte, una uente de nutrientes para el desarrollo de las plantas. Se lo ha trabajado de manera mecanizada y con aperos de labranza poco adaptados a su realidad. Se le han aplicado agroquímicos sin ningún tipo de consideración ambiental, sin entender que este recurso conocido por nuestros ancestros como Pachamama tiene vida y su dinámica está estrechamente relacionada con los ciclos de la naturaleza. La mecanización de los suelos en las laderas andinas por ejemplo ha hecho que se aceleren los enómenos erosivos y ha ocasionado en el llano la compactación de los suelos. El uso y abuso de agroquímicos como ertilizantes y plaguicidas de síntesis (insecticidas, ungicidas, herbicidas, rodenticidas, etc.) han empobrecido biológicamente el suelo. La aplicación de los paquetes tecnológicos de la “revolución verde” que buscan incrementar los rendimientos productivos se ha convertido así en un mal negocio a mediano plazo ya que el suelo indeectiblemente va perdiendo su ertilidad y por ende su capacidad productiva. Partiendo del concepto de suelo, el presente documento hace un breve análisis de la problemática ligada a su exposición a diversos procesos de degradación, para plantear luego una breve visión del deterioro de los suelos en Ecuador. La conservación y el mejoramiento de los suelos agrícolas en el país deben ser considerados una prioridad nacional ante una demanda de alimentos cada vez mayor por parte de una población que crece a un ritmo del 1,6 % anual. La estrategia para la conservación y el mejoramiento de suelos debe estar ligada a una política agropecuaria consecuente con la naturaleza y el hombre, con la cultura y la realidad socioeconómica del país. A los programas de orestación deben sumarse las obras conservacionistas y de bioingeniería así como los trabajos de recuperación de la base értil del suelo, todo esto con la activa participación de la gente del campo y la ciudad. Una buena cosecha depende de la buena ertilidad del suelo. Un suelo értil es un suelo sano, sinónimo de una producción también sana y abundante. De acuerdo con 25
Manejo Agroecológico de Suelos
investigaciones científicas modernas, suelos enermos significan plantas enermas. Así como la gente enerma está más expuesta al ataque de una multitud de enemigos naturales, una planta saludable que crece gracias una nutrición balanceada y en suelo értil podrá resistir mejor a las pestes y orecer una mejor producción. En este contexto el uso de tecnologías limpias basadas en los principios de la agroecología aparece como una alternativa válida para un manejo adecuado de los suelos, de los cultivos y de los problemas fitosanitarios de la producción agrícola, pecuaria y acuícola. Dichas tecnologías ponen énasis en algunas prácticas agronómicas y en la implementación de inraestructura orientadas al manejo racional del suelo y al uso de una serie de bioinsumos como abonos, ertilizantes, bioertilizantes, biocontroladores que al no ser contaminantes garantizan productos de alta calidad nutrimental, integrales, vitales y sin sustancias dañinas. Los abonos se definen genéricamente como todas aquellas sustancias o compuestos de origen abiógeno o biógeno que presentan alguna propiedad positiva para los suelos y los cultivos. Los abonos minerales o ertilizantes son sustancias o compuestos químicos que pertenecen al campo de la química inorgánica u orgánica. Son inorgánicos todos los abonos potásicos osatados. Entre los nitrogenados, algunos como la urea y el amoníaco pertenecen a la química orgánica. Ciertos elementos son de origen natural y se los conoce también como ertilizantes minerales primarios mientras que otros son de origen químico sintético. Los ertilizantes minerales primarios son elementos extraídos de las minas que se conservan en estado natural porque no han sido sometidos a procesos de síntesis para que sus nutrimentos se vuelvan asimilables. Su uso es permitido en la agricultura orgánica, ecológica o biológica. Por su parte los abonos orgánicos o bioabonos y los bioertilizantes son sustancias o compuestos de origen biógeno, vegetal o animal que pertenecen al campo de la química orgánica y que son incorporados directamente al suelo con el propósito de mejorar su calidad ísica, química y biológica y por ende su ertilidad y capacidad productiva. La aplicación de estiércoles descompuestos y purines es una práctica tradicional de abonado orgánico. En esta categoría se incluyen los abonos verdes. En este documento se hace de manera didáctica un inventario de los dierentes tipos de bioinsumos utilizados en Ecuador para la producción agropecuaria y acuícola. Los abonos orgánicos son abordados como sólidos y líquidos, también se describen los acondicionadores de suelos, los Microorganismos Eficientes o Eficaces (EM, por sus siglas en inglés) conocidos popularmente en el país como EMA (microorganismos eficientes autóctonos) para dar paso luego a la caracterización de los elementos microorgánicos bioertilizantes. Se presentan los protocolos de elaboración de estos bioproductos y se establecen algunas recomendaciones para su uso y manejo, incluyendo los ertilizantes minerales primarios. Además se proponen algunas prácticas agronómicas y conservacionistas para el uso y manejo racional del recurso suelo por parte de los agricultores. 26
I - El suelo y su fertilidad 1. QUÉ ES EL SUELO El suelo es un recurso natural renovable de vital importancia para la vida del planeta. Es la uente de vida de las plantas, los animales y la especie humana. García-Serrano y otros (2009) señalan que el suelo es el «hábitat» que soporta y sustenta a las plantas y a la multitud de organismos que conviven con ellas, así como el «almacén del que extraen el agua, el aire y los nutrientes necesarios para su desarrollo. Es un medio dinámico en el que interactúan dos procesos básicos para el ecosistema: uno de generación de biomasa y otro de descomposición de los restos de esa biomasa que se van incorporando al suelo. Es imprescindible que el agricultor conozca el suelo desde un punto de vista ísico, biológico y químico para que pueda realizar una correcta ertilización y obtener así buenas y abundantes cosechas. El suelo es el resultado de la interacción prolongada entre la biósera y la litósera. Se lo puede definir como un material de composición mineral muy variable en cuya base se originan una serie de procesos de meteorización de la roca madre y acumulaciones de carácter eólico y pluvial, y de materia orgánica (MO). Los estudiosos de la ciencia del suelo señalan que sus procesos de ormación son tan lentos y complejos que en la aparición de unos pocos centímetros de suelo la naturaleza puede invertir millones de años. El suelo sirve de apoyo y provee parte del alimento y del espacio vital de las comunidades animales y vegetales. A este recurso le corresponde solo una capa muy delgada de la litósera y en su ormación influyen el clima y las interacciones entre el mismo suelo y los seres vivos. En este contexto el suelo es algo más que la superficie donde se siembran plantas y se construyen edificios. Es un sistema dinámico, un sistema vivo con muchos componentes ísicos, químicos y biológicos. odos sus elementos aectan y se ven aectados por el entorno e interactúan para mantener un equilibrio dinámico. A continuación se nombrarán secuencialmente sus propiedades ísicas, químicas y biológicas más importantes, las mismas que el agricultor debe conocer para poder realizar un manejo adecuado y mejorar la ertilidad que se traducirá luego en sanas y abundantes cosechas.
1.1. Formación del suelo En la ormación del suelo a lo largo de los años inciden distintos procesos de transormación de la roca madre así como el clima (en especial la lluvia y la temperatura), las plantas y otros organismos vivos, y el hombre. 27
Manejo Agroecológico de Suelos
Los materiales que componen el suelo se han estratificado en capas llamadas horizontes que constituyen el perfil del suelo. Para eectos prácticos, la parte que interesa al agricultor es la más superficial, de color más oscuro y más rica en MO que conocemos como suelo. La capa sobre la que se asienta el suelo es conocida como subsuelo. La mayoría de las raíces de las plantas se desarrollan en el suelo que llega hasta 20 o 30 cm de proundidad en unción de las labores practicadas y de sus características ísicas. Es allí donde se almacena la mayor parte de los elementos químicos asimilables que las plantas absorben. El subsuelo, cuya proundidad varía según la textura, debe ser permeable para permitir una buena circulación del aire y del agua.
1.2. Composición del suelo En la composición del suelo participan aire, agua, componentes minerales (arcilla, limo y arena), MO y microorganismos. El espacio vacío que constituye la “porosidad” del suelo, donde se emplazan el aire y el agua, debe representar un 50 % y el contenido de humedad es óptimo cuando el volumen ocupado por el agua es igual al ocupado por el aire. La racción sólida de la tierra fina de suelo (partículas menores a 2 mm) está ocupada en un 95 a 98 % por material mineral y en un 1 a 3 % por MO. A continuación se describen los cinco componentes del suelo.
1.2.1 Material mineral Está constituido por todos aquellos elementos inorgánicos del suelo (arcillas, arena, limos, piedras). Las partículas minerales resultantes de la meteorización de la roca madre determinan la estructura y composición mecánica del suelo permitiendo que se distingan varias clases de texturas. 1.2.2. Agua Se la encuentra como agua higroscópica que aparece en orma de delgadas películas que rodean las partículas del suelo que las plantas no pueden utilizar, como agua capilar que es utilizada por las plantas y a su vez orma la solución de minerales del suelo y finalmente como agua de drenaje que está en los poros o espacios vacíos más grandes y que se mueve por acción de la gravedad. 1.2.3. Aire Se encuentra en los espacios que hay entre las partículas del suelo. Los espacios reducidos disminuyen la aireación pero aumentan la retención de agua. El aire del suelo varía de acuerdo con el grado de humidificación, la actividad microbiana, los actores climáticos y el drenaje.
28
I - El suelo y su fertilidad
1.2.4. Materia orgánica (MO) Proviene de la descomposición parcial en especial de los residuos de las plantas, del humus y de los organismos del suelo. El uso excesivo del suelo hace decrecer los contenidos de MO en pocos años lo que aecta su porosidad y la capacidad de penetración del agua. La aplicación de abonos orgánicos permite mejorar sus características ísicas, químicas y biológicas. 1.2.5. Microorganismos y fauna del suelo Los microorganismos desempeñan un papel undamental en el proceso de descomposición de la MO. En el suelo se encuentran tres categorías de organismos: • la microbiota , integrada por algas, bacterias, hongos y protozoos que a su vez constituyen el eslabón principal entre los residuos vegetales y los animales del suelo en la cadena de alimentos de detritos; • la mesobiota en la que se incluyen los nematodos, los pequeños gusanos oligoquetos, las larvas de insectos y los artrópodos; • la macrobiota que incluye las raíces de las plantas, los insectos mayores, las lombrices y algunos vertebrados cuya importancia radica en mezclar la tierra dándole una característica de esponja viviente donde las lombrices (“cuicas”) y las termitas (comejenes) ejercen una acción benéfica ya que agregan nitrógeno y producen una acción mecánica. Los invertebrados distribuyen regularmente la MO, acilitan su aireación y reparten los minerales. 1.3. Características físicas del suelo La calidad de un suelo está más limitada por sus características ísicas (textura, estructura, proundidad, etc.) que por sus características químicas, más áciles de modificar.
1.3.1. Textura Se refiere a la distribución del tamaño de las partículas elementales que lo componen. Según el tamaño y con ayuda del triángulo de textura se determina exactamente el tipo de suelo (figura 1, página siguiente). De orma general y considerando el contenido de arcilla, el suelo se puede clasificar en: • arenoso: < 10 % • ranco: 10–30 % • arcilloso: > 30 % La textura influye decisivamente en el comportamiento del suelo respecto de su capacidad de retención de agua y nutrientes, su permeabilidad (encharcamiento, riesgo de lixiviación de agua y nitrógeno, etc.) y su capacidad para descomponer la MO. 29
Manejo Agroecológico de Suelos
100 % arcilla (2 micrones)
90
10
80
20
70
30 Arcilla
40
60 a 50 l l i c r a Arcilla % arenosa
Limoso
% l i m o
50
arcilloso
40
60 Franco arcilloso
30
Franco limoso arcilloso
Franco arcilloso
70
arenoso
20
80 Franco Franco limoso
10
90 Arenoso
Franco arenoso
Limo
Arena
100 % arena
90
80
70
60
50
40
% arena
30
20
10
100 % limo
Figura 1 - Diagrama triangular para la determinación de la textura del suelo Fuente: USDA 1977.
Los suelos arenosos son sueltos, tienen pocos y grandes poros, están bien aireados, son permeables y almacenan poca agua y nutrientes. Los suelos arcillosos son uertes, tienen mucho más poros pero más pequeños, son más compactos, menos permeables y pueden retener una mayor cantidad de agua y elementos químicos. Su ertilidad es por lo tanto más elevada. Aplicando el triángulo los suelos pueden ser de textura: • arenosa • arenosa-ranca • ranco-arenosa • ranca • ranco-limosa • ranco-arcillo-limosa • ranco-arcillosa • ranco-arcillo-arenosa • arcillo-arenosa • arcillo-limosa • arcillosa.
30
I - El suelo y su fertilidad
1.3.2. Estructura Es la orma en que se unen las distintas partículas del suelo para ormar agregados y en que estos se combinan entre sí. De ella depende que las raíces del cultivo penetren adecuadamente en el suelo, que circulen bien el aire y el agua y que sea más o menos intensa la vida microbiana. La estructura es siempre más ácil de modificar que la textura. Cuando las partículas más pequeñas se sueldan por el humus en presencia de calcio, toman el lugar del aire y del agua en los poros: la estructura del suelo es entonces estable y porosa. Si las labores se hacen con el cuidado adecuado, la estructura se mantiene. La incorporación de los restos de las cosechas mejora la estructura del suelo. 1.3.3. Profundidad Existe una relación estrecha entre la proundidad y la respuesta del cultivo, en unción del volumen de tierra explorado por las raíces. Un suelo es proundo cuando las raíces de cultivos como el maíz y el réjol no tienen mayor dificultad de penetración más allá de los 50 cm de proundidad. Un suelo es superficial cuando las raíces de dichos cultivos tienen dificultad para penetrar más allá de esos 50 cm. 1.3.4. Temperatura Condiciona los procesos microbianos que tienen lugar en el suelo e influye en la absorción de los nutrientes, especialmente del ósoro que está menos presente en suelos ríos. 1.3.5. Color Es un indicador que ayuda a determinar los componentes del suelo. Los colores blancuzcos indican la presencia de arena, caliza o yeso y los oscuros de MO y óxidos de hierro. Los grises verdosos denotan alta de drenaje mientras que los pardo rojizos presuponen una adecuada permeabilidad. 1.3.6. Densidad aparente El suelo como todo cuerpo poroso tiene dos densidades. La densidad real (densidad media de sus partículas sólidas) y la densidad aparente (teniendo en cuenta el volumen de los poros). La densidad aparente refleja el contenido total de porosidad y es importante para el manejo del suelo ya que refleja la compactación y la acilidad de circulación del agua y el aire. ambién es un dato necesario para transormar muchos de los resultados de los análisis de laboratorio (expresados en % en peso) a valores de % en volumen en el campo. 1.3.7. Agua El agua es indispensable para las plantas no solo como alimento (del cual es el componente esencial) sino también para reponer las pérdidas que se producen
31
Manejo Agroecológico de Suelos
durante el ciclo vegetativo por evapotranspiración. En el suelo el agua disuelve los elementos nutritivos que absorben las plantas a través de la solución del suelo. Con un buen manejo del riego se puede conseguir un importante ahorro de agua y de nutrientes, sobre todo de nitrógeno disminuyendo sus pérdidas por lixiviación. A continuación se citan algunas de las prácticas aconsejables. • En suelos arenosos se deben eectuar riegos recuentes y en dosis menores que en suelos arcillosos. • Se deben ajustar el intervalo de riego y la dosis a las necesidades hídricas del cultivo a lo largo de sus ciclos. • No se deben suministrar dosis altas de riego en los días posteriores a la aplicación de abonos nitrogenados porque el agua de riego puede contener nitrógeno y otros nutrientes contaminantes. • Es absolutamente necesario conocer el contenido de nutrientes del agua de riego para reducir su cantidad en la ertilización y poner en práctica medidas que minimicen o anulen los posibles eectos contaminantes.
1.3.8. Capacidad de campo Después de una lluvia abundante el agua ocupa todos los poros del suelo. Se dice entonces que el suelo está saturado. A continuación el agua tiende a moverse por gravedad hacia el subsuelo hasta llegar a un punto donde el drenaje es tan pequeño que el contenido de agua del suelo se estabiliza. Cuando se alcanza este punto se dice que el suelo está a la Capacidad de campo. Buena parte del agua retenida a la capacidad de campo puede ser utilizada por las plantas pero a medida que el agua disminuye llega a un punto en el que la planta no puede absorberla. En este estado se dice que el suelo está en el punto de marchitez. La dierencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez representa la racción de agua útil (disponible) para el cultivo. Los valores de la capacidad de campo y del punto de marchitez pueden expresarse en porcenta jes de peso de suelo seco. Así, una capacidad de campo del 27 % signiica que 100 g de tierra seca retienen 27 ml de agua y una marchitez del 12 % signiica que cuando se alcanza la marchitez de la planta el suelo tiene 12 g de agua por 100 g de tierra seca. La cantidad de agua útil (disponible) para la planta sería entonces de 15 g de agua por 100 g de tierra seca. Cuanto más ina es la textura mayores son los porcentajes de agua en el suelo tanto a la capacidad de campo como en el punto de marchitez. Una buena estructura del suelo también aumenta la racción de agua útil. 1.4. Características químicas del suelo Según la FAO (2016), las características químicas de los suelos son las siguientes: 32
I - El suelo y su fertilidad
1.4.1. Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) La Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) mide la cantidad de cargas negativas presentes en las superficies de los minerales y componentes orgánicos del suelo (arcilla, MO o sustancias húmicas) y representa la cantidad de cationes que las superficies pueden retener (Ca, Mg, Na, K, NH 4, etc.). Estos serán intercambiados por otros cationes o iones de hidrógeno presentes en la solución del suelo y liberados por las raíces. El nivel de CIC indica la habilidad de los suelos para retener cationes, la disponibilidad y cantidad de nutrientes para la planta, su pH potencial entre otros. Un suelo con bajo CIC indica una baja habilidad para retener nutrientes, arenoso o pobre en MO. La unidad de medición de CIC es el centimol de carga por kg de suelo (cmol/kg o mEq/100 g de suelo). 1.4.2. El pH El pH (potencial de hidrógeno) determina el grado de absorción de iones (H+) de las partículas del suelo e indica si un suelo es ácido o alcalino. Es el principal indicador de la disponibilidad de nutrientes para las plantas. Influye en la solubilidad, movilidad y disponibilidad de otros constituyentes y contaminantes inorgánicos presentes en el suelo. El valor del pH oscila entre 3,5 (muy ácido) y 9,5 (muy alcalino). Los suelos muy ácidos (< 5,5) tienden a presentar cantidades elevadas y tóxicas de aluminio y manganeso. Los suelos muy alcalinos (> 8,5) tienden a dispersarse. La actividad de los organismos del suelo se inhibe en suelos muy ácidos. Para los cultivos agrícolas el valor ideal de pH es de 6,5. Un suelo con fuerte acidez es pobre en bases (calcio, magnesio, potasio). La actividad de los microorganismos se reduce y el ósoro disponible disminuye al precipitarse con el hierro y el aluminio. Los micronutrientes, con excepción del molibdeno, se absorben mejor en este tipo de suelos. Un suelo con fuerte alcalinidad presenta un alto contenido de bases de cambio pero la elevada presencia de carbonato de calcio bloquea la posible absorción de ósoro y de la mayor parte de micronutrientes. La neutralidad en su sentido más amplio (6,6 ≤ pH ≤ 7,5) es una condición adecuada para la asimilación de los nutrientes y para el desarrollo de las plantas. Sin embargo algunos cultivos como la papa, las pratenses y el centeno prefieren una ligera acidez, mientras que otros como el tomate, el pimiento, la alala y la remolacha prefieren suelos con pH ligeramente elevado. El poder tampón de un suelo refleja la mayor o menor acilidad que tiene para modificar su pH y en gran parte depende de la textura. Los suelos arcillosos presentan una elevada resistencia, es decir que tienen un uerte poder tampón. 1.4.3. Porcentaje de saturación de bases En el suelo se encuentran los cationes ácidos (hidrógeno y aluminio) y los cationes básicos (calcio, magnesio, potasio y sodio). La racción de los cationes básicos 33
Manejo Agroecológico de Suelos
que ocupan posiciones en los coloides del suelo se refiere al porcentaje de saturación de bases. Cuando el pH del suelo indica 7 (estado neutral) su saturación de bases llega al 100 % y significa que no se encuentran iones de hidrógeno en los coloides. La saturación de bases se relaciona con el pH del suelo. Se utiliza únicamente para calcular la cantidad de limo requerida en un suelo ácido para neutralizarlo.
1.4.4. Nutrientes para las plantas En la ierra se han encontrado 92 elementos químicos de los cuales alrededor de 60 orman parte de las plantas. Sin embargo se ha demostrado que solo 16 son esenciales para su normal crecimiento y desarrollo. De ellos 9 son conocidos como macronutrientes porque se encuentran en cantidades mayores al 0,05 % en peso seco: carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), ósoro (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y azure (S). Los otros 7 se encuentran en cantidades menores al 0,05 % en peso seco y son conocidos como micronutrientes o elementos traza: hierro (Fe), boro (B), manganeso (Mn), cobre (Cu), molibdeno (Mo), cloro (Cl) y zinc (Zn). Su insuficiencia puede dar lugar a carencias y su exceso a toxicidad. Las plantas obtienen del aire y del agua el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno y los otros 12 elementos los reciben del suelo como iones disueltos en el agua (provienen de la roca madre de la que se ormó el suelo). El carbono, el hidrógeno y el oxígeno orman parte de la estructura de moléculas de importancia biológica como los lípidos, los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos. El nitrógeno orma parte de la estructura de las proteínas, los ácidos nucleicos y la clorofila. El ósoro es un componente de los ácidos nucleicos, de los osolípidos (esenciales para la membrana celular) y de las moléculas de transerencia de energía como el AP (adenosín triosato). El calcio tiene una misión estructural undamental como componente de la lámina media (capa cementante entre las paredes celulares de las células vegetales adyacentes). ambién se considera que el calcio participa en otras actividades fisiológicas de las plantas como la modificación de la permeabilidad de las membranas. El magnesio es parte undamental de la molécula de la clorofila y el azure orma parte de la estructura de algunos aminoácidos y vitaminas. Las plantas utilizan el potasio en orma de ion (K +) para el mantenimiento de la turgencia de las células mediante el enómeno de la osmosis. La presencia del ion potasio en el citoplasma hace que la célula tenga mayor concentración de solutos que las células circundantes. El potasio también interviene en la apertura y en el cierre de los estomas. El cloro en orma de ion cloro (Cl+1) es esencial para el proceso de la otosíntesis y participa también en el mantenimiento de la turgencia de las células. El boro contribuye al proceso de transporte de los carbohidratos a través de la membrana celular y al aprovechamiento del calcio. El níquel interviene en reacciones enzimáticas de las leguminosas nitrificantes como la arveja y el réjol. El silicio avorece el crecimiento de varios pastos. 34
I - El suelo y su fertilidad
1.4.5. Carbono orgánico del suelo La vegetación fija el carbono de la atmósera por otosíntesis transportándolo a la materia viva y muerta de las plantas, que constituye la biomasa. El carbono que se libera de esta para constituir la Materia Orgánica del Suelo (MOS) sirve como alimento para los organismos vivos descomponedores (bacterias y hongos undamentalmente) durante un cierto tiempo o se vuelve a emitir hacia la atmósera por la respiración de los organismos del suelo y las raíces, en orma de dióxido de carbono (CO2) o metano (CH 4) en condiciones de encharcamiento del suelo. La MOS se encuentra en dierentes grados de descomposición y se distingue en distintas racciones lábiles (compuestas de hidratos de carbono, ligninas, proteínas, taninos, ácidos grasos) o racciones húmicas (ácidos úlvicos, ácidos húmicos y huminas). Las racciones lábiles son más rápidas de digerir para los microorganismos dando como resultado una respiración de carbono y un plazo más corto de permanencia de este elemento en el suelo. Las racciones húmicas se encapsulan en los agregados y son más diíciles de acceso. Su composición es más estable, tienen químicos de descomposición más compleja y permanecen por períodos muy largos en el suelo. El carbono orgánico del suelo mejora las propiedades físicas del suelo , aumenta la CIC y la retención de humedad, y contribuye a la estabilidad de suelos arcillosos al ayudar a aglutinar las partículas para ormar agregados. La MOS está compuesta principalmente por carbono, tiene capacidad de retener una gran cantidad de nutrientes, cationes y oligoelementos esenciales para el crecimiento de las plantas. Gracias a la MOS la lixiviación de nutrientes se inhibe y se integra a los ácidos orgánicos que disponibilizan los minerales para las plantas y regulador del pH del suelo. Se reconoce globalmente que el contenido de carbono orgánico es un actor esencial para la salud del suelo, orma parte undamental del ciclo de carbono y tiene gran importancia en la mitigación de los eectos del cambio climático. 1.4.6. El nitrógeno El nitrógeno es uno de los elementos más presentes en la naturaleza y más importantes en la nutrición de las plantas. Se asimila en orma catiónica de amonio NH4+ o aniónica de nitrato NO 3–. A pesar de su amplia distribución se encuentra en orma inorgánica por lo que no se puede asimilar directamente. Existen también las ormas gaseosas del N pero son muy pequeñas y diíciles de detectar, como el óxido nitroso (N 2O), el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO2), el amoníaco (NH 3) y el nitrógeno atmosérico (N 2). 1.4.7. La salinización La salinización se refiere a la acumulación de sales solubles en agua en el suelo. Las sales que se encuentran en un nivel reático salino se transportan con el agua a la superficie del suelo mediante ascenso capilar y una vez que el agua se evapora se 35
Manejo Agroecológico de Suelos
acumulan en la superficie del suelo. La salinización suele ocurrir cuando existe un manejo de riego inapropiado sin tomar en consideración el drenaje y lixiviación de las sales por fuera de los suelos . Las sales también se pueden acumular naturalmente o por la intrusión de agua marina. Una salinización elevada lleva a la degradación de los suelos y la vegetación. Las sales más comunes se encuentran en combinaciones de los cationes de sodio, calcio, magnesio y potasio con los aniones de cloro, sulfato y carbonatos .
1.4.8. La alcalinización La alcalinización o sodicidad del suelo se define como el exceso de sodio intercambiable . Cuando la concentración de sodio aumenta empieza a reemplazar a otros cationes. Los suelos sódicos se encuentran con recuencia en regiones áridas y semiáridas y son muchas veces inestables, con propiedades ísicas y químicas muy pobres. Son suelos impermeables por lo que disminuye la percolación, la infiltración de agua y el crecimiento de las plantas. 1.4.9. Contenido de carbonato de calcio El carbonato de calcio (CaCO 3) es una sal poco soluble que se encuentra en el suelo naturalmente en varias ormas y en diversos grados de concentración. Desempeña un papel undamental en su estructura cuando está presente en concentraciones moderadas. Se utiliza como enmienda para neutralizar el pH de suelos ácidos y para suministrar el nivel de calcio (Ca) necesario para la nutrición de las plantas. Sin embargo puede resultar problemático si su concentración llega a exceder la capacidad de absorción, ormando complejos insolubles con otros elementos. Estos componentes son diíciles de asimilar para las plantas lo que provoca su acumulación. Cantidades excesivas de calcio pueden restringir la disponibilidad de ósoro, boro y hierro. 1.4.10. Contenido de sulfato de calcio (yeso) Una acumulación secundaria de yeso (CaSO4•2H2O) puede ocurrir principalmente en los suelos de regiones muy áridas o donde el lavado está restringido a causa de una baja permeabilidad. Los suelos aectados por concentraciones elevadas de yeso se desarrollan en su mayoría en depósitos no consolidados aluviales, coluviales y eólicos, de material meteorizado con alto contenido de bases. Existe una escasa vegetación natural que los cubre: se encuentran apenas arbustos y árboles xerófilos y/o hierbas eímeras. 1.5. Características biológicas del suelo 1.5.1. La vida en el suelo Además de las plantas, en el suelo viven micro y macroorganismos como bacterias, algas, hongos, nematodos, lombrices, etc. La biomasa microbiana es muy 36
I - El suelo y su fertilidad
relevante, se estima que puede representar unos 1000 a 3000 kg de peso seco por hectárea en los primeros 20 cm. La actividad y la población de estos microorganismos varían en unción de la textura del suelo, el pH, la temperatura y el suministro de agua, oxígeno, carbono y nitrógeno. Por ser de suma importancia para la comprensión del presente documento, a continuación se hace una breve descripción de la población biológica más representativa del suelo y del papel que cumple como componente vital del mismo. Las lombrices excavan galerías y se alimentan de restos orgánicos descompuestos. Mejoran la estructura y solubilizan los elementos nutritivos del suelo. Los ácaros son el grupo de artrópodos más abundante en la mayoría de suelos y residuos. En zonas templadas o tropicales existen entre 10 000 y 500 000 individuos/ m2. Su principal unción es la ragmentación de residuos de hojas muertas y madera, lo que aumenta la superficie de materiales orgánicos donde las bacterias pueden completar el proceso de descomposición. Son capaces también de propiciar la dispersión de esporas microbianas y estimular la microflora (bacterias y hongos) por pastoreo, externamente sobre la superficie de su cuerpo e internamente por excreción de las esporas no digeridas. Mejoran la colonización por endomicorrizas. Las bacterias intervienen en las transormaciones que sure el nitrógeno: amonización, nitrificación y desnitrificación. Las del género Rhizobium, que viven en simbiosis con las raíces de las leguminosas, fijan el nitrógeno del aire. Los hongos pueden degradar compuestos orgánicos muy resistentes y las micorrizas propician, en simbiosis con las raíces de algunas plantas, un aumento de la capacidad de estas de absorber agua y nutrientes, principalmente ósoro. Los actinomicetos son hongos incompletos cuya unción es descomponer las sustancias resistentes, participar en la producción de humus y producir antibióticos para mantener el equilibrio entre los microorganismos. Aunque el tamaño de los protozoos es mínimo, sus poblaciones son tan numerosas que pueden llegar a ser millones. En cuanto a la ecología, han colonizado todos los ambientes. Los que no son parásitos son depredadores (de otros protozoos, de pequeños invertebrados) y otros son herbívoros, consumen algas y bacterias. Los protozoos desempeñan un papel importante en la depuración de aguas residuales y son capaces de degradar y reciclar la MO. Las algas son vegetales microscópicos que orman conglomerados visibles. Para su desarrollo necesitan agua, luz y minerales. Su unción es fijar el nitrógeno (algunas especies) y participar en el proceso de ormación del suelo.
1.5.2. La Materia Orgánica del Suelo (MOS) La MOS está constituida por todo tipo de residuos de origen vegetal o animal generados por la actividad agrícola, pecuaria y/o agroindustrial. 37
Manejo Agroecológico de Suelos
Debido a una serie de procesos ísicos, químicos y biológicos propiciados por la humedad, la temperatura, el aire y los microorganismos, la MOS se transorma en humus en un lapso de 3 a 4 meses. El humus es el estado más avanzado de la descomposición de la MO. Se define como un compuesto coloidal de naturaleza lignoproteica cuya unción es mejorar las propiedades ísico-químicas de los suelos. En condiciones ecológicas óptimas (temperatura entre 18 y 22 °C, buena humedad, adecuada oxigenación y pH de 6,8) sumadas a la acción de organismos descomponedores altamente especializados, el humus se transorma, a través de un lento proceso que dura alrededor de un año, en compuestos solubles asimilables para las plantas. Esta etapa se conoce como proceso de mineralización. Sintéticamente la MO resca sure una primera transormación rápida que la convierte en humus y este a su vez sure una segunda descomposición mucho más lenta en la cual se liberan los nutrientes que contiene. El humus designa un conjunto de sustancias orgánicas transormadas, de color pardo negruzco y de composición muy compleja (humina, ácidos húmicos y úlvicos). Su relación C/N (carbono orgánico/nitrógeno total) es relativamente constante entre 9 y 11. Contiene un 5 % de nitrógeno. Los actores que influyen aumentando la velocidad de transformación de la MO son muy variados. Entre ellos cabe señalar los siguientes: • las características del subproducto o residuo, • la naturaleza del residuo vegetal más o menos rico en lignina, • la humedad, aireación y temperatura del suelo, • el mayor o menor contenido de nitrógeno, • el pH, mejor ligeramente ácido. El suelo es un medio vivo en el que la MO se descompone gracias a la intensa actividad microbiana. El agricultor debe procurar que el contenido de MOS no se reduzca y que desarrolle una gran actividad biológica que avorezca su transormación. 1.5.2.1. Importancia de la materia orgánica del suelo
La MOS desempeña un papel undamental en el mejoramiento de los suelos de cultivo. Su presencia cumple las siguientes unciones: • tiene un eecto positivo en la estructura del suelo, mejora su permeabilidad, su capacidad de almacenar agua y acilita el laboreo reduciendo la erosión; • aporta los nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas durante el proceso de descomposición (nitrógeno, ósoro, potasio, azure, boro, cobre, hierro magnesio, etc.) al constituir, junto a la arcilla, el complejo de cambio que acilita la absorción de los nutrientes (ormando quelatos y osohumatos); 38
I - El suelo y su fertilidad
• ayuda a la prolieración de microorganismos aerobios a los que proporciona carbono y nitrógeno cuando está poco descompuesta. Favorece además la respiración de las raíces y la germinación de las semillas; • activa biológicamente el suelo ya que representa el alimento para toda la población biológica que existe en él; • mejora la estructura del suelo avoreciendo el movimiento del agua y del aire y por lo tanto el desarrollo del sistema radicular de las plantas; • incrementa la capacidad de retención de agua; • eleva la temperatura del suelo; • intensifica la ertilidad potencial del suelo; • aumenta la CIC del suelo en relación con la naturaleza coloidal del humus. 1.5.2.2. Balance del humus
La ertilidad de un suelo depende en gran medida del mantenimiento de un humus equilibrado. Los suelos más értiles destruyen mucha MO pero también generan mucho humus. Para establecer un balance del humus hay que calcular sus ganancias y sus pérdidas. Las ganancias proceden de la MO que anualmente se incorpora al suelo, la misma que puede provenir de uentes muy diversas: estiércol, compost, lodos tratados, residuos de cosechas (pajas, restos de poda, etc.), abonos verdes y otras enmiendas orgánicas. El coeficiente isohúmico define la cantidad de humus que puede ormarse a partir de 1 kg de materia seca de la MO que se incorpora al suelo. La cantidad total de humus que se genera por hectárea puede ser muy variable y dependerá de la cantidad total (kg/ha) de MO que se incorpore y del K1. La relación C/N de la MO incorporada sirve para medir su grado de humificación. La materia más resca presenta valores elevados mientras que en la más descompuesta los valores son bajos. Si la relación C/N es superior a 15, la actividad de los microorganismos es intensa: toman del suelo, aunque sea de orma transitoria, el nitrógeno que necesitan. Cuando se entierra paja de cereales con una relación C/N entre 70 y 100 es necesario aportar de 6 a 12 kg de N/t de paja incorporada para ayudar a su descomposición. Los ertilizantes tienen un eecto avorable en el balance húmico ya que ayudan a producir cosechas abundantes que dejan una mayor cantidad de residuos orgánicos en el suelo. 1.5.2.3. Pérdidas de materia orgánica
Las pérdidas de MO se producen por la cantidad que se mineraliza, que es proporcional al contenido de humus del suelo. La mineralización es un proceso aerobio que se ve avorecido con la aireación. Los suelos arenosos tienen un coeficiente 39
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isohúmico superior al de los arcillosos. En los suelos con un intenso laboreo dicho coeficiente es mayor que en los suelos donde se practican técnicas de mínimo laboreo. En la mineralización influye también el contenido de carbonato cálcico del suelo y la estabilidad del complejo arcillo-húmico. En unción de todos estos actores se estima que cada año se mineraliza entre el 1 y el 3 % del humus que contiene el suelo. Establecer un balance de entradas y salidas de nutrientes en un suelo es imprescindible para realizar un correcto abonado. Para ello hay que considerar las aportaciones anuales de nutrientes procedentes de la MO, undamentalmente de nitrógeno. 1.5.2.4. El humus: base de la fertilidad natural del suelo
El humus constituye la base de la ertilidad natural de los suelos. Como se señaló anteriormente, proviene de MO de origen vegetal y animal que al ser atacada por los microorganismos del suelo se transorma. Después de complejos procesos llega al estado de “humus permanente” en el cual las sustancias nutritivas se han mineralizado para ser asimiladas por las raíces de las plantas. La vida del suelo (microflora y microauna) depende de la presencia de MO y naturalmente de actores tales como agua, aire, temperatura, grado de pH, etc. En la tabla 1 se puede observar una estimación de la cantidad de MO en los suelos de Ecuador realizada por el Proyecto Instituto Espacial Ecuatoriano (IIE)MAGAP (inormación temática de geopedología, 2016). Tabla 1 - Estimación de la MO en los suelos de Ecuador para las tres regiones continentales
Región
Interpretación del % de MO Bajo Medio Alto
Costa Sierra Amazonía
<1 <3 1–3
1–2 3–5 3–6
>2 >5 >6
Fuente: Proyecto IEE-MAGAP 2016.
La agricultura orgánica, ecológica o biológica aspira a aumentar el contenido de humus por encima de los valores teóricos señalados para garantizar que no existan deficiencias en la alimentación de la planta ni maniestaciones carenciales, es decir que esta tenga todas las condiciones para estar sana y producir adecuadamente.
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I - El suelo y su fertilidad
2. LOS CICLOS NATURALES O CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Los patrones de flujo constante que se operan en la naturaleza y que involucran no solamente organismos vivos sino también una serie de reacciones químicas en el medio abiótico se denominan ciclos biogeoquímicos. El flujo de un elemento químico a través de la cadena de alimentos se puede considerar como la ase orgánica del ciclo biogeoquímico. Para algunos elementos la ase orgánica es esencialmente un subciclo dentro del ciclo total pero para otros no. Además los ciclos biogeoquímicos tienen estrictas ases abióticas que son unciones de la química de los elementos en cuestión. Estas ases abióticas son de vital importancia para el ecosistema debido a que la mayoría de los reservorios de los elementos nutritivos son externos a la cadena de alimentos y el flujo en las ases abióticas tiende a ser mucho más lento que en las ases orgánicas. En los ciclos biogeoquímicos existen dos clases de ases abióticas: una fase sedimentaria que es parte de todos los ciclos y una fase atmosférica que solo está presente en algunos. En algunos ciclos como el del nitrógeno (N) la ase atmosérica es más importante que la sedimentaria. En otros como el del ósoro (P) la ase atmosérica simplemente no existe. En casos como el del azure (S) están presentes ambas ases y su importancia relativa depende de otras variables del medio. Los ciclos biogeoquímicos que tienen ases atmoséricas dominantes se llaman ciclos de reserva atmosférica y aquellos donde la ase sedimentaria es dominante se denominan ciclos de reserva sedimentaria. Así, la naturaleza se ha encargado de establecer mecanismos complejos gracias a los cuales las riquezas de la ecósera se transorman continuamente y se reintegran en el ciclo. En el universo todo está constituido por materias primas por lo que los desperdicios producidos por ciertos organismos representan para otros un recurso básico. A través de las dierentes ormas de vida son los mismos elementos los que circulan de modo permanente. Es necesario entonces que estos elementos vuelvan a ser empleados. Si las sustancias (o los organismos que las han producido) no ueran reintegradas finalmente en orma de recursos, las posibilidades de vida en la tierra se agotarían rápidamente. Según De Nardo (1983), el gran ciclo de la sustancia orgánica se desarrolla de la siguiente manera: • Las plantas son capaces de captar la energía radiante del sol a través de sus haces oliares. Al hacerlo se desprende de ellas oxígeno molecular (O 2) y producen MO para su propio crecimiento. • Los animales respiran el oxígeno y se alimentan de la MO. En retorno, por eecto de su metabolismo, arrojan el gas carbónico (necesario para las plantas en su proceso de otosíntesis cloroílica) y depositan materias ecales. 41
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• Las materias fecales mezcladas con otros residuos orgánicos son atacadas en el
suelo por cadenas de organismos que las descomponen y vuelven asimilables los nutrimentos (sustancias minerales) que poseen con los que se alimentan las plantas, participando de esta manera en la síntesis y en el crecimiento de nuevos organismos vegetales. • El ciclo se reanuda nuevamente: los organismos vegetales circulan a través de una sucesión de consumidores herbívoros y carnívoros para convertirse otra vez en materias ecales o cuerpos muertos que serán la presa de los organismos descomponedores que los devolverán a sus componentes undamentales. Estos volverán a ser utilizados por las plantas y así sucesivamente se seguirá cerrando el círculo de nutrimentos en la naturaleza (figura 2).
Materia orgánica
Microorganismos Nutrientes
Figura 2 - Ciclo de la materia orgánica en la naturaleza
Este ciclo gigantesco se desarrolla en toda la naturaleza. La tierra, el aire y el agua se encuentran unidos y armonizados entre sí a través de sus numerosos procedimientos biológicos y ísico-químicos relacionados con los acontecimientos meteorológicos. 42
I - El suelo y su fertilidad
Así por ejemplo la totalidad del agua existente en la tierra es descompuesta por las plantas y recompuesta por los organismos vivientes en un período de aproximadamente 2 millones de años. Los animales consumen todo el oxígeno, cuya renovación es garantizada en parte por la otosíntesis cloroílica, en un ciclo de alrededor de 2 mil años. Asimismo las plantas recuperan el gas carbónico proveniente del metabolismo animal al cabo de unos 300 años. Otros gases también entran en juego. El nitrógeno atmosérico (N 2), aun cuando está presente principalmente en las primeras capas de la atmósera (tropósera) en una proporción del 78 %, es fijado por algunas variedades de microorganismos (simbióticas o asimbióticas). Los microorganismos ceden este elemento a las plantas que lo utilizan para ormar moléculas complejas (por ejemplo sustancias proteicas) que se integrarán en las cadenas alimenticias de los herbívoros y carnívoros y después serán descompuestas por los organismos descomponedores que actúan en las materias ecales. Una parte del nitrógeno regresará a la atmósera (en orma gaseosa) y otra volverá a ser utilizada por las plantas o bien será arrastrada por las aguas a fin de alimentar nuevos ciclos. Finalmente los elementos minerales nacidos del mundo orgánico e inorgánico son arrastrados también en mayor o menor escala por este ciclo dentro del cual en cantidades grandes, pequeñas o ínfimas son igualmente necesarios para algunas unciones de los seres vivos (figura 3).
Nitrógeno en la atmósfera (reserva)
Las tormentas eléctricas producen nitrato.
Consumidores
Productores
Desechos, cadáveres.
Bacterias desnitrificantes
Asimilación por las plantas
Bacterias del suelo y comedores de detritos
Bacterias fijadoras de nitrógeno en las raíces de leguminosas y en el suelo.
Amoniaco y nitrato
Figura 3 - Ciclo bioquímico del nitrógeno en la naturaleza
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• El fósforo orma parte de la composición del esqueleto de los animales y de sus • • • • • •
tejidos y es indispensable para la síntesis de los azúcares. El azufre estabiliza las moléculas proteicas. El silicio interviene en las estructuras de sostén de los animales y vegetales. El hierro es un complemento indispensable de la hemoglobina. El potasio y el sodio actúan como agentes reguladores del metabolismo. El magnesio se halla en la clorofila. El cobre, el níquel, el cobalto, el zinc, el selenio, el flúor, el yodo y otros minerales según estudios recientes desempeñan un importante papel en el uncionamiento de los órganos y en la salud de los seres humanos así como de los animales y vegetales.
El esquema de la figura 3 muestra que el uncionamiento de la naturaleza puede compararse con el modelo organizativo de una ábrica en la que cada sector de la cadena de producción participa en la elaboración del artículo producido. El trabajo debe ser estrechamente coordinado. Si un solo sector se interrumpe, el mecanismo queda bloqueado y el ritmo de producción se altera sustancialmente. Del mismo modo en la ecósera, especialmente donde se desarrollan prácticas agrícolas, es necesario que la relación entre los dierentes procedimientos de producción y de consumo sea constante con el fin de mantener un equilibrio y que la producción pueda responder al consumo con recursos suficientes para abastecer a los innumerables sectores de los cuales depende el uncionamiento de los ciclos. Por ello, para asegurar la subsistencia de la humanidad, es imprescindible mantener y deender el uncionamiento de los ciclos naturales y propiciar una agricultura sostenible con capacidad para solventar la demanda de alimentos de la población actual y de las generaciones que vendrán, teniendo en cuenta que la vida en la ierra depende de tres actores undamentales: • la acción de la energía solar sobre la cual no hay impedimentos ya que el sol es uente inagotable de energía; • la reutilización completa de los recursos naturales que es el objeto de este documento que trata sobre el uso y manejo adecuado de los residuos o desechos orgánicos al igual que sobre la utilización de los agentes microbiológicos a fin de mejorar el uncionamiento de los agroecosistemas productivos; • el equilibrio entre los complejos mecanismos de los ciclos del medioambiente que supone su proundo conocimiento y el uso racional de los recursos orgánicos disponibles.
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II - El deterioro de los suelos 1. LA DEGRADACIÓN DEL SUELO Según la FAO-Unesco citada por Brissio (2005), la degradación es el proceso que rebaja la capacidad actual y potencial del suelo para producir cuantitativa y cualitati vamente bienes y servicios. Puede considerarse como degradación del suelo toda modificación que conduzca a su deterioro. Este proceso es consecuencia de las acciones del hombre, ya sea directas como la actividad agrícola, orestal o ganadera, el uso de agroquímicos y el riego, o indirectas como las actividades industriales, la eliminación de residuos, el transporte, etc. (Brissio 2005�. Actualmente existe una uerte tendencia que promueve la utilización racional del suelo. Sus principios se agrupan en torno a lo que se conoce como conservación de suelos. Las teorías conservacionistas buscan obtener máximos rendimientos con una mínima degradación. El cuidado del suelo es esencial para la supervivencia de la raza humana. El suelo produce la mayor parte de los alimentos, las fibras y la madera. Sin embargo, en muchas partes del mundo ha surido daños irreparables debido a un manejo abusivo y erróneo. El suelo es un medio tridimensional que cumple una gran variedad de unciones ecológicas y socioeconómicas. Es un medio complejo ormado por una matriz porosa en la que el aire, el agua y la biota actúan conjuntamente con los flujos de sustancias y líquidos que existen entre estos elementos. Las alteraciones de los procesos edáficos producen cambios en el uncionamiento de los ecosistemas y muchos problemas medioambientales visibles en otros medios se originan en el suelo. Es necesario reconocer que la uncionalidad del suelo es un tema transversal ya que son muchos los sectores económicos que lo utilizan y que participan a distintos niveles en su deterioro. La consiguiente reducción de su uncionalidad tiene un eecto en el conjunto del medioambiente. El suelo es un medio multifuncional. No solo constituye la base del 90 % de los alimentos humanos, del orraje, la fibra y el combustible sino que orece también servicios que van más allá de las unciones productivas. Es la dimensión espacial del desarrollo de los asentamientos humanos: la base para la construcción de viviendas e inraestructuras, de instalaciones recreativas y de enclaves para la eliminación de residuos. Proporciona materias primas como el agua, los minerales y los materiales de construcción. Es también una parte esencial del paisaje. Cada suelo desempeña 45
Manejo Agroecológico de Suelos
una serie de unciones dierentes y presenta un grado distinto de vulnerabilidad a las diversas presiones. Pero se trata de un recurso limitado y aunque algunas de sus unciones se pueden recuperar no es un medio totalmente renovable. La capacidad de amortiguamiento del suelo, su resiliencia y su capacidad de filtrar y absorber sustancias contaminantes hacen que los daños no se perciban sino en una ase muy avanzada. Es probable que esta sea la razón principal para que no se haya omentado la protección del suelo en la misma medida que la protección del aire y del agua. Es por eso también que es importante realizar un buen seguimiento de este medio. Después de muchos años de mal uso, actualmente se ven con más claridad las señales del impacto y se evidencia la necesidad de tomar medidas tanto correctoras (costosas y en ocasiones no plenamente viables) como preventivas a fin de no legar el problema a las generaciones uturas. Existe una clara relación entre cambio climático, desarrollo sostenible, calidad ambiental y degradación edáfica. El cambio climático aecta al suelo y puede generar una mayor degradación. Al mismo tiempo el suelo desempeña una unción importante en el secuestro del carbono atmosérico mediante el proceso dinámico que altera el contenido de materia orgánica (MO). La degradación disminuye la Materia Orgánica del Suelo (MOS) —y con ella el carbono orgánico— y este pierde su capacidad para actuar como sumidero del carbono. Dado que el suelo tiene múltiples usuarios es necesario considerarlo de orma integral y en distintos niveles. Es preciso alcanzar una integración administrativa, sectorial y geográfica (paisajes, zonas urbanas, rurales, de montaña y costeras) en las evaluaciones y en las políticas de protección. Se deben emprender acciones adecuadas en todos los niveles administrativos, desde el ordenamiento del territorio a nivel local y nacional hasta la puesta en marcha de políticas sectoriales y ambientales de alcance nacional, así como iniciativas a escala mundial. La lucha contra la degradación del suelo servirá para mitigar las emisiones de gases con eecto invernadero, propiciará un medioambiente de mayor calidad, garantizará más alimentos para una población que no deja de aumentar y contribuirá al progreso económico de las generaciones uturas.
1.1. Tipos de degradaciones Dentro del amplio concepto de degradación se distinguen dierentes tipos.
1.1.1. Degradación de la fertilidad Es la disminución de la capacidad del suelo para soportar vida. Se producen modificaciones en sus propiedades ísicas, químicas, fisico-químicas y biológicas que conducen a su deterioro. Al degradarse el suelo pierde capacidad de producción y requiere cada vez mayor cantidad de abonos para producir cosechas siempre muy ineriores a las de un suelo no degradado. 46
II - El deterioro de los suelos
Puede tratarse de una degradación química por varias causas: pérdida de nutrientes, acidificación, salinización, sodificación, aumento de toxicidad por liberación o concentración de determinados elementos químicos. El deterioro del suelo puede también ser consecuencia de una degradación física por: pérdida de estructura, aumento de la densidad aparente, disminución de la permeabilidad o de la capacidad de retención de agua. En otras ocasiones se habla de degradación biológica cuando se produce una disminución de la MO y una pérdida de la actividad microbiana.
1.1.2. Degradación por erosión La erosión es la pérdida selectiva de materiales del suelo. Los materiales de las capas superficiales van siendo arrastrados por la acción del agua o del viento. Si el agente es el agua se habla de erosión hídrica y si es el viento de erosión eólica. El concepto de erosión del suelo también puede reerirse a la erosión antrópica que es de desarrollo rápido o a la erosión natural o geológica de evolución muy lenta (Brissio 2005). En la ierra siempre ha existido la erosión geológica. Es la responsable del modelado de los continentes. Sus eectos se compensan ya que actúan con la suficiente lentitud como para que sus consecuencias sean contrarrestadas por la velocidad de ormación del suelo. Así, en superficies estables el suelo se reproduce como mínimo a la misma velocidad a la que se erosiona. Es importante destacar que la erosión natural es un enómeno muy beneficioso para la ertilidad de los suelos. En eecto todas las propiedades del suelo, y por lo tanto también su proundidad, son consecuencia de una cierta combinación de actores ormadores. En una región determinada aparecerá un suelo cuya proundidad será el resultado de un clima concreto (temperatura y precipitaciones) y de la actividad de ciertos organismos que actúan en un tipo definido de roca, en un relieve establecido. Sin la acción de la erosión natural esa proundidad de material edafizado se iría alterando progresivamente a medida que el suelo se uera volviendo más antiguo y llegaría un momento en el que todos los minerales originales se habrían transormado totalmente, ya no aportarían ningún nutriente nuevo y el suelo quedaría constituido por un residuo inértil. Prácticamente toda la ierra estaría recubierta de una capa inerte, sin posibilidad de soportar vida alguna. Aortunadamente este panorama aterrador no se presenta precisamente debido a la erosión geológica. Esta erosión va eliminando lentamente las capas superiores del suelo y disminuyendo su espesor. Se descubren progresivamente capas más internas donde se encuentra el material original sin transormar (para mantener una proundidad en equilibrio con las condiciones ambientales). De esta manera se van incorporando continuamente nuevos materiales al suelo (materiales rescos, no alterados, con abundantes minerales que aportan nutrientes).
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Manejo Agroecológico de Suelos
1.1.3. Degradación por contaminación La FAO citada por Brissio (2005) define la contaminación como una orma de degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo. El suelo se puede degradar por una acumulación de sustancias que repercuta negativamente en su comportamiento. Los problemas más importantes del suelo asociados a la contaminación son: pérdidas irreversibles debido a la creciente impermeabilización y a la erosión, problemas de estabilidad en las laderas y acidificación. En algunas zonas la degradación es tan grave que ha provocado la reducción de la capacidad del suelo para sustentar comunidades humanas y ecosistemas, acelerando la desertificación. 1.2. Consecuencias de la degradación del suelo La degradación del suelo tiene importantes consecuencias entre las que se destacan las siguientes: • Pérdida de elementos nutrimentales (N, P, S, K, Ca, Mg, etc.): ya sea de manera directa al ser eliminados por las aguas que se infiltran en el suelo o por erosión a través de las aguas de escorrentía, o bien de orma indirecta por erosión de los materiales que los contienen o que podrían fijarlos. • Modificación de las propiedades ísico-químicas: acidificación, desbasificación y bloqueo de los oligoelementos que quedan en posición no disponible. • Deterioro de la estructura: la compactación del suelo produce una disminución de la porosidad que origina una reducción del drenaje y una pérdida de estabilidad. Como consecuencia se produce un encostramiento superficial y por tanto aumenta la escorrentía. • Disminución de la capacidad de circulación y retención de agua por degradación de la estructura o por pérdida de suelo. Esta consecuencia es especialmente importante para los suelos sometidos a escasas precipitaciones anuales. • Pérdida ísica de materiales: erosión selectiva (parcial, de los constituyentes más lábiles como los limos) o masiva (pérdida de la capa superficial del suelo o en los casos extremos de la totalidad del suelo). • Incremento de la toxicidad: al modificarse las propiedades del suelo se produce una liberación de sustancias nocivas.
2. BREVE ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN DE LOS SUELOS Y SU PRODUCTIVIDAD AGRÍCOLA EN ECUADOR 2.1. Visión general del uso de suelos en Ecuador Ecuador tiene una superficie total de 24 874 396 hectáreas. Según el último mapa de cobertura y uso de la tierra en el Ecuador continental elaborado por el Ministerio 48
II - El deterioro de los suelos
de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca y el Ministerio del Ambiente (MAGAP-MAE 2013–2014) más de 13 millones de hectáreas están siendo aprovechadas (cultivos, ganadería y bosques), lo que equivale al 53 % del territorio nacional. La superficie aprovechada con propósito agropecuario se distribuye de la siguiente manera: 35,7 % (4 198 132 ha) en la Sierra, 41,8 % (4 915 460 ha) en la Costa y el 22,5 % restante (2 645 881 ha) en la Amazonía y Galápagos. La agricultura ecuatoriana es muy diversa. El país tiene más de 120 tipos de cultivos de los cuales más de 50 son permanentes y alrededor de 70 son transitorios, solos o asociados. Según la última Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua (ESPAC) realizada por el INEC en 2013, los cultivos permanentes ocupan 1 468 141 ha, siendo los principales banano, caé, caña de azúcar, palma aricana y plátano. Los cultivos transitorios y barbecho ocupan algo más de un millón de hectáreas y los de mayor producción son maíz, arroz, papa y soya. Cerca del 60 % de los productores agropecuarios del país siembran maíz (404 873 Unidades de Producción Agropecuaria, UPA) y/o arroz (91 210 UPA) en una superficie de 944 707 ha. Las dierentes variedades de musáceas se producen en una superficie de 310 000 ha de las cuales más de la mitad (188 658 ha) se destina a la producción de banano (MAGAP 2016). El MAGAP (2016) en su propuesta de Política Agropecuaria Ecuatoriana proyectada hacia el desarrollo territorial rural 2015–2025 señala que Ecuador es un país privilegiado por la diversidad de suelos que posee pero que el actual manejo de este recurso se torna insostenible dada la alta dependencia y el uso ineficiente de ertilizantes de origen sintético. Advierte también que no se realizan suficientes análisis de suelos, que se incorporan plaguicidas de orma indiscriminada, que alta inormación respecto de los reales requerimientos de ertilización y que crecen las superficies cultivadas en zonas de ladera y en montañas lo que provoca un acelerado deterioro del suelo. En el ámbito de la ertilidad los niveles de MO y el pH son dos actores claves que se relacionan con la calidad del suelo. La MO mejora la dinámica y la disponibilidad de los principales nutrientes de las plantas y el pH interviene en su capacidad de absorción de nutrimentos. En este contexto las tablas 2 y 3 presentan la situación de los suelos en Ecuador. Tabla 2 - Superficie y porcentaje de MO de los suelos en Ecuador
Interpretación Sin información
Bajo Medio Alto
Superficie (ha) 13 117 590,39
% 52,89
6 105 502,33 3 553 887,47 2 026 030,47
24,62 14,33 8,17
Fuente: INIAP 2011.
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Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 3 - Superficie y porcentaje de pH de los suelos en Ecuador
pH
Sin información < 5,5 5,5–6,5 6,5–7,5 7,5–8,0 >8
Interpretación
Ácido Ligeramente ácido Prácticamente neutro Ligeramente alcalino Alcalino
Superficie (ha)
%
12 739 787,70 2 578 207,22 5 925 548,22 3 019 110,93
50,28 10,18 23,19 11,92 2,12
3 259,62
0,01
Fuente: INIAP 2011.
En la Costa y en la Amazonía predominan altos contenidos de MO, mientras que en la Sierra no ocurre lo mismo. El porcentaje nacional de suelos con bajos contenidos de MO es del 17,78. A nivel nacional el 35 % de los suelos se encuentra en los rangos de ácido a ligeramente ácido, siendo la Costa la región que presenta niveles más elevados de acidez, lo que compromete, conjuntamente con la alcalinidad, la absorción adecuada de nutrientes y por lo tanto los rendimientos de los cultivos. Los bajos niveles de nutrientes esenciales en los suelos del país, como el ósoro que presenta un déficit equivalente al 24,62 % y el potasio al 10,13 % (nivel bajo) especialmente en la Amazonía, sumados a los demás actores mencionados, configuran un estado de baja ertilidad de los suelos en el territorio nacional. Ecuador, al igual que la mayoría de países en desarrollo, no ha escapado a la degradación de los suelos. Se estima que este constituye el mayor problema ambiental del país pues se ha calculado que alrededor del 48 % de la superficie nacional tiene serios problemas de erosión. Según estudios realizados por el Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG 1999) la erosión es uno de los problemas más importantes del sector agropecuario desde una perspectiva no solo ecológica y ambiental sino también económica y social. En muchos casos la erosión se incrementa debido a las actividades humanas, principalmente aquellas relacionadas con la agroproducción (erosión acelerada o antrópica), que ocasionan generalmente la pérdida irreversible de los ecosistemas naturales y la disminución de la producción agropecuaria. La tabla 4 (página siguiente) muestra el estado de la erosión en Ecuador continental por categoría. Es importante señalar que la primera categoría de intensidad erosiva va en aumento debido a los procesos de deorestación y al manejo inadecuado de los suelos en áreas potencialmente erosionables. En términos espaciales la región con más problemas de erosión es la Sierra donde se encuentran procesos muy acelerados, aunque la desprotección de la cobertura 50
II - El deterioro de los suelos
Tabla 4 - Estado de la erosión por categorías, superficie y porcentajes en el Ecuador continental
Categorías de intensidad de los procesos erosivos
Superficie (ha)
Porcentajes estimados en relación con la superficie del Ecuador continental*
Muy activa Activa Activa y potencial Potencial
339 035 808 468 2 008 200 9 690 000 12 492 129
1,30 3,10 7,70 35,80 47,90
TOTAL * 260 079 km 2 / 26 079 600 ha Fuente: MAG 1999.
vegetal de las cuencas hidrográficas de las vertientes pacífica y amazónica también ha propiciado recientemente severos procesos erosivos que han contribuido a la degradación de los suelos agrícolas en detrimento de su ertilidad. Se estima que en el país las pérdidas de suelos varían entre 30 y 50 t/ha/año en áreas de estribaciones con pendientes superiores al 25 %. En zonas con pendientes entre el 12 y el 25 % la erosión está comprendida entre 10 y 30 t/ha/año y en suelos con pendientes menores al 12 % se sitúa entre 5 y 10 t/ha/año. A la erosión ísica de los suelos se suma la pérdida de su base nutrimental (elementos ertilizantes mayores y menores), la acidificación, la salinización, la sodificación, el aumento de la toxicidad por liberación o concentración de elementos químicos (aluminio, hierro, boro, manganeso, etc.), así como de su base húmica y por ende de la actividad microorgánica configurando un deterioro cada vez más acelerado de los suelos dedicados a la producción agropecuaria en el país. Esta situación crítica que aecta directamente al sector agropecuario y a la base de recursos naturales agroproductivos se debe a múltiples causas y tiene diversos eectos.
2.2. Causas del deterioro de los suelos Entre las causas más relevantes del deterioro de los suelos en Ecuador se obser van las siguientes: • desprotección de la cobertura vegetal a causa de la tala desmedida de bosques y humedales y de la destrucción de los pajonales andinos; • uso intensivo de la mecanización agrícola (incluyendo utilización de aperos de labranza inadecuados); • práctica de las “quemas”; • práctica sostenida de monocultivos; • uso inadecuado del agua de riego; 51
Manejo Agroecológico de Suelos
• uso de tecnologías contaminantes (ertilizantes, plaguicidas y desinectantes químico-sintéticos); • construcción de obras de inraestructura en zonas rágiles; • bajos niveles de capacitación de técnicos, extensionistas, promotores y agricultores en general en manejo y conservación de suelos; • abandono de las prácticas de conservación de suelos; • planificación nacional sin incorporación de proyectos de uso y manejo adecuado de suelos y control de la erosión; • limitada o nula aplicación de las leyes de Desarrollo Agrario, Forestal, de Áreas Naturales y Vida silvestre, de Prevención de la Contaminación y del Reglamento General de Plaguicidas y Productos afines de Uso Agrícola.
2.3. Impactos causados por el deterioro de los suelos Los impactos más significativos del deterioro de los suelos en Ecuador se detallan a continuación: • pérdida irreversible de áreas productivas; • pérdida progresiva de la capacidad productiva de los suelos; • incremento de la susceptibilidad erosiva y de deterioro de los suelos; • incremento de los costos de producción; • pérdida del valor económico de las tierras; • disminución de los ingresos de los productores; • incremento de la migración campo-ciudad. Los bajos rendimientos de los cultivos registrados por el III Censo Nacional Agropecuario (2000) pueden atribuirse en buena parte al deterioro de los suelos. Para concluir el presente capítulo es importante hacer algunas reflexiones relacionadas con el uso y manejo del recurso suelo en Ecuador. • En las últimas 5 décadas en la agricultura ecuatoriana se ha utilizado un enoque agronómico más que ecológico, lo que ha propiciado el aumento de la producción con la incorporación de nuevas tierras al cultivo y ha promovido el aumento de la productividad mediante la utilización de paquetes tecnológicos generados por la denominada revolución verde. • Como consecuencia del manejo inadecuado de los suelos dedicados a la producción agrícola en el país, su deterioro se ha incrementado significativamente en las últimas décadas.
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II - El deterioro de los suelos
• La pérdida de ertilidad del suelo y el ataque de plagas (insectos, ácaros, gasterópodos, nematodos, patógenos y arvenses) se han resuelto con medidas correctivas y de control y no con medidas preventivas y de manejo. • Las tareas de conservación del suelo propuestas por el Estado y por algunas Organizaciones No Gubernamentales (ONG) no han tenido continuidad y no han respondido a una política de manejo y conservación de suelos. ampoco han tenido en cuenta las condiciones culturales, sociales y económicas de la población rural. • El uso, el manejo y la conservación de suelos en Ecuador no deben ser abordados solo con un enoque agrícola o edáfico sino también con uno ecológico, económico y social pues el suelo es parte de los recursos naturales “productivos” del país y de él dependen la mayoría de sus recursos renovables.
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III - Hacia el Manejo Agroecológico de Suelos (MAS) en Ecuador El suelo es con seguridad el recurso natural más accesible para el productor en cuanto a la posibilidad de manejarlo y modificarlo. En la agricultura orgánica, ecológica o biológica de base agroecológica es considerado un organismo vivo con dinámica propia que necesita, como cualquier ser viviente, alimentación y estabilidad para poder desarrollar sus actividades biológicas. El artículo 409 de la Constitución de la República señala que: «Es de interés público y prioridad nacional la conservación del suelo, en especial su capa értil. Se establecerá un marco normativo para su protección y uso sustentable que prevenga su degradación, en particular la provocada por la contaminación, la desertificación y la erosión».
1. QUÉ ES EL MANEJO AGROECOLÓGICO DE SUELOS (MAS) Frente al deterioro de los suelos en el país, la propuesta planteada por el MAS aparece como una alternativa viable orientada a propiciar su recuperación y conservación. El MAS se define como el mantenimiento de las condiciones ísicas, químicas y biológicas del suelo a fin de preservar su salud y su calidad con el propósito de conservar su capacidad productiva de manera indefinida para alcanzar la sostenibilidad agrícola. Espinosa (1998) señala que los términos “salud” y “calidad” a menudo son usados como sinónimos. La palabra calidad es preerida por los especialistas en suelos y salud por los agricultores. La salud del suelo se define como su habilidad para uncionar y mantener rendimientos de acuerdo a su potencial, a pesar de los cambios introducidos por el hombre o por eventos naturales. La calidad se define como la capacidad del suelo para uncionar en concordancia con el ecosistema y con el uso, para sustentar la productividad biológica, mantener el ambiente sin alteración y promover la salud de las plantas, de los animales y del hombre. Estos conceptos ponen de manifiesto que tanto la salud como la calidad del suelo contribuyen al desarrollo de cultivos sanos y a la obtención de cosechas de calidad. Un suelo sano y de calidad es entonces sinónimo de cultivos sanos y cosechas de gran rendimiento, de sanidad y calidad nutrimental de los productos destinados a la alimentación, ornamentales o de otra índole.
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Manejo Agroecológico de Suelos
1.1. Mantenimiento de las condiciones físicas del suelo Mantener el ambiente ísico del suelo significa propiciar una adecuada infiltración del agua, así como una buena succión por parte de las raíces de las plantas, posibilitar la aireación del sistema radicular, acilitar la permeabilidad para evacuar los excesos de agua y mantener una temperatura adecuada que preserve la salud de los cultivos, la actividad microorgánica y permita la germinación y brote de las simientes. El mantenimiento ísico del suelo puede lograrse mediante técnicas de labranza apropiadas, técnicas de conservación de suelos y técnicas de manejo y conservación de aguas.
1.2. Mantenimiento de las condiciones químicas del suelo El mantenimiento de las condiciones químicas del suelo supone un adecuado manejo de los nutrientes a fin de que puedan estar disponibles de manera oportuna y en ormas asimilables para las plantas. Esto se puede lograr con la incorporación de abonos orgánicos y de ertilizantes minerales primarios (rocas osatadas, potásicas, calcáreas, azuradas, etc.) a lo que deberá sumarse la inoculación de bioertilizantes (simbióticos y asimbióticos) para posibilitar la fijación de nitrógeno atmosérico así como la solubilización y movilización de otros elementos ertilizantes. Además será importante establecer planes de rotación de cultivos a fin de manejar adecuadamente el flujo de nutrientes en el suelo.
1.3. Mantenimiento de las condiciones biológicas del suelo El mantenimiento de las condiciones biológicas del suelo busca potenciar su flora y auna así como la conservación de niveles adecuados de MO de acuerdo a las características de las dierentes zonas agroclimáticas. Puede estimularse mediante el uso de coberturas muertas (mulch), asociaciones de cultivos, reciclaje de nutrimentos (abonos orgánicos) e inoculación de microorganismos eficientes autóctonos (EMA).
1.4. El control de la erosión No se concibe un buen MAS si no se reducen los riesgos de erosión especialmente en las zonas de ladera donde las lluvias, en los suelos empinados, con poca vegetación o desnudos, arrastran todo el material értil de la capa arable dejándolos propensos a surir una erosión hídrica intensa. En estas condiciones las prácticas para conservar el suelo y el agua son prioritarias. Entre ellas se proponen las siguientes.
1.4.1. Medidas agronómicas Estas medidas proponen técnicas de manejo de cultivos para lograr una mayor producción evitando la erosión: 56
III - Hacia el Manejo Agroecológico de Suelos (MAS) en Ecuador
• mantener densidades adecuadas de cultivo para crear una mayor cobertura del suelo gracias al ollaje, la misma que renará naturalmente la aparición de hierbas indeseadas y mantendrá la humedad ya que la superficie estará protegida de la radiación solar intensa; • aplicar el Manejo Agroecológico de Plagas (MAP) para mantener sanos todos los órganos de los cultivos, especialmente el ollaje a fin de garantizar la cobertura y protección del suelo; • utilizar semillas de buena calidad, lo que permitirá una buena germinación y emergencia de los cultivos que más tarde servirán de cobertura al campo.
1.4.2. Medidas culturales Las medidas culturales propuestas son las siguientes: • sembrar en curvas de nivel realizando las labores de labranza y otras en orma transversal a la pendiente (nivel de caballete, de manguera o nivel en A); • realizar surcos en contorno, disponiendo las hileras de cultivo siguiendo las curvas de nivel para que el agua de escorrentía no dañe el suelo; • sembrar en ranjas, disponiendo los cultivos en bandas o ajas que sigan las líneas de nivel, intercalando cultivos densos con cultivos de escarda para renar la velocidad del agua en las laderas; • implementar barreras vivas con hileras de plantas de porte denso para reducir la velocidad del agua y retener el suelo; • construir terrazas de ormación lenta utilizando barreras vivas; • implementar cultivos de cobertura para proteger el suelo de las lluvias y mejorar sus propiedades (siembra de especies leguminosas); • implementar coberturas muertas esparciendo restos de cosechas u otros materiales en el suelo ( mulch); • aplicar la labranza cero: el suelo no es removido, no hay surcos; • aplicar la labranza mínima: el suelo es removido en orma localizada. 1.4.3. Medidas mecánicas Consisten en estructuras construidas perpendicularmente a la pendiente para interceptar el agua de escorrentía y evitar su uerza erosiva permitiendo una mayor infiltración del agua y estabilizando el suelo. Se pueden mencionar las siguientes: • acequias de infiltración: pequeños canales que se construyen a nivel y trans versales a la pendiente, interceptan el agua, disminuyen su velocidad y permiten una mayor infiltración; • terrazas (andenes): construcciones que reducen la longitud de la pendiente y retienen gran parte del suelo; el 100 % del agua que cae en la terraza se 57
Manejo Agroecológico de Suelos
infiltra, dando lugar a una mayor disponibilidad de agua para el cultivo, incrementando así su producción; • muros de contención para el control de cárcavas: diques que se construyen con concreto, piedras y palos y deben su estabilidad a su propio peso y a su base ancha.
1.5. La fertilidad natural del suelo y la actividad microbiana La alimentación de un suelo depende de la materia orgánica (MO) que recibe, la cual debe existir en cantidades y recuencias satisactorias para que los microorganismos y la mesoauna puedan utilizarla como uente de energía para su nutrición y reproducción. Una serie de ensayos realizados en el país utilizando como abono una diversidad de desechos orgánicos procesados (sólidos y líquidos) e inoculados con EMA han puesto en evidencia la importancia de este tipo de manejo de la ertilidad de los suelos. Asimismo hay experiencias muy válidas de uso de abonos orgánicos en la creciente agricultura orgánica que están permitiendo la producción de bienes de alta calidad, productividad y competitividad tanto para los mercados locales como para los exigentes mercados internacionales. La actividad microbiana de un suelo es responsable directa de su ertilidad. Es la encargada de producir las sustancias orgánicas que utilizan las plantas. Además de las bacterias y de otros organismos fijadores simbióticos o asimbióticos de nitrógeno, cada vez se conoce más el papel que desempeñan los hongos asociados a las raíces de las plantas llamados micorrizas, que aumentan el área de absorción de diversos minerales del suelo como ósoro (P), calcio (Ca), magnesio (Mg), etc. Un suelo cuya roca madre contiene una gran diversidad de minerales no necesitará un “enriquecimiento” externo, excepto en los dos primeros años de manejo ecológico hasta que la actividad microbiana se intensifique. De igual orma, para el control del pH, la MO, a través de la ormación de complejos y la quelatización de dierentes minerales presentes en suelo, desempeña un papel tan eficiente como la aplicación de cal. Entre los indicadores biológicos se cuentan las hierbas espontáneas, muchas de ellas con características de “malezas” que solo crecen en nichos específicos siguiendo un patrón de sucesión vegetal desde el punto de vista ecológico y no al azar como muchos creen. Hierbas espontáneas tales como la pacta ( Rumex crispus) o la lengua de vaca (Rumex obtusifolia) son indicadoras de acidez así como la presencia de ortiga (Urtica dioica) es indicadora de un suelo de buena calidad. Las hierbas tienen una unción importante para el suelo: mejoran su estructura ísica, química y biológica, según las necesidades del mismo. Otros indicadores biológicos son los parásitos de las plantas (virus, hongos, insectos, ácaros, etc.). Estos solo atacan a aquellas cuyo metabolismo está desequilibrado
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III - Hacia el Manejo Agroecológico de Suelos (MAS) en Ecuador
y no a las que se encuentran sanas. Por lo tanto la repetición de los ataques sería un indicador de que se está cometiendo algún error en el manejo o la elección de la especie o variedad cultivada. Finalmente otros indicadores biológicos son los predadores que aparecen en grandes cantidades cuando se perturba su ambiente o cuando se utilizan agroquímicos (venenos y abonos). Sin embargo se los puede controlar si se mantiene una cierta diversidad biológica en una misma área.
1.6. Los abonos verdes en la agricultura orgánica de base agroecológica El uso de abonos verdes implica devolver a los suelos nutrientes que se encuentran en cualquier tipo de vegetación, desde plantas cultivadas (especialmente leguminosas) fijadoras de nitrógeno hasta cualquier tipo de vegetación espontánea, sea herbácea o arbórea. La agricultura moderna considera a los abonos verdes como uentes de nitrógeno, ósoro y potasio de origen orgánico, sin tener en cuenta su antástica influencia sobre el nivel de vida de los microorganismos del suelo. En la agricultura ecológica los abonos verdes son la mayor uente de MO para el productor rural. Junto a los recursos naturales agua, radiación y nutrientes del suelo, orman gran cantidad de MO para la microvida del suelo que proporciona todo el potencial de producción a un sistema agrícola. Se debe tener en cuenta que entre el 40 y el 50 % del volumen de una planta se encuentra dentro del suelo. Por lo tanto no solo la parte aérea tiene significado como uente de MO para los microorganismos del suelo. El manejo de abonos verdes a base de leguminosas y cereales puede proveer al suelo entre 80 y 120 t/ha de biomasa que se convertirá más tarde en humus por acción de la humedad y la actividad microbiana. Se fijarán además entre 80 y 300 kg/ha de nitrógeno y otros elementos constitutivos de los tejidos de las plantas incorporadas. Estudios recientes llevados a cabo por la Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) han puesto en evidencia la importancia del uso de la asociación Azolla Anabaena como abono verde o bioabono nitrogenado alternativo para el cultivo de arroz y otros productos, señalándose que es actible la incorporación al suelo de hasta 108 kg de nitrógeno/ha/mes. En promedio se ha estimado que esta asociación puede fijar al suelo alrededor de 800 kg de nitrógeno/ha/año, cantidad suficiente para sustentar cultivos que demandan este elemento de manera prioritaria.
1.7. La fertilidad natural y la resistencia fisiológica de los cultivos al ataque de parásitos Uno de los actores responsables de la buena salud de los cultivos en la agricultura orgánica, ecológica o biológica es el equilibrio entre las dierentes especies animales y vegetales dentro de un agroecosistema. 59
Manejo Agroecológico de Suelos
Es igualmente importante el equilibrio interno de la planta, que depende principalmente del tipo de nutrientes que recibe (además de la adaptación de la especie o variedad) y de la disponibilidad de agua, entre otros. Cuando una planta cuenta con un sustrato rico en MO y una actividad biológica intensa, puede escoger la cantidad y la calidad de los minerales que necesita para su metabolismo. Por el contrario, en un suelo que recibe abono químico la planta no tiene posibilidad de escoger. Un metabolismo equilibrado hace que una planta no sirva de alimento para sus parásitos y por lo tanto no sea atacada, por lo menos no con un nivel de daño económico significativo.
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IV - Mejoramiento de la fertilidad del suelo 1. QUÉ ES LA FERTILIDAD DEL SUELO La ertilidad del suelo está representada por la cantidad adecuada de nutrimentos, agua y aire que este es capaz de suministrar a las plantas para permitirles crecer y producir en buenas condiciones. Esa capacidad del suelo de producir alimentos en orma abundante, sana y permanente proviene en gran medida de los miles de seres vivos que habitan en él. El suelo sirve como soporte y provee parte del alimento y del espacio vital que requieren las comunidades animales y vegetales para desarrollarse y multiplicarse. Es por lo tanto undamental para el mantenimiento de la vida. Las culturas agrarias que florecieron en el contexto universal y en la actual América en particular consideraban al suelo de cultivo como una deidad “dadora de vida”: la Allpa mama o la Pachamama ue y sigue siendo objeto de un proundo respeto por parte de los grupos humanos aborígenes que poblaron el continente y aún habitan en el país. Para su crecimiento las plantas necesitan elementos químicos procedentes del aire y del suelo como son: oxígeno (O), carbono (C ), hidrógeno (H), nitrógeno (N), calcio (Ca), potasio (K), silicio (Si), magnesio (Mg), ósoro (P), azure (S), aluminio (Al), sodio (Na), hierro (Fe), cloro (Cl), manganeso (Mn), cromo (Cr), rubidio (Rb), zinc (Zn), molibdeno (Mb), cobre (Cu), titanio (i), vanadio (V), boro (B), bario (Ba), estroncio (Sr), circonio (Zr), astato (As), cobalto (Co), flúor (Fl), litio (Li), yodo (I), plomo (Pb), cadmio (Cd), cesio (Cs), selenio (Se), mercurio (Hg) y radón (Ra). En el gran mecanismo de la naturaleza el suelo desempeña una tarea central: todo parte de él y todo vuelve a él. El suelo recoge las sustancias que han terminado su ciclo útil y las transorma en materias primas para uso de las especies vegetales. Al interior del suelo se desarrollan constantemente delicados mecanismos mediante los cuales las cadenas de microorganismos atacan a los residuos orgánicos a través de procedimientos complejos de degradación y síntesis y estos, al terminar estas operaciones, liberan sustancias (agua, anhídrido carbónico, amoníaco, nitratos, osatos, etc.) que garantizan a las plantas una alimentación gradual y continua estimulando al mismo tiempo su crecimiento. Pero eso no es todo: en este singular laboratorio se segrega además un tejido complejo de materias coloidales conocido como sustancia húmica o simplemente humus cuya unción vital es la de equilibrar las ases sólida, líquida y gaseosa del suelo. El humus es entonces la base de la ertilidad del suelo y tiene entre otras tareas la de aligerar los terrenos arcillosos, compactos y húmedos para convertirlos en 61
Manejo Agroecológico de Suelos
permeables al aire y al agua. Con su poder de cimentación da consistencia a los suelos arenosos e incoherentes. Dadas sus cualidades hidrófilas, convierte en cultivables las regiones semiáridas reteniendo las aguas de lluvia para redistribuirlas lentamente de acuerdo a las necesidades de las plantas. Con sus dos acciones convergentes, alimentando a las plantas y acondicionando los suelos, el humus como sustancia de carácter orgánico crea y desarrolla la ertilidad y constituye una uente alimenticia y de energía para las especies vegetales. Se puede decir de manera más amplia que el humus establece el ritmo de los ciclos naturales.
2. CÓMO SE ALIMENTAN LAS PLANTAS Las plantas son consideradas los únicos productores netos de energía de nuestro sistema biológico, con excepción de algunos microorganismos. Son capaces de elaborar compuestos orgánicos complejos a partir del agua, del dióxido de carbono del aire, de la energía solar y de los elementos nutritivos del suelo. Para llevar a cabo los procesos fisiológicos y metabólicos que les permiten desarrollarse, las plantas necesitan tomar del medio una serie de elementos indispensables. Sus constituyentes esenciales se describen a partir del análisis de la materia seca de los vegetales. Los macronutrientes que constituyen el 99 % de la masa son: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), ósoro (P), azure (S), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg). • El carbono (C) y el oxígeno (O) son tomados del aire a través de la otosíntesis y el oxígeno por la respiración. • El agua proporciona hidrógeno (H) y oxígeno (O) además de desempeñar múltiples papeles en la fisiología vegetal. • El resto de elementos minerales son principalmente absorbidos de la solución del suelo por las raíces. Solo las leguminosas utilizan el nitrógeno (N) del aire. Los micronutrientes que son necesarios en muy pequeñas cantidades son: hierro (Fe), manganeso (Mn), zinc (Zn), cobre (Cu), boro (B), molibdeno (Mo), níquel (Ni) y cloro (Cl) y también son absorbidos de la solución del suelo. Algunas especies vegetales precisan también sodio (Na), silicio (Si), cobalto (Co) y aluminio (Al). La absorción de los elementos nutritivos presentes en el suelo por parte de las plantas se eectúa mediante los pelos radiculares de las raíces jóvenes que segregan sustancias ácidas que ayudan a solubilizar los nutrientes. En una primera ase (pasiva) los iones se mueven en el suelo hasta llegar a las raíces de dos ormas: • por transporte en masa siguiendo en disolución el movimiento del agua cuando existe un movimiento ascendente o descendente; • por diusión para equilibrar la concentración de un determinado ion en todo el volumen de la solución del suelo. 62
IV - Mejoramiento de la fertilidad del suelo
En una segunda ase (activa) los iones, una vez en contacto con la raíz, son atrapados por un transportador químico que les permite superar la b arrera de la epidermis externa radicular. Este paso conlleva un consumo energético y necesita oxígeno.
3. LA FERTILIZACIÓN La ertilización es el aporte de sustancias minerales u orgánicas al suelo de cultivo con el objeto de mejorar su capacidad nutritiva. Mediante esta técnica agronómica se distribuyen en el terreno los elementos nutritivos extraídos por los cultivos con el propósito de acilitar la renovación del proceso productivo, evitando de esta manera el empobrecimiento y la esterilidad del suelo. Esta práctica agronómica es tal vez la más importante del proceso productivo agrícola. El abonado o ertilización de los suelos no es un descubrimiento reciente: los chinos, los griegos y los romanos lo practicaron utilizando para ello abonos animales, margas (rocas de carbonato de cal y arcillas pulverizadas) y cenizas vegetales; los egipcios ertilizaban sus tierras con los sedimentos de las inundaciones del río Nilo y nuestros ancestros, dentro de la racionalidad de su tecnología agrícola, emplearon elementos similares unidos a otras estrategias de manejo de los recursos naturales para procurarse buenas cosechas. El progreso de las ciencias ha permitido conocer las necesidades de las plantas y su mecanismo de alimentación. En 1823 Liebing demostró que el estiércol no actúa sobre los vegetales de orma directa sino indirectamente por los productos minerales que resultan de su descomposición. A partir de ese momento comenzó un período en el que se desechó el abono orgánico, hasta entonces utilizado casi de orma exclusiva, con la creencia de que la ertilización mineral era suficiente. Los sucesivos progresos de la microbiología, la bioquímica y la fisico-química aplicados a la agricultura se encargaron de corregir este error demostrando que la combinación de abonos orgánicos con químicos era conveniente. Incluso los últimos avances científicos han evidenciado que la ertilización química es más nociva que beneficiosa debido al desequilibrio biológico que ocasiona en el suelo con el consiguiente deterioro de su estructura, lo que contribuye a su degradación. Aortunadamente las actuales tendencias de la agricultura consideran la explotación del suelo sin aectar su equilibrio biológico, restableciéndolo e incluso me jorándolo mediante avanzadas tecnologías que incluyen un adecuado tratamiento del sistema suelo-planta que suprime el empleo de productos químico-sintéticos. Existen dos ormas de ertilización perectamente dierenciadas: la que se realiza a través de la provisión de elementos químico-sintéticos directamente a la planta y la que se realiza mediante la alimentación indirecta de la planta a través del suelo.
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Manejo Agroecológico de Suelos
3.1. La fertilización química Este método consiste en alimentar a las plantas directamente con sustancias nutritivas químico-sintéticas solubles en agua por medio de la osmosis orzosa. La ertilización se hace incorporando los compuestos químicos directamente al suelo, aplicándolos disueltos en agua a través de la ertirrigación o asperjados directamente al ollaje de las plantas. Los compuestos químicos ertilizantes se disuelven en la solución de suelo, son retenidos por las arcillas y la materia orgánica —MO— (adsorción) o se filtran a través del suelo para llegar a los cuerpos de agua. Por ejemplo el ósoro (osatos) es adsorbido por los componentes del suelo (MO y arcillas) y en condiciones de bajo pH limita la cantidad de osatos disponible para las plantas (www.ilovemyplanet123.blogspot.com ). Algunas bases de ácidos como los nitratos y los sulatos que provienen de la preparación de los ertilizantes se convierten en ácido sulúrico y ácido nítrico que aumentan la acidez y reaccionan con los minerales del suelo limitando la absorción de nutrimentos esenciales para el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Las sales y ácidos que llegan a los cuerpos de agua por lixiviación aectan sus propiedades químicas y ísicas. Por ejemplo los lagos que recogen efluentes provenientes de las áreas agrícolas arrastran grandes cantidades de osatos y nitratos que estimulan la prolieración de plantas acuáticas tales como el jacinto de agua que luego se transorman en un problema para los embalses y reservorios de agua. Los expertos en nutrición mineral de las plantas han lanzado la voz de alarma sobre los problemas ambientales que están causando los altos niveles de nitrógeno que se aplican a los cultivos. Este ertilizante es uno de los más utilizados por los agricultores porque mejora considerablemente el rendimiento de la producción agrícola. Sin embargo su uso excesivo puede provocar serios perjuicios a la atmósera, al agua que consumimos y por lo tanto a la salud. Las aguas con altas concentraciones de nitratos producen determinados tipos de algas que consumen oxígeno e impiden el desarrollo de la auna. Los gases que se emiten por el uso elevado de compuestos nitrogenados avorecen el calentamiento global provocando además problemas respiratorios a quienes suren aecciones asmáticas (www.ilovemyplanet123.blogspot.com ). Una de las enermedades más graves derivadas de la ingestión de nitrógeno es la metahemoglobinemia o enermedad de los niños azules. Se trata de una patología que aecta principalmente a los bebés y que provoca alta de oxígeno en la sangre. En Estados Unidos y Europa casos relacionados con intoxicación de nitratos han llevado a muchas industrias conserveras a elevar su grado de exigencia a los agricultores para evitar daños a la salud pública.
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IV - Mejoramiento de la fertilidad del suelo
3.2. La fertilización orgánica El objetivo de la ertilización orgánica es incorporar al suelo los aportes necesarios para que, a través de los enómenos ísico-químicos que ocurren en él, sea capaz de proporcionar a las plantas una alimentación suficiente y equilibrada. Para lograr este objetivo es entonces indispensable que los aportes orgánicos constituyan la base de la ertilización. Este método desiste conscientemente del abastecimiento con sustancias nutritivas solubles en agua y de la osmosis orzada, proponiendo alimentar a la inmensa cantidad de microorganismos del suelo de manera correcta y abundante para que sean ellos los encargados de preparar las sustancias nutritivas de orma altamente biológica y más provechosa para las plantas. La agricultura orgánica tiene a la microflora y la microauna como sus ayudantes más fieles, seguros y baratos, mientras el método convencional (agroquímico) los descarta y desiste conscientemente de ellos. Es importante señalar que el método orgánico de ertilización permite realizar aportes minerales complementarios al suelo a través de productos naturales tales como sedimentos marinos o terrestres, rocas molidas (osatadas, potásicas, sulurosas, silíceas, etc.). Últimamente los organismos que rigen los movimientos en avor de la producción orgánica de cultivos a nivel mundial han permitido el uso complementario de sales ertilizantes como muriato de potasa, sulatos de magnesio, cobre, zinc, hierro, etc. indicando que estas no tienen mayor movilidad en el suelo y por lo tanto no constituyen un peligro de contaminación para las aguas subterráneas. Los aportes minerales y el uso de sales permitidas no se deberán realizar nunca de orma sistemática sino únicamente en unción de las necesidades del suelo y de las plantas, las mismas que se determinan por medio de análisis del suelo y de los tejidos de las plantas así como de observaciones realizadas a los vegetales (plantas cultivadas o flora espontánea).
3.3. La fertilización organo-mineral Es aquella que se lleva a cabo utilizando abonos organo-minerales que resultan de la mezcla o combinación de abonos inorgánicos o minerales de origen primario (undamentalmente harinas de rocas no tratadas y sulatos) con abonos orgánicos sólidos (compost, humus de lombriz, bocashi, etc.) o líquidos (bioles, purines, vinagres, etc.) y en algunos casos con turba o leonardita. Este tipo de abonos se potencia con la incorporación de nutrimentos de los que muchas veces es deficitario. Se aplica principalmente en cultivos que demandan determinados tipos de elementos (ósoro, potasio, calcio, hierro, magnesio).
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Manejo Agroecológico de Suelos
3.4. La relación carbono/nitrógeno (C/N) Es importante señalar que cuanto más elevada es la relación carbono/nitrógeno (C/N) de los residuos vegetales más prolongado es su proceso de descomposición, lo que sucede esta relación es mayor a 33. Cuando está entre 17 y 23 hay un equilibrio adecuado en la producción de humus y de nitrógeno y cuando es menor a 17 hay una descomposición muy rápida y una buena provisión de nitrógeno para las plantas. Durante el proceso de descomposición de los residuos orgánicos aproximadamente el 65 % del carbono es liberado como CO 2 y el 35 % restante es utilizado por los microorganismos en la síntesis de sus propios tejidos y del humus. Ejemplo:
Si se entierran 100 kg de caña de maíz (taralla) cuya relación C/N es 60:1 ¿qué cantidad de carbono será liberado como CO 2 y qué cantidad será sintetizada por el tejido microbiano y el humus? Carbono que se libera 100
100
60
X
=
39 kg
Carbono que se sintetiza 100
60
35
X
=
21 kg
Se liberan 39 kg de carbono y se sintetizan 21 kg de carbono. Las células que se reproducen al desarrollarse la población microorgánica poseen una composición química regular, siendo su relación C/N de 10:1. Esto indica que para la asimilación de 21 kg de carbono es necesario que se encuentren disponibles 2,1 kg de nitrógeno (N). La importancia de esto radica en que si en los 100 kg de caña de maíz que se han incorporado se encuentra presente dicha cantidad (2,1 kg de N), será liberado un exceso de nitrógeno. En cambio si hay menos cantidad el crecimiento microbiano se verá impedido por la deficiencia de nitrógeno. La relación C/N del material incorporado deberá ser de aproximadamente 30 para que no haya deficiencia de nitrógeno y la descomposición sea normal. Para obtener un equilibrio es entonces necesario que al incorporar residuos con elevada relación C/N estos sean mezclados con estiércoles, especialmente en zonas donde hay actividades agropecuarias. Otra posibilidad es incorporar estos residuos de cosechas con abonos verdes como paja de cebada o avena con vicia, paja de arroz con réjol caupí o soya, o en combinación con otros abonos orgánicos (orines, sangre, harina de higuerilla) para lograr mejores resultados. La relación C/N es solo una reerencia para predecir la acilidad de descomposición del material orgánico pero no es el único actor pues la velocidad de descomposición de los residuos guarda relación directa con la cantidad incorporada y relación inversa con sus contenidos de lignina y polienoles. Por esta razón se debe evitar la incorporación elevada de aserrín o viruta de madera, bagazo u otro material cuyo contenido de lignina sea alto ya que su descomposición es extremadamente lenta. 66
IV - Mejoramiento de la fertilidad del suelo
3.5. El pH del suelo El grado de alcalinidad o de acidez del suelo se mide mediante lo que se conoce como escala de pH. La escala completa de pH va desde 0 hasta 14, pero en los suelos agrícolas los valores extremos no se encuentran nunca. Los suelos con pH 7 son neutros, aquellos que tienen valores mayores a 7 son alcalinos y los que tienen valores menores a 7 son ácidos. El valor del pH en la mayoría de los suelos se encuentra entre 4 y 8. La mayor parte de los cultivos sin embargo prosperan mejor en tierras con valores de pH entre 6 y 7. Una acidez marcada es un síntoma de deficiencia de nutrientes. En ese caso las partículas del suelo retienen más constituyentes ácidos que elementos nutritivos. En suelos con un pH menor a 6,5 (ácidos) se reduce la disponibilidad de ósoro y de molibdeno. En los que tienen un pH mayor a esa cira (tendiendo a alcalinos) se reduce la disponibilidad de cobre, manganeso, zinc y hierro. Los suelos arenosos resisten menos a cambios bruscos en sus reacciones. Su capacidad de amortiguamiento es pequeña, es decir que su pH puede cambiar ácilmente. Al contrario, los suelos arcillosos y ricos en MO son más resistentes a cambios en el pH, es decir que tienen más poder de amortiguamiento. Por esta razón en suelos arenosos se deben eectuar las correcciones de reacción en orma gradual. El pH del suelo (acidez o alcalinidad) es importante porque influye en la absorción de nutrientes y en el desarrollo de las plantas. El pH influye de dos maneras: • acilitando la absorción de algunos nutrientes que en grandes cantidades resultarían tóxicos para la planta; • impidiendo el aprovechamiento de algunos nutrientes esenciales para el desarrollo de la misma. En la tabla 5 se pueden observar los rangos de pH preeridos por algunas especies cultivadas. Tabla 5 - Rangos de pH preferidos por algunas especies cultivadas
Especies
pH 5
6
7
8
HORTALIZAS
Acelga Brócoli Col Coliflor Espárrago Lechuga
67
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 5 (continuación)
Especies
pH 5
Remolacha Tomate Pimiento CEREALES Maíz Arroz Quinua Sorgo Trigo duro Trigo blando LEGUMINOSAS Alfalfa Arveja Fréjol Maní Soya Trébol rojo Trébol ladino Trébol pratense TUBÉRCULOS Papa FRUTALES Banano Cítricos Naranjilla Papaya Aguacate Manzano Peral Durazno Mora Fresa Guayaba Fuente: Suquilanda 2006.
68
6
7
8
IV - Mejoramiento de la fertilidad del suelo
3.5.1. Corrección de los valores de pH Para corregir los valores de pH según las necesidades del cultivo a sembrar es necesario determinar el valor presente en el campo. Hay tres maneras de hacerlo. 3.5.1.1. A través de indicadores naturales
En terrenos ácidos la MO no se descompone ácilmente y abundan ciertas malezas como la lengua de vaca ( Rumex obtusifolia) y la pacta ( Rumex crispus). Cuando las variedades de color rojo o rosado de las flores llamadas hortensias se encuentran en un suelo ácido cambian su color a azul, mientras que en un suelo neutro las variedades azules o moradas cambian su color a rojo o rosado. 3.5.1.2. Por medio del análisis de suelo
Este análisis se practica en un laboratorio de suelos. Se deberá remitir una muestra compuesta del suelo que resulta de tomar una serie de submuestras en un campo determinado. Generalmente se solicitan los análisis de: elementos mayores, menores, pH, MO, C/N, CIC y otros. 3.5.1.3. Midiendo el pH directamente en el campo
Para tal eecto se puede utilizar el papel de tornasol que se introduce en una pequeña cantidad de agua donde previamente se ha agregado una parte del suelo. ambién se puede medir utilizando un “pehachímetro” electrónico digital portátil o un kit específico igualmente portátil que emplea el método colorimétrico. La acidez del suelo se puede corregir aplicando piedra caliza o dolomítica en orma de cal agrícola que también contiene magnesio, mientras que la alcalinidad del suelo se reduce con la aplicación de materiales ácidos como las acículas de pino que pueden recogerse de los bosques de esta coníera, o mediante aplicaciones de azure elemental o “flor de azure”. Estos materiales deben distribuirse e incorporarse uniormemente al suelo. Los materiales de cal son productos finamente molidos y cuentan con la composición que aparece en la tabla 6. Tabla 6 - Composición de los diferentes tipos de cal existentes
Tipo de cal
Nombre técnico
Formulación
% de calcio
Caliza quemada (cal viva) Cal hidratada (cal apagada) Piedra caliza molida Piedra caliza dolomítica
Óxido de calcio Hidróxido de calcio Carbonato de calcio Carbonato de calcio y magnesio
CaO Ca(OH) 2 CaCO3 CaMg(CO3 )2
85 65 80–95 52
En la tabla 7 se presentan los correctivos que deben aplicarse al suelo (componentes puros) para elevar en una unidad el pH de tres clases de terrenos, expresando los valores en kg por hectárea. 69
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 7 - Correctivos que deben aplicarse al suelo para elevar en una unidad el pH (kg/ha)
Clase de terreno
CaO
CaCO3
CaMg(CO3)2
CaCO3
Arenoso Limoso de arcilla (10–20 %) Arcilloso o humífero
0,5–1,00
0,6–1,2
0,7–1,5
0,8–1,6
0,91–1,4
1,2–1,8
1,5–2,2
1,6–2,45
1,4–2,27
1,8–3,0
2,45–4,0
80–95
La cal agrícola puede ser aplicada por dispersión manual con un equipo dispensador de cal o con un dispensador de abonos o de semillas, según las disponibilidades del agricultor. Es importante que la aplicación se haga de manera uniorme a fin de evitar excesos en algunos lugares y deficiencias en otros dentro del mismo terreno que darían como resultado cultivos desiguales. En la tabla 8 se pueden observar los correctivos en cantidad de azure S (95 %) que deben aplicarse de acuerdo al tipo de suelo para bajar su pH desde el valor medido hasta alrededor de 6,5, expresados en toneladas de producto por hectárea. Tabla 8 - Cantidad de azufre S (95 %) que debe aplicarse según el tipo de suelo para bajar el pH del valor medido a alrededor de 6,5 (t/ha)
pH del suelo conocido por medición
7,5 8,0 8,5 9,0
70
Suelos arenosos
Suelos arcillosos
0,448–0,672 1120–1680
0,896–1120 1680–2240
1680–2240
1680–2240
2240–3360
V - Los abonos abonos orgánicos 1. QUÉ SON LOS ABONOS ORGÁNICOS Son compuestos que se obtienen de la degradación y mineralización de residuos de origen animal (estiércoles y harinas de sangre, huesos o plumas) o vegetal (restos de cosechas) y que pueden enriquecerse con elementos minerales primarios (harinas de rocas, osóricas, potásicas, sulurosas, zeolitas, etc.). Se aplican a los suelos con el propósito propósito de mejorar sus características químicas, ísicas y biológicas ya que aportan nutrientes, modifican la estructura y activan e incrementan la actividad microbiana de la tierra. tierr a. Son ricos en materia orgánica (MO), energía y microorganismos.
1.1. Importancia de los abonos orgánicos Con el propósito de disminuir la dependencia del uso de los agroquímicos en la producción agropecuaria agropecuaria y acuícola, los productores del sector rural buscan alternativas fiables y sostenibles que les permitan obtener productos de buena calidad sin contaminar contaminar el ambiente ni causar un impacto negativo en su salud, la de sus amilias y la de los consumidores finales. En la agricultura orgánica, ecológica o biológica de base agroecológica el uso de abonos orgánicos es de vital importancia pues constituye el soporte para restituir, mejorar y mantener los suelos. Este tipo de abonos, sólidos o líquidos, se están utilizando cada vez más incluso en cultivos intensivos. intensivos. El uso de los abonos orgánicos en los suelos de cultivo y en los lechos marinos donde se manejan especies bioacuáticas es importante por los aspectos que se detallan a continuación. continuación. La MO descompues de scompuesta ta y humificada aporta nutrientes y unciona como base para la ormación de múltiples múltiples compuestos que mantienen la actividad microbiana, como las sustancias húmicas (ácidos húmicos, úlvicos y huminas). Su incorporación produce distintos eectos en el suelo: a. mejora la estructura del suelo suelo acilitando la ormación ormación de agregados estables y aumentando su permeabilidad; incrementa la uerza de cohesión en suelos arenosos y la disminuye en suelos arcillosos; b. mejora la retención retención de humedad del suelo y su capacidad de retención de agua; c. mejora y regula regula la velocidad de infiltración infiltración del agua agua disminuyendo disminuyendo la erosión erosión producida por el escurrimiento superficial; d. eleva la capacidad tampón tampón de los suelos; suelos; 71
Manejo Agroecológico de Suelos
e. su acción quelante contribuye contribuye a disminuir los riesgos carenciales carenciales y avorece avorece la disponibilidad de algunos micronutrientes (Fe, Cu y Zn); . el humus humus aporta aporta elementos minerales en bajas cantidades y es una imporimportante uente de carbono para los microorganismos del suelo. Dos componentes importantes de la MO son los ácidos húmicos y los ácidos úlvicos. Son los responsables de muchas de las mejoras que provoca el humus. Las sustancias húmicas elevan la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) de los suelos al ormar complejos arcillo-húmicos. Forman además complejos oso- húmicos manteniendo el ósoro ósoro en un estado asimilable para la planta. ambién es importante señalar que el humus avorece el desarrollo normal de cadenas tróficas en el suelo. Otro beneficio de la MO humificada es su potencial para controlar controlar poblaciones de patógenos del suelo. Entre las bacterias y los hongos aislados con actividad antagónica sobre patógenos del suelo se encuentran los siguientes géneros: Bacillus, Enterobacter , Flavobacterium , Pseudomonas , Streptomyces y richoderma, Gliocladium, Penicillium, respectivamente. La naturaleza de la MO utilizada y la densidad de inóculo del patógeno existente en el suelo son actores que pueden influir en el nivel de control de la enermedad por parte de los abonos compostados. Por otro lado, los agentes de biocontrol inhiben o matan a los patógenos en el compost maduro y por lo tanto inducen la supresión de la enermedad. Pueden también estimular la resistencia sistémica adquirida a los patógenos oliares. En la práctica del manejo orgánico de la producción agrícola y orestal pueden presentarse situaciones de aparente desventaja que serán sin embargo superadas a largo plazo. Estas situaciones son las siguientes: • El eecto es lento ya que retirar el 100 % de los compuestos a los que el suelo estaba acostumbrado puede no ser muy provechoso provechoso por lo que se recomienda un sistema combinado (convencional y orgánico) a fin de hacer un cambio gradual y ayudar a restablecer el equilibrio e quilibrio natural del suelo. • El suelo restituirá a largo plazo los procesos de ormación y degradación de la MO hasta llegar a un nivel en el que requerirá una mínima cantidad de nutrientes para mantener esta actividad. Sin embargo durante este proceso me jorará su ertilidad, observándose un mayor mayor porcentaje porcentaje de germinación, mejor mejor adaptación de plántulas al trasplantarlas trasplantarlas y una mejora significativa de los rendimientos, entre otros. • El período de transición para que un suelo sea orgánico oscila entre los 3 y 5 años dependiendo del manejo previo y de los actores medioambientales. Puede ser más largo. largo. • Un manejo orgánico del suelo implica en primera instancia un aumento de los costos. No obstante hay que considerar que las plantas y los rutos serán de 72
V - Los abonos orgánicos
mejor calidad, lo que se traducirá en mayores ingresos. En un uturo el costo del manejo del suelo será menor, ya que en el período de transición mejora la estructura del suelo así como su permeabilidad per meabilidad y al haber un mayor intercamintercambio gaseoso la flora microbiana nativa incrementa su actividad, lo que aumenta la ertilidad.
1.2. Clases de abonos orgánicos En el presente documento los abonos orgánicos se clasifican en: a. abonos orgánicos sólidos : pueden ser descompuestos aeróbicamente (tipo compost), ermentados aeróbicamente aeróbicamente (tipo bocashi) bo cashi) o procesados con lombrices (lombricompuesto o humus de lombriz); b. abonos orgánicos líquidos : ermentados anaeróbicos procesados en biodigestores gestores (bioles, purines, tés).
1.3. La calidad de los abonos orgánicos La calidad de los abonos orgánicos es relativa. El abono orgánico tiene un perfil nutricional que puede o no resultar idóneo para el escenario de clima, suelo y cultivo en el cual va a actuar. Sin embargo deben considerarse algunos requisitos que dan garantías mínimas de inormación al usuario. La calidad de los abonos orgánicos debe responder a los parámetros que se detallan a continuación. continuación.
1.3.1. Contenido de nutrimentos Para el caso de los abonos sólidos debe conocerse el contenido mínimo de nitrógeno (N), óxido osórico (P 2O5) y óxido de potasio (K 2O) así como de los demás d emás elementos nutritivos expresado en porcentajes. En la tabla 9 (página siguiente) se muestra la composición aproximada que debe tener un abono orgánico sólido y un abono organo-mineral. organo-mineral. 1.3.2. Contenido de humedad El punto óptimo de humedad varía entre los dierentes tipos de abonos orgánicos pero se sitúa de orma general entre el 30 y el 35 % en base seca gravimétrica, es decir con base en el peso del material secado en la estua durante 36 a 48 horas a 65 ºC. Si el abono orgánico se almacena muy húmedo se crean condiciones para un gasto rápido de la MO que en situaciones de empaque crea una anaerobiosis indeseable que lleva también a la compactación del producto. Por otra parte si el abono orgánico está muy seco se torna hidróobo es decir resistente al mo jado jad o y cuando cuan do se aplica aplic a tarda t arda algún algú n tiemp t iempoo en e n inic i niciar iar su gesti g estión ón de d e libe l iberac ración ión de nutrientes. 73
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 9 - Composición aproximada que debe tener un abono orgánico (sólido) y un abono organo -mineral
Parámetro
Suelos arenosos
Suelos arcillosos
MO total (% sms) Nitrógeno orgánico (% sms) Sumatoria de N2 + P2O5 + K 2O (%) Porcentaje mínimo de cada elemento Relación C/N Humedad máxima (%) Tamaño de partícula
> 30 >2
> 15 >1
>6
>13 2
3–15
3–15
35
–
85 % de < 10 mm
85 % de < 5 mm
sms: sobre masa seca.
1.3.3. Estabilidad El abono orgánico no debe despedir olores amoniacales o de basura en descomposición. Si esto ocurre es síntoma de ausencia de una adecuada habilitación, lo que representa la posibilidad de que el abono pierda nitrógeno por volatilización, cause daño por toxicidad de amoníaco a las plantas y a los seres humanos con la consiguiente molestia a los operadores que lo aplican. Esta condición se diagnostica a través de diversos parámetros. Algunos de ellos se pueden determinar en el campo, como la temperatura, el color o el olor, y otros en el laboratorio. En la tabla 10 (página siguiente) se muestran los parámetros para diagnosticar la estabilidad de un abono orgánico sólido. sólido. 1.3.4. Granulometría En el empaque debe figurar la gradación grad ación granulométrica granulométrica del abono, que debe ubicarse entre 3 y 5 mm. 1.3.5. Presentación El empaque deberá tener inormación sobre las principales uentes del abono orgánico, orgánico, así como el porcentaje en base seca s eca de nitrógeno (N), óxido osórico (P2O5) y óxido de potasio (K 2O) y de otros nutrientes que indiquen el reorzamiento específico que ha recibido, por ejemplo el porcentaje porcentaje de calcio, de ósoro, de potasio, etc. Además se hará constar la relación carbono/nitrógeno (C/N) y la carga microbiana.
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V - Los abonos orgánicos
Tabla 10 - Parámet Parámetros ros para diagnosticar la estabilidad de un abono orgánico sólido
Parámetros
Temperatura Color Olor pH C/N Número de termófilos Respiración Respiración media Carb Carbon onoo Orgá Orgáni nico co Dis Disue ueltltoo (COD (COD)) ATP CIC Acti Activi vida dadd de enz enzim imas as hid hidro roso solu lubl bles es Polisacáridos Reducción de azúcares Germinación Nematodos
Niveles
Estable Marrón oscuro-negro ceniza Sin olor desagradable Alcalino (anaeróbico 55 ºC 24 h) < 20
Decreciente a estable 0 < 10 mg/g de microorganismos/g de compost 0 < 7,5 mg de microorganismos/g de compost 0 < 700 700 mg/g mg/g (pes (pesoo seco seco)) Decreciente a estable < 60 mEq/100 g de compost, libre de cenizas Crec Crecie ient ntee a estab estable le < 30–50 mg glúcidos/g (peso seco) 35 % <8
Ausentes
Fuente: Sztern & Pravia 1999.
2. DISPONIBILIDAD DE MATERIAS MATERIAS PRIMAS PARA PARA LA ELABORACIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS EN ECUADOR Para la elaboración de abonos orgánicos sólidos y líquidos se utiliza una amplia variedad de residuos residuos o desechos orgánicos orgánicos a los que que se añaden añaden elementos elementos ertilizantes ertilizantes minerales primarios y microorganismos eficientes autóctonos (EMA) para acelerar el proceso de descomposición des composición o ermentación. Se considera como residuos o desechos orgánicos todos aquellos que tienen su origen en los seres vivos, animales o vegetales. Esto incluye una gran diversidad de residuos que se originan naturalmente durante el ciclo vital como consecuencia de las unciones fisiológicas de mantenimiento mantenimiento y perpetuación o son producto de la exe xplotación de los recursos bióticos por parte del hombre.
2.1. Origen de los residuos o desechos orgánicos orgánicos Los residuos orgánicos tienen su origen en diversos procesos que generan desperdicio de masa y/o energía, es decir de cir procesos que involucran biomasa como insumo. insumo. Ocupan un lugar prioritario en el mundo desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo. cuantitativo. Constituyen Constituyen entre el 30 y el 65 % de los residuos domiciliarios según el 75
Manejo Agroecológico de Suelos
lugar y el clima, más del 85 % de los residuos agrícolas y un porcentaje no despreciable de residuos industriales undamentalmente vinculados a las agroindustrias. A medida que una sociedad se industrializa aparecen nuevos desechos de origen industrial, comercial y agropecuario que se convierten en una amenaza para la salud y el bienestar humano si no se les da el destino adecuado. Por su diversa procedencia los residuos orgánicos se clasifican así: • residuos sólidos urbanos, • residuos agropecuarios, • residuos agroindustriales, • cuerpos de agua, • otros.
2.1.1. Residuos Sólidos Urbanos Esta denominación hace reerencia a los residuos generados por cualquier actividad en los centros urbanos y sus zonas de influencia. Este documento se ocupará brevemente solo de los residuos urbanos donde predomina el componente orgánico, como los residuos sólidos domiciliarios, los provenientes de la limpieza y barrido de áreas públicas y los del mantenimiento del arbolado en áreas verdes y recreativas, públicas y privadas. 2.1.1.1. Residuos sólidos domiciliarios o domésticos
Los residuos sólidos domiciliarios o domésticos provienen de las viviendas y de su entorno. Por lo general contienen papeles, cartones, restos de comida, ropa vieja, muebles viejos, utensilios domésticos, etc. a los que se suman los lodos de las plantas depuradoras de aguas servidas (lagunas de oxidación y otros). La agricultura orgánica no permite la utilización de estos lodos ya que por lo general albergan ele vados niveles de metales pesados que pueden ser contaminantes para el suelo, el agua y los productos de carácter agropecuario que de ser contaminados no serían aptos para el consumo. Varios aspectos caracterizan a los residuos sólidos domiciliarios: • regularidad en la emisión: se producen diariamente, sin discontinuidad; • incremento en la emisión: en pocos años se ha pasado en Ecuador de una media de 0,5 kg/habitante/día a valores que oscilan entre 0,45 y 0,85 kg/ habitante/día según el tamaño de la ciudad o región y esta tendencia sigue en aumento; • heterogeneidad en su composición: son una mezcla de desechos de origen orgánico o biótico e inorgánico o abiótico, sujeta a variaciones de tipo estacional y zonal. • concentración espacial: una vez eectuada la recolección, los residuos domiciliarios son trasladados a un sitio para su disposición final. 76
V - Los abonos orgánicos
La racción predominante de los residuos domiciliarios es el componente orgánico. Su porcentaje en peso puede variar entre el 55 y el 70 % del peso total. El resto corresponde a residuos abióticos. Dentro de la racción orgánica predominan generalmente los desechos de origen vegetal. La relación entre residuos vegetales y animales está sujeta a variaciones de tipo estacional, muy marcadas en algunas regiones. Si bien los residuos sólidos domiciliarios representan cuantitativamente una uente muy importante de MO, la separación de esta racción de los restos inorgánicos plantea dificultades. Los costos de recuperación son muy elevados a menos que se lleve a cabo una clasificación de desechos a nivel domiciliario para lo cual será necesario un proceso previo de capacitación de la ciudadanía. 2.1.1.2. Residuos de limpieza, barrido y mantenimiento
Con excepción de los desechos del mantenimiento del arbolado público (podas) que son menos recuentes, el resto de los residuos de limpieza, barrido y mantenimiento de áreas públicas es de emisión regular. En este tipo de residuos urbanos representan una uente de MO los provenientes del mantenimiento del arbolado, áreas verdes, limpieza de erias vecinales y mercados horti-rutícolas.
2.2. Residuos sólidos domésticos que se generan en Ecuador De acuerdo con el Análisis sectorial de residuos sólidos Ecuador realizado por la OMS-OPS (2002), la generación per cápita (GPC) de residuos domésticos o desechos sólidos fluctúa según el tamaño de las ciudades entre el 0,45 y el 0,85 kg/habitante/día. Tabla 11 - Ecuador: generación de desechos sólidos per cápita, por tamaño de ciudades en 2002
Tipo de ciudad
GPC (kg/hab/día)
Metrópoli Grande Mediana Pequeña o rural
0,85 0,65 0,64 0,45
Referencia
Quito Santo Domingo Riobamba Tena
Fuente: OMS-OPS 2002.
Considerando los valores de generación per cápita y el tipo de ciudad señalados en la tabla 11 se estima que en el país, que tiene 16 329 248 habitantes, cada ciudadano genera 0,65 kg/promedio/día de desechos sólidos, lo que implica una producción de alrededor de 10 614 toneladas métricas de residuos sólidos por día. De la totalidad de la basura el 50,2 % corresponde a las ciudades grandes y medianas, el 40,3 % a las metrópolis y el 9,5 % restante a las ciudades pequeñas. En la tabla 12 se presentan las cantidades de residuos generados por regiones. 77
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 12 - Ecuador: producción de residuos sólidos por región y zona en 2002
Región
Zona urbana % t/día
Producción de residuos sólidos Zona rural % t/día
País %
t/día
Sierra Costa Oriente Galápagos
31,10 40,80 1,30 0,10
3 301 4 330 138 11
13,50 10,80 2,30 0,01
1 433 1 146 244 1
44,60 51,70 3,60 0,10
4 733 5 487 382 10
Total
73,30
7 780
26,70
2 824
100,00
10 614
Fuente: OMS-OPS 2002.
De las 10 614 toneladas estimadas 4426,03 corresponden a Quito y Guayaquil (41,7 %) y 1962 (18,4 %) a las ciudades de Machala, Esmeraldas, Durán, Milagro, Quevedo, Portoviejo, Manta y Santo Domingo de los sáchilas en la región Costa, y Cuenca, Riobamba, Ibarra y Ambato en la Sierra. El resto corresponde a ciudades pequeñas de las 3 regiones continentales. Se puede concluir entonces que el 60,1 % (6379 toneladas) de residuos sólidos son generados en el área urbana de 15 ciudades y el 39,9 % (4235 toneladas) corresponden al área urbana de las 199 ciudades restantes y al área rural de todo el país. Dada la variación en la composición de los residuos sólidos se ha procedido a calcular los porcentajes medios ponderados de cada material a fin de estimar la cantidad que se genera diariamente de cada uno de ellos a nivel del país. Los valores obtenidos se presentan en la tabla 13. Tabla 13 - Naturaleza de los residuos sólidos que se generan diariamente en Ecuador
Material
MO Papel y cartón Plástico Vidrio Metales Total
%
Producción (t/día)
73,00 12,80
7 748 1 359
7,50
796
4,70
499
2,00 100,00
212 10 614
Fuente: OMS-OPS 2002.
El análisis de estos valores permite establecer que alrededor de 2866 toneladas de residuos sólidos constituidos por papel, cartón, plástico, vidrio y metales son susceptibles de reciclaje y que de las 10 614 toneladas de basura que se estima que se generan diariamente el 73 % (7748 toneladas) corresponde a MO. 78
V - Los abonos orgánicos
Si la cantidad de desechos urbanos de carácter orgánico (biodegradable) que se genera diariamente en Ecuador se multiplica por los 365 días que tiene el año se obtiene la cira de 2 828 020 toneladas/año de potencial uente de materia prima para la producción de abonos orgánicos tipo compost, bocashi o vermicompost.
2.3. Residuos agropecuarios que se generan en Ecuador Estos residuos se generan a nivel rural en las Unidades de Producción Agropecuaria (UPA) y para su análisis se los divide en residuos agrícolas y residuos pecuarios.
2.3.1. Residuos agrícolas Son los residuos que resultan de las labores culturales y de poscosecha de la producción agrícola. Entre los residuos agrícolas más representativos se encuentran: • paja y cascarilla de arroz, trigo, cebada, centeno, quinua, amaranto, tallos de maíz o tarallas, etc. • tusas, tallos, capachos o zarapangas de maíz • vástagos, hojas y raquis de musáceas (banano y plátano) • vainas de leguminosas de grano (réjol, soya, arveja, haba, maní) • hojas, rutos, bulbos y raíces de hortalizas • hojas y rutas de especies diversas • pulpa de caé • cáscara y maguey de cacao • tallos y botones de flores. El contenido de humedad de este tipo de residuos es relativo. Depende de varios actores como las características de las especies cultivadas, el ciclo del cultivo, el tiempo de exposición a los actores climáticos, el manejo, las condiciones de la disposición, etc. La incorporación de los residuos de las cosechas (tallos, hojas, flores, vainas, tusas, etc.) contribuye a incrementar la Materia Orgánica del Suelo (MOS) modificando sus propiedades ísicas, químicas y biológicas. Cuando esta incorporación se hace correctamente la productividad del suelo mejora ya que una gran cantidad de procesos biológicos y bioquímicos se ven avorecidos y sus múltiples eectos permiten incrementar el rendimiento de los cultivos. Sin embargo es importante conocer la composición química de estos residuos y sobre todo su relación carbono/nitrógeno (C/N) ya que de esta última depende el ritmo de degradación de los componentes orgánicos así como los eectos positivos o negativos de su incorporación. Para la práctica de una agricultura limpia se recomienda descomponer los dierentes tipos de desechos orgánicos de origen vegetal a fin de poder manejar de manera adecuada sus nutrientes sin comprometer la sanidad de los cultivos. 79
Manejo Agroecológico de Suelos
Los desechos orgánicos de origen vegetal que se generan en Ecuador calculados con base en la superficie cosechada de cada uno de los cultivos existentes y multiplicada por la cantidad de desechos por hectárea/año que estos generan (constante por cultivos) se muestran en la tabla 14. Tabla 14 - Disponibilidad de desechos orgánicos de origen vegetal en las tres regiones continentales de Ecuador (t/año)
Cultivos
Banano Cacao Café Caña de azúcar Caña/otros usos Maracuyá Naranja Palma africana Plátano Tomate de árbol Arroz (cáscara) Arveja seca Arveja tierna Cebada Fréjol seco Fréjol tierno Haba seca Haba tierna Maíz duro (seco) Maíz suave (choclo) Maíz suave (seco) Papa Piña Palmito Soya Tomate riñón Naranjilla Brócoli
80
Costa
Sierra
16 092 000,0
2 429 400,0
344 300,0
18 865 700,0
904 656,0
231 549,0
10 197,0
1 146 402,0
101 163,0
76 650,0
35 475,0
213 288,0
1 261 500,0
284 490,0
0,0
1 545 990,0
31 660,0
381 020,0
90 500,0
503 180,0
4 724,0
2 852,0
0,0
7 576,0
6 708,0
27 964,0
70,0
34 672,0
959 581,0
462 658,0
109 592,0
1 531 831,0
3 878 700,0
2 173 020,0
1 257 720,0
7 309 440,0
0,0
2 660,0
779,0
3 439,0
1 374 779,0
13 657,0
259,0
1 388 695,0
9,6
511,2
0,0
520,8
2,7
1 060,2
0,0
1 267,2
953,4
2 629,7
0,0
3 583,1
1 145,7
8 904,0
30,6
10 080,3
34,2
7 699,6
116,4
7 850,2
55,6
1 866,0
0,0
1 921,6
180,7
4 624,8
0,0
4 805,5
152 446,2
69 914,0
19 152,0
241 512,2
1 253,0
43 617,6
199,2
45 069,8
303,0
101 497,5
624,0
102 410,7
100,4
28 045,2
33,0
28 178,6
163,8
0,0
0,0
163,8
783,0
0,0
3 643,0
4 426,0
12 300,0
0,0
0,0
12 300,0
100,4
405,6
0,0
506,6
0,0
0,0
3 643,0
3 643,0
10 131,0
0,0
10 131,0
–
Amazonía
Total
V - Los abonos orgánicos
Tabla 14 (continuación)
Cultivos
Costa
Trigo Yuca Total
Sierra
Amazonía
Total
163,8
2 855,0
0,0
3 018,8
783,0
1 977,0
2 707,2
5 467,2
24 786 229,0
6 371 65,8
1 875 398,3
33 032 792,0
Fuente: INEC 2013.
A estos se suman los desechos generados por la agroindustria de las flores, los mismos que se presentan en la tabla 15. Tabla 15 - Producción nacional de flores (superficie sembrada y cosechada, producción de tallos y desechos)
Cultivos
Superficie sembrada (ha)
Superficie cosechada (ha)
Producción tallos cortados
Factor de conversión
Desechos t/año
Flores perennes
Clavel Ginger Gypsophila Heliconias Hipericum Rosa Otras Subtotal
620
612
1 078 216 164
15
4
4
53 625
10
1 232
1 231
1 315 102 932
10
5
5
16 594
15
9 180 40 12 320 75
26
26
4 672 364
10
260
5 473
5 356
3 213 600 000
75
189
189
–
15
7 549
7 423
401 700 2 835 427 410
18
18
6 183 946
10
3
3
6 015 985
10
1
1
600 000
8
11
11
124 336
10
19
18
946 262
8
180 30 8 110 144
1 727
1 727
–
8
13 816
1 779
1 779
–
9 328
9 202
Flores transitorias
Aster Crisantemo Delphinium Girasol Lyatris Otras Subtotal Total
14 288 441 699
Fuente: INEC 2013.
Considerando los valores correspondientes a los desechos generados por la producción anual de cultivos dedicados a la alimentación, la agroindustria y la exportación y los generados por la floricultura, la cantidad de desechos de origen vegetal que se genera anualmente en el país es la siguiente (toneladas): 81
Manejo Agroecológico de Suelos
• Desechos generados por la producción de cultivos: 33 032 792 • Desechos generados por la floricultura: 441 699 Total de desechos de origen vegetal/año : 33 474 491
2.3.2. Residuos pecuarios Están constituidos por los residuos animales entre los que se incluyen excrementos sólidos y semisólidos (estiércoles), purines, cadáveres, sobrantes de suero y leche, etc. Los estiércoles y purines son los residuos que presentan mayor interés por la concentración espacial que alcanzan en producciones como la lechera, la suinicultura, la avicultura, los pies de cría, entre otros, y además porque su aprovechamiento disminuye el impacto ambiental negativo que pueden tener al no ser utilizados. Estiércoles: es una descripción general de cualquier mezcla de heces, orines y desperdicios. La composición ísico-química del estiércol varía de una producción agropecuaria a otra dependiendo entre otros actores del tipo de ganado, de su dieta y de las condiciones bajo las cuales se produce el estiércol. Purines: a dierencia de los estiércoles, tienen un alto contenido de agua por lo que son manejados como líquidos. El estiércol de granja resulta de la mezcla de los excrementos sólidos y líquidos de los animales domésticos con los residuos vegetales que les sirvieron de cama. Entre los estiércoles de animales los que más se producen en el país son los siguientes: • bovinaza o majada: constituida por los estiércoles sólidos y líquidos del ganado bovino; • gallinaza: es el estiércol puro de las aves ponedoras que por lo general se manejan en confinamiento; • pollinaza: constituida por el estiércol de pollos de engorde, “parrilleros”, que se manejan al piso con camas a base de cascarilla de arroz o aserrín; • porquinaza: es el estiércol de los cerdos. • otros: estiércoles de especies animales mayores y menores que se manejan en las unidades de producción pecuaria de manera complementaria a la producción agrícola, como equinaza, conejaza, cuyaza, ovinaza y caprinaza. El estiércol no es un abono de composición fija. Esta depende de la edad de los animales, de la especie, de la alimentación a la que están sometidos, del trabajo que realizan, de la aptitud, la naturaleza y la composición de camas, etc. Un animal joven consume mayor cantidad de nitrógeno y ósoro que un animal viejo por lo que sus deyecciones contienen menor cantidad de esos elementos. Los animales viejos, al haber cesado de crecer, asimilan de los alimentos únicamente las cantidades necesarias para cubrir las pérdidas y su estiércol es más rico en elementos ertilizantes. Las especies animales producen excremento de composición química dierente según se puede observar en la tabla 16. 82
V - Los abonos orgánicos
Tabla 16 - Composición química de los principales estiércoles utilizados como fuentes de MO (%)
Fuente
Bovino
Equino Ovino Porcino Gallinaza
Tipo
líquido sólido mixto líquido sólido líquido sólido líquido sólido sólido
Sustancia orgánica
Nitrógeno N
Óxido fosfórico P2O5
Potasa K 20
5
1 ,0
0, 1
1, 6
18
0 ,4
0, 2
0, 1
10
0 ,6
0, 2
0, 1
7
1 ,2
0, 1
1, 6
23
0 ,5
0, 3
0, 3
8
1 ,6
0, 1
2, 3
30
0 ,6
0, 4
0, 3
2
0 ,3
0, 1
0, 9
16
0 ,6
0, 4
0, 3
25
1 ,4
1, 4
2, 1
Fuente: Sampietro 1987.
Se puede apreciar que los orines del ganado contienen mucho nitrógeno (N) y sobre todo potasa (K 2O) y muy poco ácido osórico, el mismo que se encuentra principalmente en las deyecciones sólidas. Es importante señalar que la composición del estiércol depende también de la composición de las raciones alimenticias que se suministran a los animales. Cuanto más ricas son estas en un determinado elemento mayor es la cantidad de ese elemento que se encuentra en los excrementos. Las camas que se juntan con el estiércol tienen también influencia según su composición y cantidad. Evaluando la calidad ertilizante de los dierentes d ierentes excrementos excrementos se puede establecer el siguiente orden: 1. estiércol ovino 2. gallinaza 3. estiércol equino 4. estiércol bovino 5. estiércol porcino
2.3.3. Cantidad de estiércol estiércol producido producido por los animales La cantidad de estiércol (deyecciones y camas) producido por los animales depende de la clase de orrajes que consumen, la clase y cantidad de cama, el tiempo que pasan uera del establo, etc. El estiércol total está constituido por las deyecciones sólidas, líquidas y la cama.
83
Manejo Agroecológico de Suelos
Se puede calcular el estiércol aproximado que producen anualmente los animales de una granja multiplicando el peso promedio de cada uno de ellos por las constantes constantes que se señalan a continuación: continuación: • caballos: × 22 • ovejas y cerdos: × 15 • bueyes de trabajo: × 20 • vacas lecheras y bovinos en ceba: × 27–35 Así, en promedio la cantidad total de estiércol (deyecciones y cama) por año equivale a 25 o 30 veces el peso vivo de los animales. En el caso de la producción de estiércol de las aves de corral, se pueden hacer las siguientes estimaciones: • estiércol resco de d e gallina: 60–70 kg/animal/año • estiércol resco de d e pato: 70–90 kg/animal/año kg/animal/año • estiércol resco de d e ganso y pavo: 100–120 kg/animal/año kg/animal/año Durante su conservación el estiércol está sujeto a variaciones de peso y de volumen. Según su edad, un metro cúbico pesa: • estiércol resco: 180–250 kg • estiércol a los 3 o 4 meses: 450–550 kg • estiércol a los 5 u 8 meses/maduro: meses/maduro: 550–650 kg • estiércol reducido a estado estado terroso: terroso: 700–800 kg De acuerdo a estas estimaciones podemos calcular la producción media anual de estiércol de algunos de los animales que se encuentran e ncuentran más recuentemente en las granjas (tabla 17). Tabla 17 - Producción media anual de estiércol de algunos animales de granja
Especie
Buey Buey Caballo Potro Potro Vaca Vaca Cerdo Cerdo
Destino
Ceba-estabulado Trabajo Pastoreo Pastoreo Estabulado Estabulada Semiestabulada Pastoreo Ceba
Fuente: Sampietro 1987.
84
Peso (kg)
Volumen (m3)
16 000
36
10 000
26
10 000
25
4 000
12
8 600
21
12 000
30
6 000
15
1 200
4
1 800
6
V - Los abonos orgánicos
El efluente líquido del estiércol contiene en solución sustancias útiles como nitrógeno (N) y potasa (K 20). Si el agricultor no las recoge, se pierden, disminuyendo el valor ertilizante del abono. Es necesario entonces establecer medidas para recoger este líquido ya sea pavimentando e impermeabilizando los establos y conduciéndolo a reservorios especiales o utilizando la mayor cantidad de cama posible para absorberlo. Antes de ser utilizado el estiércol debe someterse a un proceso de descomposición para que los nutrimentos que contiene en orma no asimilable se tornen asimilables para las plantas y se originen los compuestos húmicos que desempeñan una unción esencial en el suelo de cultivo. Los desechos orgánicos de origen animal que se generan en Ecuador, de acuerdo al número de especies animales existentes y a la cantidad de excretas que produce cada una de ellas, asciende a 31 648 191 toneladas/año. toneladas/año. El detalle se presenta en la tabla 18 (página siguiente).
2.4. Residuos agroindustriales Los residuos agroindustriales se generan en los complejos de procesamiento de productos alimenticios o de otra índole. Este tipo de residuos es cada vez mayor debido a los procesos de modernización que se implementan para entregar valor agregado a la producción primaria. Existe una gran diversidad de residuos generados en la actividad agroindustrial. agroindustrial. Las características cuantitativas y cualitativas de los mismos dependen de numerosos actores entre los que se pueden citar: • las características de las materias primas, • los procesos de industrialización, • la intensidad de la producción, • las características de los productos obtenidos. Muchos residuos residuos de las actividades agroindustriales son reutilizados a través de alternativas que se aplican desde hace algunos años con menor o mayor grado de eficacia. Para otros aún no existen alternativas de transormación dentro de un marco económico viable. Entre los residuos agroindustriales más importantes se encuentran: • industria de azúcar y panela o raspadura: raspadura: cachaza, bagazo, bagazo, bagacillo, ceniza; • industria de caé: cisco de caé, pergamino; • industria aceitera: raquis, raquis, fibra, arecho y lodos de palma, harina harina de higuerilla, torta de soya y algodón (estos dos últimos residuos contienen entre el 30 y el 50 % de proteína, entre el 15 y el 30 % de celulosa y poca p oca agua);
85
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 18 - Producción nacional de animales y volúmenes de estiércol (2013)
Especies
Ganado vacuno Ganado asnal Ganado caballar Ganado mular Subtotal
Número de unidades
Volumen de Volumen de estiércol estiércol (kg/unidad/día) (t/día) Especies animales mayores
Volumen de estiércol (t/mes)
Volumen de estiércol (t/año)
5 134 538
14
71 883,53
2 156 505,96
25 878 071,52
107 674
10
1 076,74
32 302,20
387 626,40
307 911
10
3 079,11
92 373,30
1 108 479,60
118 462
10
1 184,62
35 538,60
426 463,20
77 225,00
2 282 380,00
27 800 649 720
5 668 585
Especies animales menores Ganado porcino Ganado ovino Ganado caprino Llamas Alpacas Cuyes Conejos Subtotal
1 218 538
1,8
2 193,00
65 710,00
789 480,00
739 475
0,3
222,00
6 660,00
79 920,00
104 027
0,3
31,00
930,00
11 160,00
2 024
0,5
1,00
30,00
360,00
21 662
0,5
10,80
324,00
3 888,00
5 067 049
0,1
507,00
15 210,00
182 520,00
515 809
0,1
51,58
1 547,00
18 569,00
3 016,30
90 411,00
1 085 897,00
7 671 584
Avicultura Aves criadas en campo
Gallos y gallinas Pollitas y pollitos, pollas y pollos Patos Pavos Subtotal
5 593 671
0,180 g/día
1 007,00
30 210,00
362 520,00
4 680 961
0,160 g/día
749,00
22 470,00
269 640,00
519 450
0,200 g/día
104,00
3 120,00
37 440,00
69 701
0,240 g/día
16,63
302,00
6 024,00
1 87 6 ,63
56 102,00
675 624,00
10 513 791
Aves criadas en planteles planteles avícolas
Gallinas ponedoras Gallinas reproductoras Pollitos y pollitas Avestruces Pavos Codornices
0,180 g/día
1 717,00
51 510,00
618 120,00
1 597 299
0,200 g/día
319,00
9 570,00
114 840,00
30 516 719
0,160 g/día
4 883,00
146 490,00
1 757 880,00
2 972
0,500 g/día
1,49
44,70
536,00
72 621
0,240 g/día
17,43
523,00
6 276,00
106 798
0,015 g/día
1,60
48,00
576,00
6 93 9 ,52
208 185,70
2 498 228,00
Subtotal
41 828 206
TOTAL
52 341 997
Fuente: INEC 2013.
86
9 531 198
31 648 191,00
V - Los abonos orgánicos
• industria molinera: cascarilla, salvado y granzas de cereales (arroz, trigo, cebada, centeno, quinua, etc.); • industria de hongos: champiñonaza champiñonaza o compost de champiñones; • industria de jugos y conservas: cáscaras y semillas de rutas, vainas verdes de arvejas, guandules y réjoles; • industria de levadura: vinaza; • industria acuícola y pesquera: vísceras y escamas de pescado, cabezas y cáscaras de camarón; • industria de cárnicos: contenido ruminal y otros contenidos contenidos estomacales, estomacales, carnazas, huesos, cuernos, pelos, plumas, sangre, etc.; • industria cervecera: lodos; • industria de coco: fibra de coco; • industria maderera: cortezas, astillas o chips, aserrín y virutas. La industria maderera es una agroindustria en pleno desarrollo que genera volúmenes muy importantes importantes de residuos (cortezas, astillas, virutas, aserrines, aser rines, etc.), que representan aproximadamente un 40 a 50 % de la materia bruta. Las alternativas de aprovechamiento aprovechamiento que se han establecido hasta el momento están enocadas en la recuperación energética de estos residuos, aunque porcentajes moderados (10 % de la biomasa) de maderas suaves (por ejemplo la balsa) también pueden utilizarse como parte de sustratos o en la composición de abonos orgánicos sólidos. Los residuos o desechos de la agroindustria, sean estos de origen vegetal o animal, son materiales ertilizantes de gran importancia en la práctica de la agricultura orgánica pues si son procesados de orma adecuada mejoran la calidad ísica, química y biológica de los suelos de cultivo. La tabla 19 (página siguiente) presenta los residuos de la agroindustria más comunes en Ecuador y su composición química aproximada. Estos residuos se deben aplicar haciendo rectificaciones orgánicas de acuerdo a los requerimientos nutricionales del suelo. Su incorporación debe hacerse por lo menos 2 meses antes de la siembra. Pueden utilizarse en la elaboración de compost, vermicompost, bocashi y abonos abonos líquidos. En la tabla 20 (página siguiente) se presenta un estimado de la cantidad de desechos orgánicos biodegradables generados en el país por la agroindustria, actividad que en el último tiempo ha tenido un desarrollo significativo debido a la demanda de los mercados locales e internacionales. Además de los desechos dese chos sólidos generados por la agroindustria, agroindustria, hay subproductos o residuos líquidos como los generados por la industria láctea y la industria de levadura cuyos volúmenes no han sido aún muy bien ponderados. A continuación continuación se hace una breve descripción de este tipo de residuos.
87
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 19 - Residuos de la agroindustria, disponibles en Ecuador: composición química aproximada (%).
Origen de los residuos
Nitrógeno (N)
Óxido de fósforo (P2O5)
Óxido de potasio (K 2O)
Óxido de Óxido de calcio magnesio (CaO) (MgO)
Óxido de azufre (SO3)
Animal
Sangre seca Cenizas de huesos Harina de huesos Desechos de pescado Desechos de camarón Harina de pescado Residuos de camal
13,0
2,0
1,00
–
35,0
–
46,0
1,00
0,5
2,0
15,0
–
25,5
0,50
27,0
6,0
6,0
–
8,5
0,50
4,5
8,0
18,5
45,8
4,14
–
9,5
7,0
8,5
0,50
1,0
7,0
10,0
0,50
15,5
0,50
1,0
–
1,8
5,50
23,3
2,20
0,4
–
8,0
30,00
10,0
5,00
2,5
–
5,5
27,00
9,5
5,00
2,5
–
2,0
5,00
32,5
3,50
1,0
6,0
1,6
1,60
1,0
0,50
–
3,63
0,5
–
Vegetal
Cenizas de madera Cenizas de tamo de arroz Cenizas de cáscara de algodón Cenizas de leña Harina de higuerilla
Tabla 20 - Tipo y cantidad de residuos generados anualmente en Ecuador por la actividad a groindustrial
Agroindustria
Azucarera Panelera Cafetalera Cacaotera Aceitera
Tipo de desechos generados
Cachaza, bagazo, bagacillo, ceniza. Cachaza, bagazo, bagacillo, ceniza. Cisco de café, pergamino. Cáscaras, placenta (maguey). Raquis, fibra, afrecho y lodos de palma, harina de higuerilla, torta de soya y algodón. Molinera Cascarilla, salvado y granzas de cereales: arroz, trigo, cebada, centeno, quinua. Hongos Champiñonaza o compost de champiñones Jugos y conservas Cáscaras y semillas de frutas, vainas verdes de arvejas, guandules y fréjoles.
88
Desechos (t/año) 1 655 000 852 000 91 164 364 719 150 000 160 000 500 4 000
V - Los abonos orgánicos
Tabla 20 (continuación)
Desechos (t/año)
Agroindustria
Tipo de desechos generados
Acuícola y pesca
Vísceras y escamas de pescado, cabezas y cáscaras de camarón y langostas. Contenido ruminal y otros contenidos estomacales, carnazas, huesos, cuernos, pelos, plumas, sangre. Lodos y tierras filtrantes (tierra de diatomáceas) Fibra de coco Cortezas, astillas o chips, aserrín y virutas.
Cárnicos Cervecera Coco Maderera
Total
3 500 5 000 000 730 120 185 000
8 466 733
Fuente: INEC 2000. Elaboración: el autor.
2.4.1. Residuos de la industria láctea El mayor residuo generado por la industria de lácteos en el país corresponde al suero derivado de la producción de quesos, el mismo que tiene una composición similar a la leche descremada: no contiene caseína y presenta un bajo contenido de lípidos y minerales. Es la racción líquida que se separa de la cuajada y es desechada prácticamente en su totalidad, aunque algunos granjeros la utilizan como parte complementaria en la alimentación de cerdos. Son necesarias 100 libras (≈ 45 kg) de leche para obtener aproximadamente 10 libras (≈ 4,5 kg) de queso y 90 libras (40,9 kg) de suero. El suero de leche está compuesto por agua, lactosa, proteínas, minerales (calcio, ósoro, magnesio), una pequeña cantidad de grasa (30 kcal/100 gramos) y vitaminas (A, B1, B2, B3, B5, B6, C, E y D). La proteína es indiscutiblemente el componente de mayor valor nutritivo del suero y sus propiedades y aplicaciones son de gran interés en diversas áreas tales como salud, nutrición inantil, rendimiento de deportistas, procesamiento de alimentos y bioermentos de uso agrícola. El suero de leche contiene también hidratos de carbono en orma de lactosa o azúcar de leche. La lactosa es un disacárido compuesto por una molécula de glucosa y una molécula de galactosa. Cien gramos de suero de leche líquido contienen 4,7 g de azúcar de leche. Según las estadísticas del Centro de la Industria Láctea, la producción de leche a nivel nacional es de 5 228 730 litros diarios. Esta producción se distribuye de la siguiente manera: el 31 % (806 76 litros) se usa para hacer quesos, el 27 % (702 850 litros) para procesar leche en unda, el 20 % (520 630 litros) para procesar leche en cartón, el 11 % (286 346 litros) para leche en polvo, el 10 % (260 315 litros) para elaborar yogur y apenas el % (26 031 litros) para producir otro tipo de productos lácteos. Si de 100 litros de leche se obtienen 10 kg de queso y 90 litros de suero, esto significa 89
Manejo Agroecológico de Suelos
que diariamente se producen 726 278,40 litros de suero. Si se llegara a un acuerdo con la industria láctea se podría disponer por lo menos del 50 % de esa producción (363 139,2 litros/día) para utilizarla en la elaboración de abonos conocidos como lactoermentos o incorporarla a la elaboración de bioles.
2.4.2. Residuos de la industria de levadura La industria que elabora levadura en Ecuador genera un subproducto conocido como vinaza que es un residuo líquido industrial que se desecha debido a la ausencia de alternativas definidas para su aprovechamiento. Sin embargo se conoce que investigaciones llevadas a cabo por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), la Universidad Nacional y Sucromiles de Colombia han demostrado la importancia del uso de la vinaza en la recuperación de suelos aectados por una alta saturación de sodio, destacándose la rapidez y eficiencia del proceso. En Brasil desde hace muchos años se considera la vinaza como un ertilizante y se la utiliza principalmente en orma líquida, sola o en mezcla con otros productos. En un estudio realizado por aday y Novoa (2009) en la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador se aplicó una dosis de 25 m 3 de vinaza/ha al suelo en un cultivo de arveja y se obtuvo un rendimiento de 12,85 t/ha de arveja en verde en las condiciones agroecológicas del valle de umbaco, Pichincha, superando el promedio nacional que es de apenas 0,98 t/ha y mejorando a la vez las características ísicas, químicas y biológicas del suelo. Las características de la vinaza varían de acuerdo a los procesos de producción pero sus contenidos mantienen de manera constante los siguientes parámetros: • alto contenido de sales solubles , • importantes cantidades de potasio, calcio y magnesio presentes principalmente en orma de sulatos, • considerable contenido de MO de ácil biodegradabilidad. En la tabla 21 se presentan las características químicas de la vinaza en contenidos totales. Tabla 21 - Características químicas de la vinaza en contenidos totales
90
Elemento
Expresado en
Valor
Cantidad
N (total) P S K Ca Mg Zn
% % % % % % ppm
0,28
2,8 kg/m
0,25
2,5 K g/m
0,14
1,4 kg/m
0,59
5,9 kg/m
0,27
2,7 kg/m
0,07
0,7 kg/m
3,35
3,35 g/m
3
3 3 3 3 3 3
V - Los abonos orgánicos
Tabla 21 (continuación)
Elemento Cu
Expresado en ppm
Valor 1,86
Cantidad 3 1,86 g/m
Fe Mn B pH MO Conductividad eléctrica (CE)
ppm ppm ppm – % ds/m
37,6
37,6 g/m
21,6
21,6 g/m
3,3
3,3 g/m
6
–
1
10 g/m
19,2
–
3 3
3
3
Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas, EESC-INIAP.
2.4.3. Residuos de la industria cervecera La industria que elabora cerveza en el país genera diariamente cantidades significativas de lodos residuales constituidos por los lechos filtrantes que utiliza para purificar el producto final después del proceso de ermentación. Estos lodos están compuestos por tierra de diatomáceas a la que se adhieren las partes sólidas del material ermentado de la cerveza. Su riqueza nutrimental se muestra en la tabla 22. Tabla 22 - Análisis bioquímico del lodo residual de Cervecería Nacional
Elemento
Nitrógeno (N) Nitratos (N03 ) Fosfatos (P205 ) Carbonatos (CaO) Óxido de Magnesio (MgO) Sodio (Na) Azufre (S) Zinc (Zn) Cobre (Cu) Hierro (Fe) MO Carbono Humedad CE Relación C/N pH
Expresado en Contenidos
% ppm % % % % ppm ppm ppm ppm % % % mmho
0,96 2,40 0,23 0,01 0,01 0,03 17,76 121,00 1,00 182,00 10,09 5,85 66,34 1,29
–
6,09
–
6,10
Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas, EESC-INIAP, 2010.
91
Manejo Agroecológico de Suelos
Además están presentes levaduras cuya unción es propiciar la asimilación de nutrimentos no disponibles, descomponer desechos lignificados y contribuir al desarrollo de otros EMA.
2.5. Residuos de los cuerpos de agua Están constituidos por los siguientes materiales: • Jacinto de agua o lechuguín (Eicchornia crassipes ) Se encuentra flotando libremente en los cursos de agua dulce, en las represas y en los canales convirtiéndose muchas veces en un estorbo para las labores de riego y para el mantenimiento de las obras de la inraestructura de regadío. Este material es muy rico en nutrimentos, especialmente en nitrógeno. Su composición bioquímica en orma de compost se presenta en la tabla 23. Tabla 23 - Composición bioquímica del jacinto de agua o lechuguín
Elemento
Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Azufre Hierro Zinc Cobre Manganeso
Como
Expresado en
N P2O5 K2O CaO Mg SO4 FE Zn Cu Mn
% % % % % % % % % %
Contenidos Tallo/hoja Raíz
2,02 0,93 6,02 2,31 0,36 0,83 0,01 n/d n/d n/d
2,13 0,76 3,92 1,11 0,58 2,31 1,27
n/d n/d 0,022
Fuente: Casasola 2012.
anto en la Costa como en la Sierra se lo utiliza para elaborar abonos orgánicos sólidos de muy buena calidad. Se estima que una hectárea de jacinto de agua puede aportar hasta 150 t de materia seca/ha/año, teniendo un extraordinario poder de recuperación. • Algas cianofíceas Se encuentran en el sistema radical de la Azolla, un helecho acuático con pequeñas hojas alternadas y raíces simples que cuelgan dentro del agua. Se produce vegetativamente aunque también lo hace por esporas. La cianobacteria que hace simbiosis con la Azolla se denomina Anabaena azollae.
92
V - Los abonos orgánicos
El complejo Azolla-Anabaena se encuentra en los espejos de agua de lagunas y reservorios, en los sectores tanto tropicales como altoandinos. Según estudios de la ESPOL (2003), este complejo (microhelecho-microalga) es capaz de producir en las condiciones agroecológicas del trópico ecuatoriano un promedio de 30 t/ha/mes de biomasa, con una fijación de nitrógeno (N) de 108 kg/ha/ mes. Los procesos biológicos que fijan el nitrógeno atmosérico necesario para el crecimiento de la planta por medio de simbiosis u organismos vivos orecen un promisorio beneficio productivo, económico y ambiental. Para utilizar este material como abono verde o en la elaboración de abonos orgánicos se sugiere la implementación de granjas para su producción. Algunos de los microorganismos fijadores de N 2 presentes en la Azolla Anabaena se presentan en la tabla 24 y la composición química del tejido vegetal de la Azolla sp. en la tabla 25. Tabla 24 - Microorganismos fijadores de nitrógeno presentes en Azolla-Anabaena
Microorganismos fijadores de nitrógeno Agrobacterium radiobacter
Enterobacter cloacae
Azospirillum brasiliense
Flavobacterium capsulatum
Azotobacter chrococcum
Klebsiella oxytoca
Bacillus mobilis
Klebsiella pneumonia
Beijerinckia sp.
Pseudomonas sp.
Clostridium sp.
Rhodococcus equi
Corynebacterium jeikeium
Rhodococcus sp.
Fuente: Montaño 2010. Tabla 25 - Composición química del tejido vegetal de Azolla sp.
Elemento
Nitrógeno Fósforo Potasio Sodio Calcio Magnesio Cobre Hierro Zinc Manganeso
Expresado en Contenidos
% ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm
5,00 0,54 6,50 0,03 0,61 0,16 24,00 107,50 81,59 24,50
Fuente: Montaño y otros 2004.
93
Manejo Agroecológico de Suelos
En la actualidad se está cultivando en el país un alga otosintética pluricelular, minúscula, de color verde azulado (Cyanophyceae), de apenas medio milímetro de longitud, conocida como espirulina. Contiene un alto porcentaje de proteína (entre el 65 y el 70 %), todos los aminoácidos esenciales y 9 no esenciales en perecto balance, minerales como potasio, calcio, zinc, magnesio, manganeso, selenio, hierro y ósoro, y vitaminas como piridoxina (B6), biotina, ácido pantoténico, ácido ólico, inositol, niacina o ácido nicotínico, riboflavina (B2), tiamina (B1), tocoerol y cianocobalamina (B12). De la espirulina se extraen compuestos nutricionales de altísima calidad, que se expenden en el mercado armacéutico en orma de cápsulas y jarabes. La extracción industrial de esta alga genera un desecho que se utiliza como fitoestimulante en la producción agrícola o como complemento nutricional en la producción pecuaria debido a su alto contenido de elementos bioquímicos. Un estudio realizado por Jácome & Suquilanda (2008) en la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador reveló que aplicaciones oliares de espirulina en una dosis de 3 gramos/litro de agua cada 15 días durante el ciclo productivo de la cebolla blanca de rama permitieron obtener un rendimiento de 27,5 t/ha de esta hortaliza en las condiciones agroecológicas de Amaguaña, Pichincha, superando el promedio nacional que es de apenas 3,47 t/ha. • Algas filamentosas Suelen encontrarse en las orillas del mar o instalarse en los cursos de agua (ríos, quebradas, esteros) así como en las lagunas y reservorios. Son ricas principalmente en nitrógeno y potasio y tienen en su composición algunos oligoelementos. La suma de los dierentes tipos de desechos orgánicos sólidos que se generan anualmente en las 3 regiones continentales del país, sin tomar en cuenta los cuerpos de agua, entrega las siguientes ciras (en toneladas): 33 032 793 – desechos de la producción agrícola: 441 699 – desechos de la producción florícola: – desechos de la producción pecuaria: 31 648 191 8 466 733 – desechos agroindustriales: 2 828 103 286 – desechos urbanos biodegradables: Total de desechos : 2 901 692 702 Si se procesara la cuarta parte del volumen de desechos orgánicos que se producen anualmente en Ecuador (725 423 175 t), considerando un nivel de con versión del 50 %, se obtendrían 362 711 581 t de abono orgánico tipo compost, bocashi o humus de lombriz. Este abono, aplicado al suelo a razón de 20 t/ha, abastecería una superficie de 18 135 579 ha, propiciando un mejoramiento significativo del recurso suelo y de su productividad, con un ahorro importante de recursos económicos pues no sería necesaria la importación de ertilizantes de síntesis química. 94
V - Los abonos orgánicos
2.6. Disponibilidad de fertilizantes minerales primarios y sulfatos en Ecuador Las Normas Básicas para la Agricultura y el Procesamiento de Alimentos Ecológicos emitidas por la Federación Internacional de Movimientos de Agricultura Orgánica (IFOAM), el Reglamento sobre la Producción Agrícola Ecológica y su indicación sobre productos agrarios y alimenticios emitido por el Consejo de las Comunidades Europeas (CCE), el reglamento emitido por el Codex Alimentarius de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) así como el Instructivo de la Normativa General para Promover y Regular la Producción Orgánica-ecológica-biológica en el Ecuador y un sinnúmero de leyes con sus respecti vos reglamentos sobre el tema de la agricultura orgánica, adoptados por la mayoría de países de Europa, Asia, Árica y América, permiten la utilización de algunos elementos ertilizantes de origen mineral en cuyo procesamiento no hayan sido utilizados elementos contaminantes (ácidos químico-sintéticos). Esto apunta a complementar las deficiencias en nutrimentos que muchas veces presentan las uentes orgánicas que se utilizan en la práctica de la agricultura orgánica, ecológica o biológica. Para enriquecer la calidad de los abonos orgánicos y respondiendo a los requerimientos de los cultivos en el país se utiliza principalmente cal agrícola y roca osatada o osórica. En este contexto en el mercado se orecen los siguientes productos de cal ya procesada: • Carbonato de calcio o cal agrícola Es un producto ormado principalmente por carbonato de calcio (CaCO 3) (70 % como mínimo). En orma natural se encuentra como piedra caliza o piedra de cal. • Cal viva Es la misma piedra caliza o carbonato de calcio calcinada o quemada en hornos. Esta cal también se conoce con el nombre de óxido de calcio (CaO) y se encuentra en el comercio en orma de terrones más o menos grandes. Para aplicarla al suelo es necesario molerla y pulverizarla. Inmediatamente después de la aplicación absorbe agua y orma gránulos que se endurecen por la ormación en su superficie de carbonato de calcio. Puede permanecer en el suelo en este estado por largo tiempo. Para su aplicación se recomienda tratar la cal viva con agua a fin de apagarla ya que al aplicarla sin realizar este proceso se corre el riesgo de quemar las semillas y eliminar buena parte de la actividad microbiológica del suelo. • Cal apagada Es la misma cal viva después de haberla tratado y apagado con agua. Recibe en este estado el nombre de hidróxido de calcio (CaOH 2) o cal hidratada. • Carbonato de calcio y magnesio (dolomita) Este material es una mezcla de carbonato de calcio y magnesio. Generalmente contiene un 40 % de carbonato de calcio (CaCO3) y entre un 8 y un 10 % de carbonato de magnesio (MgCO 3). 95
Manejo Agroecológico de Suelos
En cuanto a la presencia de yacimientos de cal en el país, según inormación de la Empresa Nacional Minera (ENAMI), se ha logrado certificar reservas por alrededor de 65 millones de toneladas de caliza que, en el mercado internacional se cotiza en 5–6 USD por tonelada. Esto representan un valor de los yacimientos de entre 300 y 400 millones de dólares (diario El elégrafo, 2014). La caliza es una roca sedimentaria ormada básicamente por calcita (carbonato de calcio) que se somete a altas temperaturas para extraer la cal. Las reservas orman parte del proyecto Isimanchi ubicado en la localidad de Zumba, en la provincia de Zamora Chinchipe, cerca de la rontera con Perú. Los costos de la cal agrícola en el mercado local oscilan entre 88 y 100 USD la tonelada según su granulometría, mientras que la cal dolomita tiene un precio que fluctúa entre 200 y 240 USD la tonelada. En lo que se refiere a rocas fosfatadas o fosfóricas , en Ecuador se comercializa en la actualidad roca osórica proveniente de las minas de esalia (Huila, Colombia) y que se expende con el nombre de osorita del Huila, y de las minas de Bayóvar (umbes, Perú) que se expende como roca osórica. La osorita proveniente de Colombia contiene un 22 % de óxido de ósoro (P2O5) y un 40 % de óxido de calcio (CaO), mientras que en la de Perú dichos valores son del 30 % y del 40 % respectivamente. En ambos casos el material contiene además trazas de elementos menores como magnesio (Mg), azure (S), hierro (Fe), sílice (SiO2), zinc (Zn) y Cobre (Cu). Estudios recientes de la Facultad de Geología, Minas, Petróleo y Ambiental de la Universidad Central del Ecuador certifican la existencia de afloramientos de rocas osóricas en la provincia de Napo. Estos afloramientos ocupan unos 800 km 2 en el nororiente ecuatoriano. Los yacimientos tienen como límites al norte los ríos Coanes y Aguarico y al sur el río Quijos. Los límites oriental y occidental coinciden con las coordenadas 77º23’ W - 0°4’ N cerca de la confluencia de los ríos Aguarico y Due y 77º37’ W - 0°4’ S en el flanco oriental del volcán Reventador. El material está localizado en una plataorma marina cretácica. La riqueza en elementos minerales de la roca osatada Napo, según análisis realizados por el Proyecto 008-2001 del Banco Interamericano de Desarrollo (BID), se muestra en la tabla 26 (página siguiente). El costo de la tonelada de roca osórica de Perú certificada por la Agencia Control Unión, que resulta ser la más conveniente, es de 165,50 USD, puesta en la ciudad ronteriza de Huaquillas. Por otra parte los organismos mundiales de agricultura orgánica permiten el uso de sulatos, insumos que sirven para enriquecer los abonos líquidos tipo biol. Durante el proceso ermentativo del biol los iones metálicos de los sulatos se ligan con las moléculas orgánicas produciéndose los quelatos que son órmulas de mayor absorción para los vegetales. Los sulatos están disponibles en el país en algunas distribuidoras locales de insumos para la agricultura. Su descripción y costos se muestran en la tabla 27 (página siguiente). 96
V - Los abonos orgánicos
Tabla 26 - Composición química de la roca fosfórica Napo
Constituyentes Nombres
%
Fórmula
Óxido de silicio Óxido de aluminio Óxido ferroso Óxido de manganeso Óxido de magnesio Óxido de calcio Óxido de sodio Óxido de potasio Óxido fosfórico
SiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K20 P2O5
15,00 1,00 0,70 0,00 0,20 45,00 0,15 0,10 25,78
Fuente: Proyecto BID 008-2001.
Tabla 27 - Sulfatos disponibles en Ecuador: presentación y costos
Tipo de sulfatos
Sulfato de magnesio técnico Sulfato de magnesio granulado Sulfato de potasio Sulfato de hierro Sulfato de manganeso Sulfato de zinc Sulfato de aluminio Sulfato de calcio (yeso agrícola) Sulfato de cobre
Presentación
Sacos de 50 kg Sacos de 50 kg Sacos de 25 kg Sacos de 50 kg Sacos de 25 kg Sacos de 50 kg Sacos de 50 kg Sacos de 50 kg Sacos de 25 kg
Costo (USD) 14,5 15,0 28,0 17,5 27,5 50,0 34,0 11,0 75,0
97
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos 1. ABONOS MINERALES Y ABONOS ORGÁNICOS O BIOABONOS De orma general los abonos se definen como sustancias o compuestos de origen abiógeno o biógeno que presentan alguna propiedad positiva para los suelos y cultivos. Los abonos minerales o fertilizantes son sustancias o compuestos químicos que pueden pertenecer al campo de la química orgánica o inorgánica. Son inorgánicos todos los abonos potásicos y osatados. Entre los nitrogenados algunos como la urea y el amoníaco pertenecen a la química orgánica. Varios de estos elementos son de origen natural y se los conoce también como ertilizantes minerales primarios mientras que otros son de origen químico-sintético. Los abonos orgánicos o bioabonos son sustancias o compuestos de origen biógeno, vegetal o animal que pertenecen al campo de la química orgánica y son incorporados directamente al suelo con el propósito de mejorar su calidad ísica, química y biológica y por ende su ertilidad y capacidad productiva. La aplicación de estiércoles descompuestos y purines es una práctica tradicional de abonado orgánico. En esta categoría se pueden incluir también los abonos verdes. Con fines didácticos, en este documento se dividen los abonos orgánicos en abonos orgánicos sólidos y abonos orgánicos líquidos.
2. LOS ABONOS ORGÁNICOS SÓLIDOS Entre los abonos orgánicos sólidos se encuentran el compost, el bocashi, el baiyodo, los osfitos, el vermicompost o lombricompuesto conocido popularmente como humus de lombriz, y el abono verde. A continuación se presenta cada uno de los abonos orgánicos sólidos y se exponen de manera detallada varias ormas de elaborarlos, utilizarlos y manejarlos.
2.1. El compost Unas de las técnicas más diundidas para acilitar la biodegradación controlada de la materia orgánica (MO) antes de integrarla al suelo es el compostaje . El producto final que se obtiene es conocido como compost o composta . El compost, conocido también como abono orgánico completo o compuesto, resulta de la descomposición aeróbica de los desechos de origen vegetal y animal en un ambiente húmedo y caliente. Para mejorar su actividad ertilizante este abono puede
99
Manejo Agroecológico de Suelos
reorzarse con la adición complementaria de ertilizantes minerales primarios como roca osórica, cal agrícola, cal dolomita, sulato de calcio, sulato doble de potasio y magnesio, zeolita, etc. En este caso el compost resultante es organo-mineral. El compostaje se puede definir como un proceso dirigido y controlado de mineralización y prehumificación de la MO a través de un conjunto de técnicas que permiten el manejo de las variables y que tienen como objetivo la obtención de un bioertilizante de características ísicas, químicas, biológicas y microbiológicas predeterminadas. A este proceso controlado se lo conoce también como compostaje aerotérmico o termoaeróbico para dierenciarlo de las técnicas tradicionales. El compost es un material que se obtiene mediante biotecnologías de bajo costo que permiten mantener la MO dentro del ciclo natural sin incinerarla ni ensilarla, lo que supondría una recuperación diícil y cara como el caso de los rellenos sanitarios. Es sumamente útil en el combate contra la erosión y mejora la cantidad y calidad de los cultivos. Su producción trae beneficios directos e indirectos como los ligados a su producción, a la mano de obra que ocupa, a su procesamiento, a las posibilidades de obtener producciones ambientalmente sanas, a la disminución de la materia a eliminarse y a su valor como elemento ormativo ambiental. El compost se puede considerar un bien ambiental-social porque además de los beneficios ambientales que conlleva y de que los cultivos donde es aplicado requieren menos agroquímicos se devuelve a la sociedad un bien generado por ella, evitando el agotamiento del humus y de las tierras productivas.
2.1.1. Ventajas del uso del compost Algunas de las ventajas del uso del compost en la producción de cultivos son las siguientes: • mejora la cantidad de Materia Orgánica del Suelo (MOS); • mejora la estructura del suelo al omentar la ormación y estabilización de agregados que modifican el espacio poroso avoreciendo el movimiento del agua y del aire así como la penetración de las raíces; • incrementa la retención de humedad del suelo casi al doble contribuyendo a que las plantas toleren y resistan mejor las sequías; • aporta de manera natural los elementos minerales que requieren las plantas; • por su carácter poroso, incrementa la capacidad de retención de nutrientes en el suelo liberándolos progresivamente para satisacer las necesidades nutricionales de las plantas; • incrementa y ayuda al desarrollo de la actividad biológica del suelo (macro y microorganismos) avoreciendo la salud y el crecimiento de las plantas; • retarda el proceso de cambio de reacción (pH); • ayuda a corregir las condiciones tóxicas del suelo. 100
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
2.1.2. Factores importantes para la elaboración del compost Para producir compost hay que tener en cuenta varios actores que determinan el éxito y la calidad del material, los mismos que se detallan a continuación. 2.1.2.1. Localización e instalaciones
El sitio donde se llevará a cabo el proceso de compostaje deberá estar cerca del lugar donde se generan los desechos y de aquel donde se utilizará el material. Si se van a procesar volúmenes considerables deberá presentar acilidades para el acceso de vehículos o de maquinaria. El área debe ser plana con una ligera pendiente para posibilitar el drenaje y deberá estar alejada del sector administrativo y de los comedores, próxima a un reservorio o uente de agua y orientada de manera tal que el viento no incida en las áreas anteriores. Las instalaciones para el compostaje industrial deben tener preerentemente piso de cemento y ser techadas con el propósito de evitar la caída directa de agua y el sol en las pilas de desechos, controlando además la humedad y el intercambio de gases del material. El piso de cemento es importante para que los lixiviados producidos en la transormación de la MO no se filtren y puedan ser captados mediante canales de drenaje y conducidos a una cisterna para ser devueltos a las pilas de compost y/o utilizados como parte del proceso de ertilización de cultivos. Además habrá que construir un tendal encementado también bajo cubierta para homogeneizar las mezclas de las pilas, cernirlas y empacarlas, así como una bodega para almacenar el producto elaborado y ensacado, tomando en cuenta para su diseño el volumen de compost a producirse. Una planta industrial de compost debe contar con un laboratorio elemental para analizar los contenidos nutrimentales y sanitarios del abono que se procese. Cuando la elaboración de compost se realice en pequeñas y medianas unidades productivas se deberán tomar en cuenta estas mismas consideraciones de seguridad a pequeña escala. 2.1.2.2. Materiales
eóricamente la órmula para la elaboración del compost es: carbono 25–35 partes + nitrógeno (N) 1 parte + agua + aire Ya en la práctica para su elaboración se requieren los siguientes materiales: • Fuente de materia carbonada (rica en celulosa, lignina y azúcares) El carbono es la uente de energía de los microorganismos. Los desechos orgánicos tienen un alto contenido de este elemento, que se encuentra principalmente en el aserrín, los zarzales (ramas y hojas verdes de arbustos), la caña de maíz (taralla), las malezas secas obtenidas de las deshierbas, la paja y el salvado de cereales (quinua, trigo, cebada, avena, arroz), los desechos de la floricultura, 101
Manejo Agroecológico de Suelos
la fibra y el raquis de palmito y palma aceitera, la basura urbana, los desechos de cocina, etc. • Fuente de materia nitrogenada Las sustancias nitrogenadas suministran a los microorganismos las proteínas que necesitan para descomponer los nutrientes presentes en la MO. Este elemento se encuentra en los estiércoles (de vaca, cerdo, oveja, llama, cabra, caballo, conejo, cuy, aves de corral, palomas, murciélagos, etc.), la sangre, la hierba tierna y los residuos de leguminosas. • Fuente de materia mineral Para enriquecer las mezclas de materiales orgánicos que se compostan y obtener un abono de mejor calidad, se pueden utilizar ertilizantes minerales primarios como la cal agrícola (carbonato de calcio, cal hidratada, sulato de calcio, cal dolomita), la roca osórica (osorita P 205 al 22 % y al 30 %), la zeolita, la ceniza vegetal, la tierra común y el agua. • Otros materiales Con el propósito de acelerar el proceso de ermentación y descomposición de los materiales orgánicos se recomienda la inoculación de estos con microorganismos eficientes autóctonos (EMA). Se puede utilizar alternativamente levadura (en barra o granulada) de la que se usa para la elaboración del pan. Además se necesita melaza o miel de caña o de panela con la que se provee energía a los EMA que constituirán el inóculo. 2.1.2.3. Herramientas y equipos
Cuando se elabora el compost en pequeñas fincas es necesario tener herramientas básicas de labranza como barras, palas, trinches, layas o bieldos (para acilitar el volteo de los materiales), machetes, carretillas y estacas de 0,60 m de largo para demarcar los espacios donde se ubicará la compostera. Además se requiere una manguera para asperjar o baldes para acarrear agua a fin de proporcionar la humedad necesaria a los materiales que se van a compostar. Si la elaboración de compost es industrial será necesario contar con las herramientas y equipos apropiados para procesar volúmenes considerables de material orgánico y mineral. Además de las herramientas de labranza que se sugieren en el caso anterior se necesitará una trituradora o picadora de materiales, una cargadora o payloader para acilitar la carga y volteo de los desechos orgánicos, carretones o vagones para transportar los dierentes materiales al área de procesamiento, un sistema de riego por aspersión y zarandas para procesar el material compostado. 2.1.2.4. Cálculo de la relación carbono/nitrógeno (C/N)
Al hacer las mezclas que se pondrán a descomponer hay que tener en cuenta la relación carbono/nitrógeno (C/N) de los materiales. En esta relación el elemento carbono es siempre mayor que el elemento nitrógeno (N). 102
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
La relación C/N es un aspecto básico en la elaboración del compost. Es importante determinarla en cada uno de los materiales y fijar las cantidades a mezclarse para garantizar así una relación adecuada de 25–35:1, es decir 25 a 35 partes de carbono por una de nitrógeno en peso, no en volumen. El carbono es utilizado por los microorganismos como uente de energía y el nitrógeno en la síntesis de composición y para sus unciones vitales. Cuando la relación C/N es mayor a 40:1 los microorganismos tardan mucho en degradar los residuos debido a la alta de nitrógeno, lo que disminuye el rendimiento del compostaje. Si la relación es muy baja se producen pérdidas de nitrógeno en orma amoniacal debido a elevaciones considerables de la temperatura. La relación C/N va bajando durante el proceso hasta llegar a valores cercanos a 10:1 o 15:1 que es cuando el material está listo para ser utilizado. En las tablas 29 y 30 se muestra la composición promedio (en porcentajes) de MO, carbono, nitrógeno, óxido osórico y óxido de potasio así como la relación carbono/nitrógeno de algunos materiales de desecho de origen animal y vegetal. Tabla 28 - Composición de algunos materiales de desecho de origen animal y vegetal ricos en nitrógeno
Materiales
MO (%)
C (%)
N (%)
C/N
P2O5 (%)
K2O (%)
Algodón (semillas) Aserrín fresco Banano (hojas) Café (cáscara) Cebada (salvado) Cacao (cáscara) Estiércol de cerdo Estiércol de aves Estiércol caprino Estiércol de conejo Estiércol de equino Fréjol canavalia Guandul Sangre seca Torta de higuerilla Torta de soya
95,62
54,96
4,58
12/1
1,42
2,37
30,68 88,89 90,46 95,07 91,10 53,10
16,32
0,96
17/1
0,08
49,02
2,58
19/1
0,19
0,19 n/d
50,60
2,30
22/1
0,42
1,26
51,30
5,13
10/1
1,30
0,15
51,84
3,24
16/1
1,45
3,74
29,50
1,86
16/1
1,06
2,23
52,21
29,01
2,76
11/1
2,07
1,67
30,00 35,00 96,19 88,54 55,90 84,96 92,20
17,40
2,70
6/1
1,78
2,90
20,30
2,00
10/1
1,33
1,20
25,50
1,67
18/1
1,00
1,19
48,45
2,55
19/1
0,50
2,41
52,49
1,81
29/1
0,59
1,14
47,20
11,80
4/1
1,20
0,70
54,40
5,44
10/1
1,91
1,54
78,40
45,92
6,56
7/1
0,54
1,54
MO: materia orgánica, C: carbono, N: nitrógeno, C/N: relación carbono/nitrógeno, P205: óxido fosfórico, K 20: óxido de potasio. Fuente: Paschoal 1994.
103
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 29 - Composición de algunos materiales de desecho de origen animal y vegetal ricos en carbono
Materiales
Aserrín de madera Arroz (cascarilla) Arroz (panca) Avena (cascarilla) Avena (panca) Algodón (cáscara) Banano (tallos) Bagazo de caña Café (pulpa) Café (cisco) Cebada (cascarilla) Cebada (panca) Estiércol bovino Estiércol ovino Fréjol paja Maíz (taralla) Maíz (tusa) Pasto gordura Pasto guinea Piña (hojas) Palma aceitera (hoja) Palma aceitera (fibra) Palma aceitera (raquis/hojas) Trigo (cascarilla) Trigo (panca)
MO (%)
C (%)
N (%)
C/N
P2O5 (%)
K2O (%)
93,45
51,90
0,06
865/1
0,01
0,01
54,55 54,34 85,00 85,00 96,14 85,28
30,42
0,78
39/1
0,58
0,49
30,42
0,78
39/1
0,58
0,41
47,25
0,75
63/1
0,15
0,53
47,52
0,66
72/1
0,33
0,91
53,00
1,06
50/1
0,23
0,83
46,97
0,77
61/1
0,15
7,36
96,14
39,59
1,07
37/1
0,25
0,94
71,44 88,68 85,00 85,00 96,19 82,94 94,68
30,04
0,86
53/1
0,18
2,07
51,73
0,62
83/1
0,26
1,96
47,60
0,56
85/1
0,28
1,09
47,25
0,75
63/1
0,22
1,26
53,44
1,67
32/1
0,68
2,11
46,08
1,44
32/1
0,74
1,65
52,16
1,63
32/1
0,29
1,94
96,75
53,76
0,48
112/1
0,38
1,64
45,20
52,52
0,52
101/1
0,19
0,90
82,20
51,03
0,63
81/1
0,17
93,13
49,17
1,49
33/1
0,34
n/d n/d
71,41
39,60
0,90
44/1
n/d
0,46
94,00
54,52
0,43
126/1
0,37
0,54
49,34
28,62
1,69
0,13
0,73
45,50
1,55
17/1 29/1
3,47
50,55
85,00
47,60
0,85
56/1
0,47
0,99
92,40
51,10
0,73
70/1
0,07
1,28
MO: materia orgánica, C: carbono, N: nitrógeno, C/N: relación carbono/nitrógeno, P205: óxido fosfórico, K 20: óxido de potasio. Fuente: Paschoal 1994.
Con el propósito de regular la relación C/N es importante equilibrar las mezclas que se van a compostar a fin de poder obtener un buen abono orgánico. Para ello existe una órmula matemática que permite calcular cuántas partes en peso de material rico en carbono (C/N >30) deben añadirse por cada parte de material rico en nitrógeno (C/N < 30).
104
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
Considerando que la relación ideal para preparar un buen abono orgánico es C/N =30:1, la ormula a utilizarse sería la siguiente: X=
(30 × Nn) – Cn Cc – (30 × Nc)
donde: X = cantidad en peso del material rico en C para cada parte de N Nn = % de N en el material rico en N (ver tabla 28) Cn = % de C en el material rico en N (ver tabla 28) Nc = % de N en el material rico en C (ver tabla 29) Ml = % de C en el material rico en C (ver tabla 29) Ejemplo de cálculo para la elaboración de un abono
Problema : se desea elaborar un abono utilizando los siguientes desechos orgánicos: 1. gallinaza + bagazo de caña o 2. gallinaza + tallos de banano o 3. gallinaza + bagazo de caña + tallos de banano Pregunta : ¿cuántas partes en peso de cada material rico en carbono se deben mezclar para una parte en peso de gallinaza rica en nitrógeno? Respuesta: según las tablas 29 y 30 que presentan inormación sobre la composición promedio de materiales ricos en nitrógeno y carbono respectivamente, la composición de estos materiales es la siguiente: Gallinaza: N = 2,76 % C = 29,01 % C/N =11:1 Bagazo de caña: N = 1,07 % C = 39,59 % C/N = 37:1 allos de banano: N = 0,77 % C = 46,97 % C/N = 61:1 Cantidad de bagazo de caña X=
(30 × 2,76) – 29,01 39,59 – (30 × 1,07)
= 7,18 partes de bagazo
Cantidad de tallos de banano X=
(30 × 2,76) – 29,01 46,97 – (30 × 0,77)
= 2,32 partes de tallos de banano
Conclusiones 1. Se deben mezclar 7,18 partes en peso de bagazo de caña (7,18 t) o 2,32 partes en peso de tallos de banano (2,32 t) por cada parte en peso de gallinaza (1 t). 2. Si se quieren utilizar los dos tipos de materiales ricos en C se deben mezclar 2 partes en peso de gallinaza (2 t) + 7,18 partes en peso de bagazo de caña (7,18 t) + 2,32 partes en peso de tallos de banano (2,32 t).
105
Manejo Agroecológico de Suelos
Cuando no se conoce la relación carbono/nitrógeno (C/N) se la puede calcular utilizando los valores que por lo general proporciona el laboratorio que son el porcentaje de MO y el porcentaje de N. Con estos dos valores se procede así: 1. Se calcula el porcentaje de C dividiendo el porcentaje de MO determinado por el laboratorio para el actor Van Benmelen (1,724): % MO %C= 1,724
2. Luego se aplica la siguiente órmula: %C C/N = %N
Ejemplo de cálculo de la relación C/N
Problema : en el laboratorio se ha determinado en una muestra de estiércol bovino que su contenido de MO es del 96,19 % y el de N del 1,67 %. ¿Cuál es la relación C/N de este material? Resolución: % MO %C=
96,19 =
1,67 %C C/N =
= 55,79 1,724
55,78 =
1,67
= 33/1 1,67
Respuesta: la relación C/N de la muestra de estiércol bovino es en este caso de 33 partes de C por cada parte de N. 2.1.2.5. El tamaño de las partículas
El tamaño de las partículas desempeña un papel importante en la velocidad de transormación biológica de los residuos. Las partículas demasiado grandes tienen poca superficie de contacto para ser atacadas por los microorganismos haciendo que el tiempo de procesamiento se alargue y que los materiales se transormen parcialmente. Cuando las partículas son muy pequeñas hay en cambio una disminución de los espacios intersticiales por lo que el material se compacta y se dificulta el intercambio de oxígeno y CO 2, lo que promueve la putreacción. La relación entre el área superficial y la acción descomponedora de los microorganismos debe avorecer la transormación de la MO y el tamaño de las partículas debe garantizar una adecuada aireación (tamaño ideal: 20 a 30 mm). 2.1.2.6. Las dimensiones de la pila de compostaje
Las dimensiones de la pila de compostaje influyen básicamente en la aireación del material y por lo tanto en la adecuada transormación del material orgánico. 106
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
En el caso de manejo manual de las pilas estas deben tener entre 0,80 y 1,20 m de ancho y entre 1 y 1,20 m de alto. El largo no tiene una influencia clara en el proceso de compostaje y dependerá de la disponibilidad del terreno. Si el compostaje se va a mecanizar, las dimensiones de las pilas pueden ser mayores: 2 a 3 m de ancho por 1,50 a 2,50 m de alto por el largo disponible en las instalaciones (una pila de compostaje manejable no debe exceder 25 m de largo). Es necesario recordar siempre a la hora de armar las pilas que hay que dejar el espacio suficiente entre ellas para poder pasar con la maquinaria y realizar las labores de remoción y cosecha. Estas medidas van a permitir controlar de una mejor manera las variables del proceso y terminarlo exitosamente. 2.1.2.7. La inoculación microbiana de la pila de compost
Con el propósito de disminuir el tiempo de elaboración del abono orgánico y obtener un material microbiológica y nutricionalmente mejorado, es importante inocular la pila de compostaje con EMA. Estas son algunas de las ventajas de la adición de microorganismos: • se acelera el incremento de las temperaturas que se mantienen en la etapa termófila del proceso independientemente de la aireación y las condiciones ambientales; • se promueve la transormación aeróbica de compuestos orgánicos evitando la descomposición de la MO por oxidación, en la que se liberan gases generadores de olores molestos (sulurosos, amoniacales y mercaptanos). Además se evita la prolieración de insectos vectores como moscas ya que estas no encuentran un medio adecuado para su desarrollo; • se incrementa la eficiencia de la MO como ertilizante ya que durante el proceso de ermentación se liberan y sintetizan sustancias y compuestos como aminoácidos, enzimas, vitaminas, sustancias bioactivas, hormonas y minerales solubles que al ser incorporados al suelo a través del abono orgánico mejoran sus características ísicas, químicas y microbiológicas. • se acelera el proceso de compostaje disminuyéndolo a la tercera parte del tiempo de un proceso convencional (8 a 12 semanas). 2.1.2.8. La humedad de la pila
El agua es requerida por los microorganismos para desarrollar sus unciones metabólicas y se la utiliza como vehículo de transporte de nutrientes y productos de desecho. En la pila de compostaje el balance de humedad es importante ya que valores bajos aectan el metabolismo microbiano mientras que los altos conllevan la acumulación de agua en las cavidades intersticiales dificultando la diusión de oxígeno
107
Manejo Agroecológico de Suelos
(O2) y avoreciendo las condiciones de anaerobiosis. La humedad de la pila de compostaje debe ubicarse entre el 50 y el 60 %. La humedad del compost en bioábricas de escala se controlará utilizando un medidor electrónico mientras que para pequeñas instalaciones se recomienda realizar la conocida “prueba del puñado” que consiste en tomar con la mano una pequeña porción del material y apretarlo uertemente: si se orma sin dificultad una especie de muñeco alargado quiere decir que la humedad está en el parámetro adecuado, si el material se disgrega con acilidad debe agregarse más agua hasta que tenga la consistencia deseada, pero si el agua chorrea habrá que agregar algún material orgánico absorbente para corregir el exceso de humedad o en su deecto abrir la pila para que se airee y pierda humedad. 2.1.2.9. La temperatura en la pila de compostaje
La pila de compostaje experimenta inicialmente una rápida elevación de la temperatura a causa del metabolismo de los microorganismos. El proceso de compostaje se lleva a cabo en cuatro ases de transormación ligadas a igual número de variaciones de temperatura: ase mesófila, ase termófila, ase mesófila y ase de maduración y estabilización. El control de los valores máximos de temperatura durante el proceso tiene como objetivo evitar la calcinación de los materiales en transormación así como garantizar la eliminación de patógenos y la inhabilitación de semillas de arvenses (hierbas indeseadas) con el fin de que el material sea inocuo a la hora de su aplicación en el campo. 2.1.2.10. La aireación de la pila de compostaje
El objetivo de la aireación es suministrar oxígeno (O 2) para la degradación microbiana, controlar la temperatura y eliminar la humedad excesiva del material orgánico. Durante la etapa termófila es necesario mantener un régimen adecuado de aireación controlando las temperaturas con un termómetro de sonda y realizando mínimo un volteo cada 15 días hasta que el material sea cosechado. Es importante recalcar que la excesiva aireación puede ocasionar la desecación del material y tener un eecto negativo en la actividad microbiana. La aireación de las pilas de compostaje se realiza a través de los orificios que dejan las estacas o cañas colocadas al momento de su construcción o de los tubos de policloruro de vinilo (PVC) perorados. En pilas estáticas la aireación se realiza mediante la insuflación de aire orzado a través de tuberías colocadas al interior de ellas.
2.1.3. Métodos para la elaboración del compost Existen varios métodos para la elaboración del compost, entre los que se destacan los siguientes:
108
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
• de reactores cerrados con agitación y aireación orzada, • de digestores cilíndricos rotativos, • de tanques rectangulares y cilíndricos en los que el tiempo promedio de compostaje se reduce significativamente (a pocas semanas), • en osas bajo nivel del suelo, y • en pilas aéreas (sobre el nivel del suelo). Este último método es el más común y económico pues bajo esta modalidad el proceso de aireación es natural y si bien la degradación se demora un poco más esto contribuye a una descomposición más completa de los materiales y a una mayor asimilación de nutrimentos. A continuación se presentan 3 métodos para la elaboración de compost sobre el nivel del suelo. Estos métodos se conocen como Indore, Pain y Peiffer. 2.1.3.1. El método Indore (aeróbico)
Es uno de los métodos más conocidos para la elaboración de compost. Se llama así porque se originó en el estado indio de Indore Darbar. Este método se maneja de manera totalmente aeróbica. Para la elaboración de compost con este método se procede de la siguiente manera: • Demarcación del terreno Las composteras deben hacerse en terrenos con una ligera pendiente para acilitar el escurrimiento en caso de exceso de humedad. Para la demarcación del área se utilizarán 4 estacas y 1 piola, teniéndose en cuenta los siguientes aspectos: 1. En pequeñas fincas las dimensiones recomendadas son entre 1 y 1,20 m de ancho, entre 2 y 5 m de largo y entre 0,80 y 1 m de alto. 2. Si la compostera es industrial las dimensiones recomendadas son entre 2 y 3 m de ancho, entre 10 y 25 m de largo y entre 1,50 y 2 m de alto. 3. Se deben colocar en el suelo estacas o cañas guadua de 1,40 m de alto por 10 cm de diámetro cada 1,50 m, sin afirmarlas a fin de poder extraerlas al día siguiente (esto acilitará la entrada de aire a la mezcla de materiales). En las composteras industriales pueden colocarse de manera fija tubos de PVC de 5 cm de diámetro perorados para acilitar la circulación de aire (estos tubos solamente se retiran cuando se realizan los volteos del material). • Construcción de la compostera Para ello se debe observar el siguiente protocolo: 1. Aflojar el área demarcada a una proundidad de 0,20 m utilizando una barra o un azadón con el fin de activar la biología del suelo. Las composteras de carácter industrial se hacen sobre superficies afirmadas o encementadas debido a su volumen.
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Manejo Agroecológico de Suelos
2. Colocar en la base una capa de 2,50 cm de alto de caña de maíz, tallo de quinua, bagazo, pseudotallo de musáceas u otro material grueso para acilitar el drenaje y la aireación. En las composteras industriales esta estrategia no es necesaria pues se utiliza tubería plástica perorada. 3. Colocar una capa de 20 cm de alto de desechos vegetales secos o rescos (malezas de la deshierba, desechos de leguminosas, etc.) y aplicar agua hasta saturación si el material estuviera seco. El material vegetal en lo posible debe trocearse para orecer a los microorganismos una superficie menor donde actuar a fin de acelerar el proceso de descomposición. Se recomienda que el tamaño de las partículas vegetales oscile entre 1 y 2 cm. En la producción de compost a escala, para el caso de materiales leñosos o fibrosos, la alternativa es usar trituradoras o chipeadoras. 4. Colocar una capa de 10 cm de alto de estiércol bovino, gallinaza o una mezcla de estiércoles de granja. Si el material estuviera seco aplicar agua hasta saturación. 5. Colocar una capa de tierra de 2,50 cm de alto y aplicar sobre ella una capa de 1 cm de cal agrícola, cal dolomita o ceniza vegetal. ambién se puede colocar una capa de roca osórica pero en ese caso ya no se debe aplicar cal pues el contenido nutrimental de la roca osórica está constituido por un 40 % de calcio. 6. Repetir la operación desde el numeral 3 hasta alcanzar entre 1 y 1,20 m de altura en las composteras artesanales y hasta 2 m en aquellas que disponen de equipos mecanizados. 7. Después de colocar cada capa de material orgánico se debe proceder a inocularlo con una solución a base de 500 ml de EMA + 500 ml de melaza diluidos en 20 litros de agua. Esta solución sirve para inocular 1 m3 de material orgánico. Las aplicaciones se pueden realizar utilizando una bomba de mochila, una regadera o simplemente un recipiente con agujeros en la base para posibilitar la salida del líquido. De manera alternativa, cuando no se dispone de EMA, se puede recurrir a la utilización de 115 gramos de levadura para pan (4 onzas) + 500 ml de melaza diluidos en 20 litros de agua por cada m3 de material a compostar. 8. Al concluir la elaboración de la compostera, para conservar la humedad y la temperatura así como para evitar la volatilización del nitrógeno o el lavado de otros elementos nutritivos, se debe cubrir el montón que se ha ormado con cualquiera de estos materiales: paja, hoja de plátano, banano, sacos de yute o una lámina de plástico (figura 4).
110
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
1,5–2,0 m
2,0–5,0 m 10,0–25,0 m
1,0–1,2 m 2,0–3,0 m
Figura 4 - Forma y dimensiones de una compostera con el método Indore
9. Cuando la elaboración elaboración de compost es industrial industrial y se realiza en regiones con precipitaciones recuentes, se recomienda hacerla en un área protegida y en pilas que tengan las siguientes dimensiones: 2 a 3 m de ancho × 10 a 25 m de largo y 1,50 a 2 m de alto, con 2 a 3 m de distancia entre cada pila para posibilitar su volteo periódico. En este caso se recomienda afirmar el suelo y recubrirlo con una capa de cemento para evitar que las aguas lixiviadas que se producen especialmente durante las primeras semanas del compostaje (preermentación y comienzo de la ermentación intensiva) intensiva) contaminen el suelo y las aguas subterráneas (oto 1).
Foto 1- Planta para producción de compost bajo condiciones protegidas
(Proyecto MAGAP-GAD provincial de Pichincha, Pedro Vicente Maldonado) 111
Manejo Agroecológico de Suelos
10. En 10. En el caso de las composteras de tipo industrial se pueden recoger los lixiviados mediante un sistema de pequeños canales para conducirlos a una laguna de tratamiento biológico. No se recomienda reutilizar las aguas lixiviadas para el riego del compost ya que se pone en peligro la higienización del material. 11. La 11. La laguna para el tratamiento biológico de las aguas lixiviadas tiene que ser muy superficial para evitar e vitar condiciones anaeróbicas y su posterior putreacción. Una proundidad de 10 a 15 cm es ideal. ide al. Para lograr una buena purificación las aguas deberían permanecer en la laguna por lo menos 30 días aunque lo óptimo sería 50. En estos casos para la descontaminación biológica de los lixiviados también se puede recurrir al uso de EMA en una dosis de 200 ml/m 3 de agua lixiviada. • Manejo de la compostera compostera 1. Al día siguiente de implementada implementada la compostera se deben remover remover los palos colocados a fin de que circule aire por los orificios. Cuando se colocan tubos de PVC perorados no hay necesidad de hacer esta operación. 2. Es necesario mantener la compostera compostera siempre húmeda y tapada tapada para activar el proceso de descomposición de los materiales y evitar el lavado o volatilización de los elementos nutritivos presentes en los materiales organo-minerales. organo-minerales. 3. Se debe controlar controlar la temperatura temperatura para saber si el material se está descomponiendo. componiendo. Por lo general la temperatura inicial es de 12–15 ºC y puede subir por encima de los 70–80 ºC para luego descender, vol ver a subir y bajar definitivamente otra vez a 12–15 ºC cuando ya se se ha completado el proceso de descomposición de los materiales. En condiciones normales esto ocurre en 3 o 4 meses pero cuando se utilizan agentes microbiológicos el proceso puede darse en la mitad del tiempo. 4. Es importante importante evitar que que la mezcla alcance temperaturas temperaturas por encima encima de los 70 ºC pues en esas circunstancias los microorganismos benéficos mueren. Cuando esto sucede se debe humedecer la compostera o voltearla para que se airee. Para medir la temperatura en la finca se puede introducir un machete por p or el centro y si la hoja después de 2 a 3 minutos sale extremadamente caliente al punto de no poder tocarla con los dedos significa que la temperatura está por encima de los 70 ºC. En condiciones industriales esta labor se hará mediante la introducción de un termómetro de sonda. 5. Es necesario remover remover la pila cada 15 días procurando procurando que los materiales que están en la parte externa del montón queden hacia el
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VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
centro para que la descomposición se realice de manera homogénea. Al eectuar la remoción de los materiales se puede volver a inocular la pila de desechos con la misma órmula a base de EMA o levadura, melaza y agua para acelerar el proceso de descomposición de los materiales orgánicos. 6. Para activar la descomposición de los materiales sometidos sometidos al proceso de compostaje en cada volteo de la pila se puede aplicar purín. Con una regadera se aplican 2 litros de purín + 18 litros de agua por cada m3 de compostera. Con el fin de acelerar la descomposición de los materiales orgánicos es posible volver a inocular la pila cada vez que se realizan los volteos aplicando EMA en una dosis de 500 ml + 500 mililitros de melaza o miel de caña diluidos en 20 litros de agua por cada m3 de desechos orgánicos. Se pueden devolver los lixiviados a las pilas para enriquecer el sustrato orgánico. orgánico. 7. Si la compostera despide olores olores uertes (olor a amoníaco) amoníaco) es porque hay un exceso de material vegetal verde el mismo que puede neutralizarse volteándola y aplicando aplicando cal o ceniza. 8. Si la compostera está ría puede puede ser porque porque le alta humedad humedad para lo cual habrá que aplicar agua hasta saturación pues de lo contrario no se activará el proceso de descomposición. 2.1.3.2. El método Pfeiffer (aeróbico)
Para la elaboración de compost con este método se procede de la siguiente manera: • Demarcación del terreno Demarcar el espacio donde se construirá la compostera con la ayuda de 4 estacas y una piola manteniendo según el caso las mismas dimensiones que para la elaboración con el método Indore. • Construcción de la compostera 1. Aflojar el área área demarcada demarcada para activar la biología del suelo. suelo. 2. Colocar una capa capa de 2,50 cm de alto alto de caña de maíz, bagazo bagazo o algún algún material grueso. 3. Colocar una capa de hierba tierna verde y seca de 20 cm de alto, alto, apisonar el material y aplicar agua hasta saturación. 4. Colocar una capa de 10 cm de alto alto de aserrín suave, suave, apisonar apisonar el material y aplicar agua hasta saturación. 5. Colocar una capa de 2,50 cm de alto de una mezcla elaborada elaborada con partes iguales de tierra, cal, ceniza vegetal o roca osórica, apisonar el material y aplicar agua hasta saturación. 6. Repetir la operación desde el numeral 3 hasta hasta alcanzar 1 m de altura. 113
Manejo Agroecológico de Suelos
compostera • Manejo de la compostera Actuar como en el método anterior pero eectuando un solo removimiento del material. Este estará descompuesto a partir del cuarto mes. Si se aplican agentes microbiológicos microbiológicos (EMA) a la mezcla el tiempo de d e descomposición se acortará significativamente. 2.1.3.3. El método Pain (aeróbico)
Para la elaboración de compost con este método se procede de la siguiente manera: • Demarcación del terreno Con la ayuda de 4 estacas y una piola se marca el espacio donde se va a elaborar la compostera. Las dimensiones deben ser las mismas que para los métodos anteriores. • Construcción de la compostera 1. Aflojar el área área demarcada demarcada para activar la biología del suelo. suelo. 2. Colocar una capa de 15 cm de alto alto de zarzales zarzales (hojas y ramas secas), desechos de leguminosas y cama de establo. Apisonar el material y aplicar agua hasta saturación. 3. Colocar una capa de ramas verdes verdes picadas de 15 cm de alto. alto. Apisonar Apisonar el material y aplicar agua hasta saturación. 4. Colocar una capa de tierra mezclada con cal o ceniza vegetal y roca osórica de 2,50 cm de alto, alto, apisonar el material y aplicar agua hasta saturación. 5. Repetir la operación operación desde el numeral 2 hasta hasta alcanzar alcanzar una altura de 1 m. • Manejo de la compostera compostera 1. Mantener el montón siempre húmedo. 2. Controlar que la temperatura no exceda los 70 ºC. 3. Este modelo no requiere hacer ningún removimiento. removimiento. 4. El material material tarda entre 4 y 4½ meses en descomponerse. Este tiempo tiempo puede acortarse mediante la aplicación de purines o agentes microbiológicos.
2.1.4. Etapas del proceso de compostaje Independientemente del método de compostaje las etapas son las siguientes: 1. Etapa mesófila
La temperatura sube muy rápido hasta alcanzar a lcanzar los 40 ºC. Los microorganismos mesófilos no son específicos y se alimentan de proteínas y azúcares que son explotadas rápidamente. El pH baja un poco porque se producen ácidos orgánicos. Los compuestos solubles se descomponen durante los primeros 2 o 3 días. En esta etapa el pH puede alcanzar valores de entre 5 y 5,5 (ácido). 114
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
2. Etapa termófila
Como resultado de la intensa actividad biológica que se desarrolla de sarrolla al interior de la compostera, se produce un incremento constante de la temperatura temperatura que puede alcanzar 70 a 75 ºC. Este proceso puede durar desde algunas semanas hasta 2 o 3 meses. En esta etapa la mayor parte de la celulosa se degrada. Las temperaturas por encima de los 40 ºC ayudan a destruir la mayoría mayoría de gérmenes patógenos. Las bacterias y hongos benéficos pueden soportarlas pero pasados los 70 ºC también pueden sucumbir. El pH fluctúa en un rango de 8 a 9 (alcalino). Es importante señalar que durante esta etapa los agentes patógenos como larvas y semillas de hierbas hierb as indeseadas atacados por el calor se enrentan también a la agresividad de los microorganismos. Estos se encuentran en pleno desarrollo y en un medio en el que todo les es avorable para generar sustancias inhibidoras como los antibióticos antibióticos que acabarán con los agentes patógenos garantizando garantizando de esta manera la inocuidad del producto final. En la tabla 30 se presentan las condiciones de destrucción de algunos agentes patógenos o de algunos parásitos. Tabla 30 - Condiciones de destrucción de algunos agentes patógenos o de algunos parásitos
Agentes patógenos patógenos o parásitos
Enfermedades que provocan
Salmonella typhosa
Fiebre tifoidea
Salmonella sp. Shigella sp. Entamoeba histolytica cisti
Tenia Necator americanus Trichinella spiralis larvae
Brucella abortus o suis Mycobacterium tuberculosis var. var. hominis Corynebacterium diphteriae
Condiciones de destrucción
No se desarrolla a temperaturas > 45º 45º C. Muere al cabo de 30 minutos a temperaturas de 55º– 60º C, y al cabo de 20 minutos a > 60º 60º C. Gastroenteritis Muere al cabo de 1 hora a 55º C o al cabo de 20 minutos a 60º C. Disentería Muere al cabo de 1 hora a 55º C. Disentería amebiana Muerte térmica a 68º C Infestación intestinal Muere al cabo de 5 minutos a 71º C. Infestación intestinal Muere al cabo de 5 minutos a 45º C. Infestación mu muscular Acci cción de de in infes festación re reducida trtras una exposición de una hora a 50º C. Muerte térmica a 62º–72º C. Fiebre ondulante (brucelosis Muere al cabo de 3 minutos a 61º C. o fiebre de Malta) Tuberculosis Muere al cabo de 15–20 minutos a 66º C o después de recalentamiento temporal a 67º C. Difteria Muere al cabo de 45 minutos a 55º C.
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Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 30 (continuación)
Agentes patógenos o parásitos Micrococcus pyogenes var. aureus
Enfermedades que provocan
Escherichia coli
Forúnculos y abscesos Septicemia Gastroenteritis
Ascaris lumbricoides
Infestación intestinal
Streptococcus pyogenes
Condiciones de destrucción
Muere al cabo de 10 minutos a 55º C. Muere al cabo de 10 minutos a 54º C. Generalmente muere al cabo de 1 hora a 55º C y al cabo de 15–20 minutos a 60º C. Muere en menos de una hora a > 50º C.
Fuente: De Nardo 1983, modificado.
3. Etapa mesófila
La temperatura disminuye lentamente a 40–45 ºC y los microorganismos mesófilos se transorman. Esta ase comienza después de 4 semanas y dura el mismo tiempo. Las bacterias y hongos explotan otra parte de la celulosa, por ejemplo los basidiomicetos usan lignina y lignoproteína. 4. Etapa de estabilización (maduración)
La tasa de descomposición decrece y disminuye la temperatura estabilizándose en valores próximos a los del entorno. A continuación se produce la recolonización del compost por parte de la microflora y la microauna que lo enriquecen con su presencia. En el compost ya maduro y estabilizado el pH puede oscilar entre 7 y 8. En la figura 5 se presentan las etapas del proceso de compostaje. Temperatura 70 °C
Fase termófila
Figura 5 Etapas del proceso de compostaje Fase mesófila 10 °C
Fase mesófila
Fase de maduración Tiempo
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VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
2.1.5. Cosecha, procesamiento y manejo del compost • Cosecha Cuando el compost ha llegado a su etapa de estabilización desde el punto de vista microbiológico, la finalización del proceso de compostaje se caracteriza por la ausencia de actividad metabólica. El material tiene un aspecto uniorme de color caé oscuro con un olor agradable a tierra de bosque y mantiene una temperatura similar a la del entorno. Este es el momento indicado para proceder a su cosecha. • Procesamiento Una vez culminado el proceso de compostaje el material debe conducirse al área de procesamiento donde se deberá mezclar la cosecha de varias pilas a fin de homogeneizarlo. Luego se lo extenderá en capas no mayores a 30 cm de alto para avorecer la pérdida de humedad a temperatura ambiente. Para que el material compostado tenga una presentación adecuada es necesario someterlo a un proceso de refinado. Deberá alcanzar una humedad por debajo del 20 % para proceder entonces a cernirlo pasándolo por una criba o zaranda manual conormada por un marco de madera o hierro de 1,20 a 1,50 m de largo × 0,80 a 1 m de ancho con una malla de 2,50 × 2,50 cm (oto 2).
Foto 2 - Cernido manual del material orgánico compostado, utilizando una criba
(Centro de Reciclaje, GAD municipal de Loja)
Cuando el volumen de compost obtenido es grande se recomienda usar cribas o zarandas mecánicas que pueden ser vibratorias o de rotación. El tamaño de malla de la criba dependerá de la granulometría que se desea obtener. Sin embargo, para utilización agrícola se recomiendan mallas de 1 × 1 cm (oto 3, página siguiente). Es importante señalar que no todo el material que entra al sistema de compostaje se biodegrada a la misma velocidad. Por su estructura ísico-química muchos 117
Manejo Agroecológico de Suelos
Foto 3 - Zaranda mecánica para procesar el compost
(Proyecto MAGAP-GAD provincial de Pichincha, Pedro Vicente Maldonado)
materiales requieren un mayor tiempo para perder su morología inicial. Por esta razón es muy recuente que conjuntamente con el compost se presenten restos de materiales en distintas etapas de biodegradación o bien que el residuo original contenga aún componentes inorgánicos. Esta situación puede producirse cuando la materia prima es la racción orgánica recuperada de los residuos sólidos domiciliarios (desechos urbanos). En el proceso de cribado se produce un rechazo que puede ser del orden del 5 al 20 % dependiendo de la materia prima utilizada y de la granulometría que se desea obtener. Si este rechazo es exclusivamente de desechos orgánicos se lo ingresará nue vamente al sistema de compostaje. En términos generales, durante el proceso de compostaje se producen pérdidas de volumen de los materiales originales de residuos debido a los procesos bioquímicos y a su manipulación. A esta disminución se debe adicionar la producida por el rechazo de materiales no degradados completamente. La conversión de los materiales originales en compost se denomina nivel de eficiencia. En la tabla 31 (página siguiente) se presentan los datos correspondientes al Proyecto de Investigación en Agricultura Orgánica llevado a cabo por la Fundación para el Desarrollo Agropecuario (Fundagro) en 1995 que muestran el nivel de eficiencia de los materiales utilizados en 3 modelos de composteras. En la tabla 32 (página siguiente) se registran los valores promedio del volumen de los materiales al inicio y al final del proceso de compostaje. • Manejo del compost (acopio, empaque y almacenamiento) Una vez finalizado el proceso de compostaje y su respectivo procesamiento es conveniente acopiar el material bajo techo ya que a la intemperie puede perder rápidamente nutrimentos por lavado, lixiviación o volatilización así como su carga microbiana por eecto de la radiación solar. Si no se dispone de la inraestructura adecuada para tal fin se puede cubrir el compost con materiales impermeables. 118
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
Tabla 31 - Nivel de eficiencia de los materiales utilizados en la elaboración de tres modelos de composteras
Modelo
Indore Pfeiffer Pain
Desechos procesados (kg)
Compost obtenido (kg)
Nivel de eficiencia por cada 1000 kg (%)
14 000
5 600
40
13 000
3 900
30
12 000
3 600
30
Fuente: Suquilanda 1996. Tabla 32 - Volúmenes de material compostado al inicio y al final del proceso
Modelo
Indore Pfeiffer Pain
Volumen al inicio del proceso (m3)
Volumen de compost (t/m3)
12,48
1,75
12,48
1,95
12,48
2
Fuente: Suquilanda 1996.
Si el compost va a ser comercializado, es recomendable empacarlo en sacos limpios de polipropileno debidamente litografiados con la marca del producto, haciendo constar en un marbete adherido al empaque los contenidos de MO, nutrimentos, pH, relación C/N y carga microbiana. Se puede almacenar el material empacado en bodegas rescas y aireadas por no más de 3 meses para evitar la pérdida de calidad (oto 4).
Foto 4 - Empacado del compost procesado
(Planta de Bioinsumos, Proyecto MAGAP-GAD provincial de Loja, Zapotepamba, cantón Paltas) 119
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2.1.6. Características y composición del compost Contrariamente a lo que ocurre con el material original al concluir el proceso de descomposición, el compost está pr ácticamente libre de patógenos por lo que puede ser ácilmente manipulado y almacenado ya que no tiene mal olor. Además si el material ue tratado con inoculaciones de EMA el compost tendrá una alta carga microbiana benéfica que ayudará a una mayor asimilación de nutrimentos y a controlar en muchos casos las poblaciones de insectos, patógenos y nematodos que causan daño a las plantas. Las características químicas del compost dependen de la cantidad y calidad de los materiales utilizados, de las condiciones ambientales existentes durante el proceso de descomposición y del manejo de las composteras. En la tabla 33 se presentan los valores promedio de nutrimentos, pH y relación C/N obtenidos en las composteras experimentadas durante el Proyecto de Investigación en Agricultura Orgánica llevado a cabo por Fundagro (1995). Tabla 33 - Valores promedio de nutrientes por tonelada de compost, pH y relación C/N
Modelo
Indore Pfeiffer Pain
Nitrógeno (N)
Óxido de fósforo (P2O5)
Óxido de potasio (K 2O)
Óxido de calcio (CaO)
pH
Relación C/N
14
30
25
40
7,3
16/1
6
29
25
35
7,7
15/1
4
30
30
42
7,6
18/1
Fuente: Suquilanda 1996.
2.1.7. Forma y dosis de aplicación del compost La aplicación de compost se hará de acuerdo a los análisis de suelo realizados antes de iniciar un cultivo, a la riqueza de nutrimentos de aquel y a sus requerimientos nutrimentales de elementos minerales puros. Por lo general en cultivos hortícolas se pueden aplicar entre 8 y 10 toneladas de compost por hectárea. La aplicación puede hacerse antes de la siembra con el paso de la última labor de rastra sobre las camas en el caso de que el cultivo se vaya a trabajar bajo este sistema o en el momento del aporque de las plantas en orma mateada. En el cultivo de papas la dosis de compost puede ser igual a la utilizada en el cultivo de hortalizas. El compost se aplica al ondo del surco en el momento de la siembra. No importa que el tubérculo entre en contacto con el compost. En cultivos cuya siembra se hace a “chorro continuo” también se puede actuar de esta manera. Para la preparación de los almácigos se puede utilizar una dosis de 1 a 2 kg por metro cuadrado. La aplicación en este caso se hace esparciendo el compost sobre la
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VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
superficie del almácigo para luego incorporarlo en los primeros 10 cm de suelo con la ayuda de un rastrillo. En cultivos permanentes como rutales, caé, cacao o banano se pueden aplicar de 2 a 5 kg de compost por planta. La primera aplicación se hace en el momento de la siembra colocando el compost al ondo de cada hoyo. Posteriormente se pueden hacer nuevas aplicaciones (3 a 4 ciclos por año) en dosis de entre 4 y 6 kg por planta. Estas se harán en la corona de las plantas (a la altura de las ramas más extendidas o en la gotera del árbol) donde se colocará el compost para luego taparlo con tierra o con los mismos desechos que se encuentran en el entorno. En el caso del banano se coloca el material alrededor de la planta y se tapa con los desechos del mismo cultivo para evitar su lavado o arrastre. En la producción florícola se realizan aplicaciones de hasta 42 t/ha (210 kg por cama de 32 m2 c/u).
2.2. Compost a partir de desechos orgánicos específicos 2.2.1. Compost de cascarilla de arroz La cascarilla de arroz es un subproducto que se obtiene a partir del procesamiento de la cosecha de arroz. Es rica en sílice y tiene una relación C/N de 50:1. En las piladoras (molinos) por lo general se desperdicia este producto arrojándolo a los cursos de agua o quemándolo en grandes montículos con la consiguiente contaminación del aire. Sin embargo desde hace algún tiempo se utiliza este material en la agricultura como cobertura muerta ( mulch), en la preparación de camas para horticultura y floricultura, con el fin de dar soltura a los sustratos y en la elaboración de abonos orgánicos ermentados. La cascarilla de arroz tiene fibra dura y absorbe con dificultad el agua por lo que su proceso de descomposición es muy lento. Mezclada con otros materiales orgánicos, minerales y microorganismos es capaz de descomponerse y proporcionar un compost de buena calidad. A continuación se presentan los detalles de su elaboración. • Materiales Los materiales necesarios para elaborar el compost a partir de la cascarilla de arroz son los siguientes: – arecho de arroz (polvillo) 10 % 10 % – gallinaza 30 % – residuos de soya o réjol (tallos y vainas) – cascarilla de arroz (en proporción volumétrica) 50 % • Procedimiento 1. Mezclar los ingredientes homogeneizándolos con la ayuda de herramientas manuales de labranza o con maquinaria especial si los volúmenes son mayores, adicionando agua hasta alcanzar una humedad equivalente al 60 %.
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Manejo Agroecológico de Suelos
2. A medida que se realiza la mezcla inocular los ingredientes con 500 ml de EMA + 500 ml de melaza diluidos en 20 litros de agua (por cada m 3 de material a compostar). Alternativamente se puede utilizar levadura para pan (4 onzas + 500 ml de melaza diluidos en 20 litros de agua). 3. Apilar y cubrir el material mezclado, húmedo e inoculado en eras de 1,20 a 2 m de ancho, 1 a 1,20 m de alto y 5 a 10 m de largo. 4. Al segundo día la temperatura tiende a subir rápidamente pudiendo llegar a sobrepasar los 70 ºC. Es necesario evitar que esto ocurra remo viendo y aplicando agua. 5. Hasta el segundo mes será necesario remover la mezcla cada 2 semanas aplicando agua ya que el material tiende a deshidratarse rápidamente. En adelante bastará un removimiento mensual. ambién es recomendable volver a aplicar la mezcla el inóculo indicado en el punto 2. El compost estará listo en 8 a 12 meses. • Uso y manejo El compost de cascarilla de arroz se puede mezclar con otros abonos o directamente con la tierra de cultivo. El principal uso que puede darse a este preparado es su aplicación en las tierras dedicadas a la producción de rutas. Actúa como mejorador de la ertilidad del suelo y como material de cobertura, siendo ideal para suelos mal drenados. Se lo puede transportar empacado o sin empacar, en carretas de tracción animal o en contenedores trasladados en camiones. Es importante cubrirlo siempre para evitar que el sol o el viento lo desequen y lo desactiven.
2.2.2. Compost de cama de ganado Este compost se elabora a partir de la cama del ganado (bovino, equino o porcino) que puede mezclarse con otros elementos orgánicos de la granja. A continuación se presentan los detalles para su preparación. • Materiales Los materiales para la elaboración del compost a partir de la cama de ganado son los siguientes: 60 % – cama de ganado – cascarilla de arroz 27 % – gallinaza 10 % – zeolita 2,5 % 0,5 % – EMA La gallinaza sirve para regular la relación C/N mientras que la zeolita tiene un eecto desodorante y por su carácter poroso posee una gran capacidad para retener amoníaco.
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VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
• Procedimiento La elaboración del compost de cama de ganado debe seguir los siguientes pasos: 1. mezclar de manera homogénea los dierentes ingredientes humedeciendo e inoculando la mezcla con los EMA. Para 10 toneladas de mezcla se recomiendan 25 kg de polvillo de arroz inoculados con una dilución de 50 litros de agua + 4 litros de EMA + 2 litros de melaza o miel de caña o panela; 2. ormar con la mezcla montones de 5 a 10 m de largo, 2 a 2,50 m de ancho y hasta 1,20 m de alto y protegerlos bajo techo; 3. controlar la temperatura evitando que suba por encima de los 70 ºC pues si esto sucede la biología de este compuesto se puede desactivar; 4. cada 2 meses será necesario voltear la mezcla; 5. si la mezcla despidiera un olor uerte (a amoníaco) este se puede neutralizar adicionando arecho inoculado con EMA; 6. cuando la temperatura se estabiliza en 60 ºC empieza la descomposición de los componentes de la MO en el siguiente orden: azúcares, amiláceos y proteínas; hemicelulosa; celulosa; lípidos y lignina; 7. en condiciones tropicales el compuesto estará listo para ser utilizado en 6 a 8 meses. En zonas altas el proceso puede alargarse un poco más. El compost elaborado de esta manera tiene un olor a tierra virgen. • Uso y manejo El compost de cama de ganado es un preparado de alta calidad ertilizante por lo que su utilización debe destinarse a cultivos de elevada rentabilidad así como a la elaboración de sustratos para almácigos y medios para enraizamiento de plantas a partir de estacas, brotes, bulbos u otras partes vegetativas. Este preparado debe almacenarse y transportarse cuidadosamente, empacado en sacos de polipropileno. Es importante cubrirlo siempre para evitar que el sol o el viento lo desequen y lo desactiven.
2.2.3. Compost (humus o mantillo) de aserrín Según el diccionario de la Real Academia Española el humus es el mantillo o capa superior del suelo que resulta de la descomposición lenta de las ramas, pajas, ho jas, etc. ambién se lo define como el conjunto de MO en transormación que existe en el suelo. Para la agricultura el humus es el último estado de descomposición de la MO y como tal constituye la base de la ertilidad del suelo. Es muy conocido que el aserrín requiere muchos años para descomponerse por lo que en la mayor parte de aserraderos, talleres y carpinterías donde se procesan
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Manejo Agroecológico de Suelos
maderas se lo desecha quemándolo o arrojándolo a los cursos de agua, ocasionando con estas prácticas inadecuadas la contaminación del ambiente. Una orma de aprovechar el aserrín es convertirlo en humus para la agricultura aplicando para ello procedimientos sencillos. Esta conversión puede realizarse en un plazo corto, de 5 a 6 meses. Durante este tiempo se somete el aserrín a un proceso de compostaje con el que se labiliza la celulosa que contiene mediante la aplicación de productos ertilizantes naturales (roca osórica, cal o sulato de calcio y ermentados naturales) y la inoculación con EMA. Su posterior hidrolización genera in situ azúcares requeridos por el metabolismo microbiano lo que posibilita el desarrollo activo de una flora microbiana de las mismas características del suelo. A continuación se presenta la adaptación de un método desarrollado por el Instituto Eawag de Suiza y la Corporación Industrial para el Desarrollo Regional del Bio Bio (Cidere Bio Bio) de Chile (1988) mediante el cual es posible degradar de manera acelerada el aserrín para convertirlo en un rico y valioso material ertilizante. • Materiales Los materiales para la elaboración del compost a partir del aserrín de madera son los siguientes: – aserrín de maderas blancas no resinosas – roca osórica (30 % de P2O5 y 40 % de CO3Ca) – melaza (con 40 % de sacarosa) – purín de establo, purín de hierbas o té de estiércol – EMA o levadura para pan Estos ingredientes se dosifican con el aserrín en su condición de materia seca. Considerando que este material suele tener una humedad (base húmeda) del 50 % y que tiene una densidad aparente de 300 kg/m3, se puede deducir que en un metro cúbico de material hay 150 kg de aserrín materia seca. Por cada tonelada de aserrín (1000 kg) con 50 % de humedad (500 kg de aserrín materia seca) deberán adicionarse 5 kg de roca osórica, 10 litros de melaza, 20 litros de purín (de establo, de hierbas o té de estiércol puros) y 2 litros de EMA (o 500 gramos de levadura para pan). • Procedimiento 1. Se debe elegir un terreno ligeramente inclinado para acilitar el escurrimiento de posibles excesos de agua. Es preerible que el suelo donde se vaya a compostar el aserrín tenga una base dura. 2. Antes de apilar el material se debe demarcar el terreno para lo cual se utilizarán 4 estacas y una piola. Se recomienda marcar espacios de 2 m de ancho por 10 a 20 m de largo dejando 2,30 m de calles entre pila y pila para acilitar los volteos necesarios durante el proceso de compostaje. 124
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
3. Adicionar los materiales debidamente pesados (aserrín, roca osórica, melaza, purín, microorganismos) humedeciendo la mezcla de manera homogénea y apilar la preparación en las áreas demarcadas. La altura de las pilas no deberá exceder 1 m. El ancho y el alto limitados tienen por objeto acilitar la labor de volteo de las pilas. Se procurará que la mezcla tenga una humedad promedio del 60 % durante los 5 o 6 meses que dura el proceso de compostaje. Para mantener este parámetro se sugiere realizar periódicamente la prueba del puñado a fin de determinar si es necesaria o no la aplicación de agua. 4. Las pilas deben cubrirse con materiales alternativos (paja, hojas de palma, banano, plátano, cade, sacos de yute, polipropileno o plástico) a fin de evitar que los rayos solares desequen la mezcla y desactiven la microbiología que se está desarrollando, o que se laven o volatilicen sus nutrimentos. 5. Voltear las pilas cada 4 semanas utilizando herramientas manuales de labranza (palas, trinches o layas) o una cargadora tipo payloader . Este procedimiento permite que la mezcla reciba el oxígeno necesario para que la flora bacteriana se desarrolle adecuadamente. A medida que se eectúan los volteos se pueden realizar nuevas inoculaciones con EMA. • Desarrollo del proceso El proceso de transormación del aserrín en humus se inicia una vez que la pila de aserrín está armada con los ingredientes correspondientes y con el porcentaje de humedad indicado. Al cabo de algunos días se notará una ligera elevación de la temperatura al interior de la mezcla. Si este nivel es uniorme a lo largo de la pila es un primer indicio de que la mezcla se hizo adecuadamente y de orma homogénea. Como ya se indicó anteriormente, cada 4 semanas deberá voltearse la pila procurando que la superficie que estaba hacia auera quede en la parte central. Si existen grumos habrá que deshacerlos. Si la temperatura sube repentinamente por encima de los 65 ºC se procederá a realizar inmediatamente un volteo y a humedecer la mezcla. Cuando la mezcla se haya enriado, después de 5 a 6 meses, el humus estará listo para ser cosechado, ensacado y almacenado antes de ser trasladado a los campos de cultivo. El humus debe ser cosechado con un pH lo más cercano a 7 lo que se consigue con la aplicación de la roca osórica que tiene también un 40 % de calcio. Si el pH no es el adecuado se puede aplicar lechada de cal apagada para conseguirlo. Estas aplicaciones se deben hacer en las últimas 8 semanas del proceso durante los 2 últimos volteos de la pila de aserrín. Es posible que 2 de
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Manejo Agroecológico de Suelos
estas lechadas aplicadas cada 4 semanas, inmediatamente antes de voltear la pila, sean suficientes para subir el pH. Cada lechada debe prepararse con 3 kg de cal apagada por tonelada de aserrín (materia seca) en proceso. Si se sobrepasa el límite de pH 7 es posible rebajarlo aplicando una lechada de yeso (sulato de calcio). Debe procurarse que estas lechadas queden incorporadas de manera homogénea en el compost. • Características nutricionales Luego del proceso de ormación el humus presenta un color caé y tiene granos de aserrín aún visibles a simple vista. Sin embargo al ser incorporado al suelo estos granos ya no son visibles. Aplicado en suelos pobres en MO este humus constituye un nutrimento para las plantas y para la flora microbiana de la rizósera. Es capaz de modificar las propiedades mecánicas del suelo aumentando la capacidad de infiltración y retención de agua. Al término del proceso de compostaje el humus muestra el siguiente análisis: 3% – nitrógeno – ósoro 40 ppm – potasio 7 ppm 8:1 – relación C/N – MO > 50 % • Uso La aplicación del compost (humus) de aserrín debe realizarse después de los respectivos análisis del suelo de acuerdo a su riqueza nutrimental así como a las recomendaciones de nutrimentos del cultivo o cultivos a implementarse. El humus debe esparcirse en el suelo y dejarse sin incorporar por una semana. Después de ese tiempo se debe proceder a su incorporación en los primeros 20 cm de espesor del suelo con el paso de una rastra. En suelos pobres en MO se ha observado en la práctica que el rendimiento de los cultivos hortícolas mejora ostensiblemente con la aplicación de este humus a partir de 5 toneladas por hectárea. La tendencia muestra que el rendimiento óptimo se obtiene con una adición de 20 toneladas por hectárea.
2.3. Humus de lombriz, lombricompuesto o vermicompost 2.3.1. Aspectos generales Por sus extraordinarias propiedades regeneradoras del suelo y por los nutrimentos que contiene el humus de lombriz, lombricompuesto o vermicompost es, a criterio de muchos agricultores, el mejor abono orgánico del mundo. El término vermicompost que se ha ido imponiendo corresponde en inglés a earthworm casting (deyección de lombrices). Este humus se produce a partir de las deyecciones de la lombriz y constituye un abono de excelente calidad debido a sus propiedades y composición. iene un 126
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
alto contenido de nitrógeno, ósoro, potasio, calcio y magnesio, elementos esenciales para la vida vegetal. Además es rico en oligoelementos igualmente esenciales para la vida de todo organismo por lo que es un material más completo que los ertilizantes industriales químico-sintéticos, capaz de orecer a las plantas una alimentación más equilibrada. Otra de las ventajas del humus de lombriz rente a los ertilizantes químicos es que sus elementos básicos están presentes en una orma mucho más utilizable y asimilable para las raíces de las plantas. El humus de lombriz comparado con otros abonos orgánicos como el estiércol de bovino, de cerdo, la gallinaza, etc. presenta las siguientes ventajas: • una tonelada de humus de lombriz equivale a 10 toneladas de estiércol de vacas, cerdos y gallinas; • en el manejo de los estiércoles se pierde el nitrógeno y el ósoro no es asimilable, lo que produce un desbalance en el suelo que posteriormente debe ser corregido. Uno de los aspectos más sobresalientes del humus de lombriz es que contiene una gran cantidad de microorganismos (bacterias y hongos) y de enzimas que contribuyen de manera significativa a mejorar la calidad biológica del suelo. La carga bacteriana es de aproximadamente un billón por gramo. Se trata de una concentración muy alta que supera la de los mejores abonos animales. Este humus también puede definirse como un organismo vivo que actúa sobre las sustancias orgánicas del terreno donde se aplica y continúa transormándolas en sustancias nutritivas rápidamente asimilables. Contiene buenas cantidades de auxinas y hormonas vegetales que actúan sobre el crecimiento de las plantas. Sus propiedades químicas así como su alta carga bacteriana y la presencia de enzimas hacen de este un producto valioso para los terrenos que se han vuelto estériles debido a explotaciones intensivas, al uso de ertilizantes químicos poco equilibrados y al empleo masivo de plaguicidas. En la tabla 34 (página siguiente) se pueden observar los valores medios analíticos del humus de lombriz. La lombricultura puede ser una buena alternativa para el reciclaje de residuos urbanos y contribuir de manera eectiva al saneamiento ambiental de las ciudades donde el problema de la basura es realmente grave. Se estima que en la ciudad de Guayaquil se producen alrededor de 1500 toneladas métricas diarias de basura biodegradable y en Quito alrededor de 1000, que bien podrían ser procesadas mediante la lombricultura y servir para solventar en gran medida el problema de la ertilidad de los suelos dedicados a la producción de alimentos. Es necesario también omentar la lombricultura entre los productores agrícolas para mejorar la ertilidad de los suelos de sus unidades productivas. Otra gran ventaja de la crianza de lombrices es la posibilidad de producir harina de lombriz, un producto de alto valor proteico para la alimentación de los animales. La harina 127
Manejo Agroecológico de Suelos
de lombriz puede competir con la harina de pescado utilizada en la elaboración de raciones alimenticias para especies animales (vacunos, porcinos y aves) con la dierencia de que no trasmite mal sabor a la carne o a los huevos. Además la lombriz puede servir para la crianza de aves de corral, truchas y camarones.
2.3.2. Características biológicas de la lombriz De las múltiples especies de lombrices existentes, para la producción de humus se ha seleccionado Eisenia foetida conocida también como roja caliorniana o lombriz de humus, por su alta capacidad de adaptación y prolificidad. Este tipo de lombriz introducida no hace mucho al país ha experimentado un alto grado de adaptación por lo que su crianza y explotación se ha extendido notablemente con resultados muy halagadores. Tabla 34 - Valores medios analíticos del humus de lombriz
Componente
Valores medios
pH MO Humedad Nitrógeno Fósforo Potasio Carbonato de calcio (CaCO 3 ) Magnesio (Mg) Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Cobre (Cu) Zinc (Zn) Cobalto (Co) Carbono orgánico Relación carbono/nitrógeno (C/N) Ácidos fúlvicos Ácidos húmicos Flora bacteriana
7–7,5
50–60 % 45 – 55 % 2–3 % ss 1–1,5 % ss 1–1,5 % ss 20 % 3,50 %
≈ 1500 ppm ≈ 280 ppm ≈ 60 ppm ≈ 350 ppm ≈ 2 ppm 20–35 % ss 10–12 % ss 2–3 % SS 5–7 % SS
20 mil millones por gramo de peso seco
ss: sobre seco. Fuente: Centro de Investigación y Desarrollo/Lombricultura, CSIC / Agriver, Valencia, España.
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VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
La lombriz de humus puede vivir en cautiverio en poblaciones de hasta 50 000 por m . Es hermarodita insuficiente (es decir que no se autoecunda), tiene altas tasas de reproducción, madura sexualmente entre el segundo y tercer mes de vida, se aparea y deposita cada 7 a 14 días una cápsula conteniendo entre 2 y 20 huevos que a su vez eclosionan pasados los 21 días. Así, una lombriz adulta es capaz de tener en un año 1500 crías. Las lombrices recién nacidas son de color blanco, se vuelven rosadas a los 5 o 6 días y rojo oscuro a los 15 o 20 días. La lombriz roja caliorniana o lombriz de humus puede vivir hasta 16 años. Cuando es adulta su cuerpo pesa aproximadamente 1 gramo y puede alcanzar un tamaño de 6 a 10 cm (a los 7 meses aproximadamente). iene 5 corazones, 6 pares de riñones, 182 conductos excretores y respira por la piel. Se alimenta con mucha voracidad de todo tipo de residuos orgánicos (estiércol, residuos de cosecha, de la agroindustria y de la cocina, malezas, suelos, etc.) en una cantidad equivalente a su peso. El aparato digestivo de la lombriz es realmente espectacular pues humifica en pocas horas lo que la naturaleza tarda años en hacerlo. Generalmente expulsa el 60 % de la materia después de la digestión. Hay autores que sostienen que la tierra que ha pasado por el tracto intestinal de la lombriz comparada con la tierra vecina es muy dierente ya que tiene aproximadamente 5 veces más nitrógeno, 7 veces más potasio y el doble de calcio y de magnesio. La capacidad transormadora de la lombriz ha sido medida en dierentes experimentos, habiéndose concluido que una población de 100 000 lombrices que ocupa un área de 2 m 2 está en condiciones de producir 2 kg de humus por día. La lombriz succiona el alimento pues no tiene dientes. Normalmente se alimenta en la noche y rehúye la luz porque es una especie otoóbica. 2
2.3.3. La práctica de la lombricultura La tecnología para la crianza de lombrices y la producción de humus es sencilla. A continuación se describe de manera esquemática el proceso. • Crianza
Industrialmente las lombrices se crían en camas o lechos de 1 m de ancho, 20 a 25 m de largo y 40 a 60 cm de alto. Es necesario dejar una distancia de 80 a 100 cm entre lechos para acilitar la circulación de quienes manejan la explotación. A nivel de jardín o de finca puede iniciarse la crianza en pequeños lechos con una población de 1000 a 3000 lombrices por metro cuadrado. Los lechos pueden colocarse al aire libre sin necesidad de estar protegidos por ningún tipo de cubierta. De acuerdo a la economía del productor se puede utilizar una diversidad de materiales para su construcción (tablas de madera rústica, caña guadua o bambú, ladrillo o bloque de cemento). En algunas empresas bananeras de Ecuador estos lechos se han construido con ladrillo y cemento dejando un pequeño desnivel para poder recuperar los efluentes o lixiviados que son conducidos por canales hacia tanques de almacenamiento. 129
Manejo Agroecológico de Suelos
Después de ser sometidos a diluciones, estos efluentes son aplicados periódicamente a las plantaciones por medio de los sistemas de riego (oto 5).
Foto 5 - Lechos a campo abierto para obtención de humus de lombriz
(CADER, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad Central del Ecuador, Tumbaco, Pichincha)
En sectores de alta precipitación o si se desea colectar lixiviados de alta calidad nutrimental, se recomienda realizar la lombricultura bajo cubierta. Cuando la explotación de la lombricultura se lleva a cabo a nivel industrial y las condiciones climáticas de la zona son muy extremas, también es necesario implementar los lechos y emplazar los equipos de procesamiento bajo cubierta a fin de evitar el lavado de nutrientes del humus por las precipitaciones o la desactivación biológica por la radiación solar, así como el deterioro de la maquinaria (oto 6).
Foto 6 - Producción de humus de lombriz bajo condiciones protegidas
(Planta de Bioinsumos MAGAP-GAD provincial de Pichincha, Pedro Vicente Maldonado)
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VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
El lugar donde se sitúa la explotación ha de reunir las siguientes condiciones: – La superficie debe ser plana pero con una ligera pendiente que permita la evacuación de los excesos de humedad. El agua retenida bajo los lechos es muy peligrosa para la lombriz. – El acceso para los vehículos que transportan el alimento debe ser ácil. – Debe haber agua de buena calidad para el riego de los lechos. – El terreno debe estar desprovisto de árboles resinosos (eucaliptos, pinos, cipreses, nogales, etc.) ya que tanto las resinas como los taninos son venenosos para las lombrices. – Es conveniente orientar las filas de lechos en la misma dirección de los vientos dominantes. – La introducción de las lombrices se hará cuando ya se encuentren preparados los lechos y el sustrato esté dispuesto en su interior en una capa de 15 a 25 cm de espesor. La incorporación de las lombrices se hará a la luz del día, preerentemente durante las primeras horas de la mañana, con el fin de incitarlas a introducirse con más rapidez en el sustrato. • Alimentación Se debe alimentar a las lombrices con un sustrato producto de la mezcla de residuos orgánicos vegetales (desechos de las cosechas, basuras domésticas, residuos de la agroindustria, etc.) y de residuos animales (estiércol) en una relación de 1 a 3. Es importante que este sustrato sea ermentado antes, durante 15 a 30 días. No es recomendable poner el alimento resco porque tiende a acidificarse y calentarse durante la ase de ermentación (65 a 70º C) lo que puede resultar perjudicial para las lombrices. En cuanto al uso de estiércoles en la preparación del alimento de las lombrices no es aconsejable utilizar estiércol procedente de explotaciones intensivas de aves debido a su elevada acidez, la misma que exige para su neutralización un largo período de maduración (14 a 18 meses). ampoco es aconsejable el estiércol procedente de cualquier especie animal cuyo período de maduración o ermentación sea superior a 2 años ya que su contenido en proteínas y vitaminas es muy limitado. No conviene mezclar estiércoles de distintas procedencias aunque sean de la misma especie de animal pues es muy probable que tengan distinta composición o que estén en dierente ase de maduración. Cuanto más fino es el tamaño de los gránulos más alimento ingiere la lombriz. La producción será por lo tanto mayor si se desmenuza muy bien el alimento. Los estiércoles más recomendados para la elaboración del alimento de las lombrices son en este orden: el vacuno, el de conejos y cuyes, el ovino y el porcino. Para poder utilizarlos deberán pasar las pruebas de acidez que indiquen que se encuentren aptos. 131
Manejo Agroecológico de Suelos
El alimento de las camas o lechos de cría debe prepararse considerando los actores que se señalan en la tabla 35. Tabla 35 - Factores que deben observarse en el alimento de las lombrices dentro de los lechos de cría
Situación
pH (acidez-alcalinidad)
Factores Humedad Temperatura (%) (%)
Óptimo
6,5–7,5
75
Adecuado
6,0–8,5
70–80
Inadecuado
< 4,5–8,5
< 70 y > 80
15–25 “ideal”
Proteína (%)
13 en etapa de expansión 7,5–13 en producción < 7,5
• Manejo No se debe descuidar la humidificación del material para evitar que se deseque. Se deben controlar con recuencia los parámetros de humedad, el pH y la temperatura a fin de evitar la uga de las lombrices. En un plantel de lombricultura industrial se necesitará una instalación de riego con microaspersores. Cuando se quiere rebajar rápidamente la acidez del sustrato se añade carbonato de calcio en una proporción de 300 gramos por metro cuadrado de lecho. Después de preparado el sustrato se riega durante 3 a 4 días consecutivos y posteriormente una vez por semana. En períodos calurosos se regará las veces que haga alta para mantenerlo en buen estado de humedad. Al cabo de un mes y una vez controlado el grado de acidez el sustrato estará apto para recibir a las lombrices. Es importante mantener siempre alimento suficiente en los lechos ormando para ello lomos en la parte central. Con el propósito de evitar la uga de las lombrices durante la noche en los planteles industriales, se recomienda la instalación de luz blanca ya que al ser sensibles a la luz se mantendrán bajo el sustrato. Los pájaros y las hormigas son los principales enemigos de las lombrices. Para controlar el ataque de los primeros, que suelen remover con las patas la superficie de los lechos y comérselas, se recomienda cubrir los lechos con paja, hojas de palma, banano o plátano o con mallas de plástico. Contra las hormigas que atacan ísicamente a las lombrices y se comen además los azúcares de su alimento se recomienda hacer cebos con una parte de bórax en polvo (ácido bórico) y 3 partes de azúcar blanco y colocar pequeñas raciones de esta mezcla en tapas de tarrinas ubicadas en los dierentes sectores donde se encuentren los insectos. ambién se puede hacer 132
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
una esencia de tabaco cocinando 4 onzas de tabaco maduro en rama en 1 litro de agua y 1 cucharada de cal. Con esta esencia se embeben pequeñas porciones de azúcar que se colocan igualmente en los sitios donde están las hormigas. En algunos sectores de la Costa las lombrices son atacadas por un parásito denominado planaria. En este caso se recomienda que el alimento de los lechos sea prácticamente neutro lo que se consigue mediante la aplicación de lechada de cal: 500 gramos de carbonato de calcio en 20 litros de agua por cada metro cúbico de alimento. • Cosecha Cuando la población de lombrices es alta y se han cumplido los requisitos para su crianza, la primera cosecha puede realizarse a partir del noveno mes. Para ello, después de haberles suspendido por un par de días el alimento, se coloca alimento resco sobre una malla de zarán a lo largo de la parte central de los lechos. Al detectar su presencia las lombrices se concentrarán para de vorarlo y en ese momento se deberá retirar la malla, capturarlas y ponerlas en recipientes adecuados para cosechar de inmediato el humus que se encuentra en la parte inerior del lecho. Cada metro cuadrado de lecho en su plena capacidad poblacional (50 000 lombrices) consume en promedio 500 kg de alimento por año y es capaz de producir entre 250 y 300 kg de humus, lo que significa que el grado de eficiencia o conversión es del 50 al 60 %. Se estima que un criadero de lombrices en ase de expansión se duplica cada 3 meses, es decir que crece 16 veces en un año, 256 veces en 2 años y así sucesivamente. En la tabla 36 se presentan las ciras correspondientes al desarrollo y la producción de humus de una explotación iniciada con un lecho de 2 metros cuadrados (1 × 2 m) y una población de 100 000 lombrices. Tabla 36 - Desarrollo de un criadero de lombrices para la obtención de lombricompuesto o humus 2 a partir de un lecho de 2 m y una población inicial de 100 000 lombrices
Tiempo (trimestres)
1º trimestre 2º trimestre 3º trimestre 4º trimestre Después de un año Después de 2 años
Número Superficie de lechos (m2)
Nº de lombrices
Consumo de MO (kg/mes)
Producción de humus
Mano de obra (hora/mes)
1
2
100 000
100
75
2
2 4 8 16 256
4
200 000
200
150
8
400 000
400
300
3 4
16
800 000
800
450
6
32
1 600 000
1 600
600
10
512
25 600 000
25 600
9 600
120
133
Manejo Agroecológico de Suelos
• Procesamiento del humus Después de la cosecha se extiende el humus sobre una superficie plana a temperatura ambiente a fin de extraerle el exceso de humedad y poder manipularlo (hasta alcanzar el 20 % de humedad). A continuación se procede a mezclar el material de los dierentes lechos cosechados a fin de homogeneizarlo y pasarlo después por una criba para eliminar los desechos gruesos dándole una mejor presentación si va a ser utilizado en la elaboración de sustratos o destinado a la venta. En este último caso se procede a su empacado en sacos de polipropileno que lleven impreso el nombre de la empresa productora y que presenten de manera visible el análisis de contenido del humus para garantía del cliente. Si el empacado se realiza en bolsas de plástico, se recomienda hacer algunas peroraciones para posibilitar la entrada de aire que ayude a mantener la actividad microbiana del humus.
2.3.4. Uso del humus de lombriz o vermicompost El humus de lombriz puede ser aplicado a una gran variedad de cultivos y medios como plantas de interior, jardines urbanos, huertos, césped de parques, floricultura, horticultura, ruticultura, invernaderos, algunos cultivos industriales, entre otros. Este producto puede utilizarse regularmente como reconstituyente orgánico para plantas de interior y de jardín. En este caso se recomienda aplicarlo mensualmente en la tierra del recipiente o del jardín. Esta práctica enriquece las sustancias nutritivas que se encuentran en el terreno debido a que el alto contenido de ácidos úlvicos del humus avorece la asimilación casi inmediata de los nutrimentos minerales por parte de las plantas. El empleo de vermicompost en terrenos donde existen plantas enermas o moribundas permite recuentemente salvarlas o proporcionarles un nuevo vigor. Se recomienda utilizar el humus para elaborar almácigos, eectuar trasplantes o realizar cultivos en macetas. Se ha comprobado que la adición de humus al terreno reduce de manera significativa el estrés inevitable que suren las plantas al trasplantarlas. En horticultura se han realizado numerosas experiencias que han permitido verificar las ventajas del humus de lombriz como ertilizante y como producto enriquecedor y mejorador de los suelos. Las plantas brotan con mayor rapidez y son más resistentes a los agentes atmoséricos y a los ataques de parásitos ya que se encuentran más vigorosas y están más enriquecidas. Los rutos alcanzan mayores dimensiones, son más precoces y también más sabrosos que aquellos procedentes de terrenos donde no se ha aplicado este humus. Mediante la ertilización del suelo con 30 toneladas de estiércol bovino compostado y 10 toneladas de humus de lombriz por hectárea/año, Fundagro (1995) logró obtener en la producción de minilechugas cosechas de 70 toneladas por hectárea/ año (5 cosechas/año) con una calidad tal que obtuvo una calificación de 95/100 (excelente) en el exigente mercado de Estados Unidos. 134
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
En ruticultura se han logrado también resultados sorprendentes tanto en la preparación de almácigos como en el desarrollo de las plantas y en las cosechas, especialmente en la producción de papaya y arazá en el sector de Santo Domingo de los Colorados. En cultivos de banano y tomate de árbol el uso de humus de lombriz es capaz de atraer significativas colonias de nematodos benéficos y otras especies depredadoras de nematodos fitóagos que atacan las raíces de estos rutales.
2.4. El bocashi 2.4.1. Generalidades Es un abono orgánico que resulta de la ermentación aeróbica de desechos de carácter vegetal y animal al que se pueden agregar elementos minerales para enriquecerlo (cal, roca osórica, sulato doble de potasio y magnesio, zeolita) y EMA para activar el proceso ermentativo. El bocashi es producto de una tecnología muy antigua utilizada por los agricultores japoneses por considerarlo un abono muy seguro y eficiente. Contiene los elementos necesarios para la nutrición de las plantas así como una alta carga de microorganismos benéficos. El método para la producción de bocashi es muy variable por lo que no existen recetas exclusivas. Cada agricultor puede inventar la mejor manera de producirlo utilizando recursos locales. Se basa en el proceso de ermentación. Su abricación debe hacerse en lo posible en recintos cerrados que tengan el piso recubierto de cemento o de tierra bien afirmada o sobre material plástico para evitar al máximo la acumulación de humedad. La elaboración del bocashi tiene algunas ventajas: es un abono de producción rápida (no más de 3 semanas), sus nutrimentos se encuentran disueltos en el efluente que resulta del proceso ermentativo y son de ácil asimilación para las raíces de las plantas. Es además un material de ácil manipulación. Los secretos para producir un bocashi de buena calidad son los siguientes: • combinar diversos tipos de materiales orgánicos; • controlar correctamente la temperatura y la humedad; • mantener la ermentación con un olor agradable. 2.4.2. Materiales necesarios para la elaboración del bocashi • Ingredientes Se puede utilizar una gran variedad de desechos orgánicos y minerales. A continuación se señalan algunos de los ingredientes necesarios: – gallinaza, bovinaza, porquinaza, estiércol de ovejas, caballos, cuyes o conejos – desechos de camarón o de pescado – harina de huesos 135
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– harina de sangre – carbón de leña quebrado en partículas pequeñas o cascarilla de arroz
carbonizada – polvillo de arroz – salvado de trigo o de cebada, granza de quinua, vainas de réjol trituradas – cascarilla de arroz, pulpa de caé, cáscara de cacao o de coco picada, bagacillo – harina de higuerilla – desechos de la producción hortícola y rutícola – raquis de banano, palma o palmito picado – cal agrícola o ceniza vegetal – roca osórica – zeolita – melaza, miel de caña o miel de panela – tierra de bosque o tierra negra – EMA o levadura para pan (granulada o en barra) – agua limpia • Herramientas : palas, baldes plásticos, termómetro, manguera para agua, mascarilla para protección contra el polvo, guantes y botas.
2.4.3. Principales aportes de algunos de los ingredientes utilizados en la fabricación del bocashi • El carbón Mejora las características ísicas del suelo propiciando su aireación y la absorción de humedad y calor. Su porosidad avorece la actividad macro y microbiológica de la tierra actuando como una esponja capaz de absorber, retener, filtrar y liberar gradualmente nutrimentos útiles para las plantas disminuyendo la pérdida por lavado. La buena calidad del bocashi dependerá en parte del tamaño de las partículas de carbón por lo que es recomendable que los pedazos no sean muy grandes. Deben tener aproximadamente una pulgada de largo por media pulgada de diámetro. Si se va a utilizar el bocashi en la elaboración de sustratos para la obtención de plántulas de hortalizas en invernadero bajo el sistema de almácigos en bandejas, las partículas de carbón deben ser muy pequeñas (semipulverizadas). Esto acilitará el llenado de las bandejas y la extracción de las plántulas sin que se estropeen las raíces antes del trasplante definitivo en el campo. Alternativamente se puede utilizar cascarilla de arroz carbonizada. • Los estiércoles Constituyen la principal uente de nitrógeno, ósoro, potasio, calcio, magnesio hierro, manganeso, zinc, cobre y boro. La calidad nutrimental depende de su origen, de la alimentación que reciban los animales y de su actividad. 136
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
La experiencia de muchos agricultores demuestra que el mejor estiércol para la abricación de abonos orgánicos es la gallinaza, es decir el estiércol que se origina en la cría de gallinas ponedoras bajo techo y con piso cubierto o en jaula. Se debe evitar el estiércol de pollos de engorde (pollinaza) ya que tiene un exceso de antibióticos y coccidiostáticos que pueden intererir en el proceso de ermentación de los abonos y desactivar la microbiología que se busca de potenciar. La pollinaza contiene además cantidades elevadas de cama (paja, aserrín o viruta) que no se descompone ácilmente así como taninos que pueden resultar tóxicos para la plantas. • La cascarilla de arroz Cumple el papel de mejoradora de las características ísicas del suelo y de los abonos orgánicos acilitando la aireación, la absorción de la humedad y la filtración de los nutrimentos. Incrementa la actividad macro y microbiológica de la tierra al mismo tiempo que posibilita y estimula el desarrollo uniorme y abundante de las raíces de las plantas. Por otra parte la cascarilla de arroz es rica en sílice lo que otorga a los vegetales una mayor resistencia contra el ataque de insectos plaga, nematodos y microorganismos patógenos. Con el tiempo pasa a convertirse en una importante uente de humus. Carbonizada aporta principalmente ósoro y potasio y ayuda a corregir la acidez de los suelos. La cascarilla de arroz puede ocupar hasta un tercio del volumen total de los ingredientes utilizados en la preparación de los abonos orgánicos ermentados, actuando como controlador de los excesos de humedad. Puede ser sustituida por pulpa de caé, paja bien seca y triturada, granza de quinua, salvado de trigo o cebada o vainas de réjol trituradas. En algunos casos se puede utilizar en menor proporción aserrín de maderas suaves que no contengan oleorresinas pues estas suelen ser tóxicas y capaces de paralizar la actividad microbiológica o inhibir el crecimiento de las plantas. • El polvillo de arroz Es uno de los ingredientes más importantes en la elaboración del bocashi ya que avorece en gran medida el proceso de ermentación del abono promoviendo la prolieración de las bacterias ácido-lácticas. Además aporta nitrógeno y es muy rico en otros nutrimentos como ósoro, potasio, calcio y magnesio así como en vitaminas y aminoácidos. En caso de no conseguirse este ingrediente se lo puede reemplazar con sal vado de cebada, trigo o granza de quinua. Alternativamente se puede recurrir a los concentrados comerciales que se venden como alimento de cerdos y terneros. • Melaza, miel de caña o de panela Es la principal uente de energía para la ermentación de los ingredientes que se emplean en la abricación del bocashi. Favorece la multiplicación de 137
Manejo Agroecológico de Suelos
la actividad microbiológica. Es rica en nutrimentos como potasio, calcio y magnesio y contiene además oligoelementos como el boro. Para acilitar una aplicación homogénea de la melaza en la abricación del abono ermentado se la debe diluir en una parte del volumen de agua que se utilizará al inicio de la abricación del bocashi. • Tierra de bosque o tierra negra Este ingrediente puede ocupar hasta un tercio del bocashi. Su unción es otorgarle homogeneidad ísica al abono y distribuir su humedad. Con su volumen se aumenta el medio propicio para el desarrollo de la actividad microbiológica lográndose así una buena ermentación. Al igual que el carbón, este ingrediente unciona como una esponja capaz de absorber, retener y posteriormente liberar gradualmente los nutrimentos requeridos por las plantas de acuerdo a sus necesidades. Dependiendo de su origen puede aportar una variedad de arcillas, diversidad microbiológica y algunos minerales indispensables para el desarrollo de los vegetales. Es recomendable limpiar la tierra de residuos de madera, piedras u otros materiales extraños que podrían dañar la calidad del abono. • Carbonato de calcio (cal agrícola) La unción de este ingrediente es neutralizar los excesos de acidez que suelen presentarse durante el proceso de ermentación en algunos de los ingredientes utilizados en la abricación del bocashi. Alternativamente a la cal agrícola se puede utilizar ceniza vegetal con lo que también se incorpora potasio. • El agua iene la unción de homogeneizar todos los ingredientes utilizados creando las condiciones ideales para un buen desarrollo de la actividad y reproducción microbiológica. En la elaboración de abonos orgánicos ermentados se recomienda no utilizar agua que contenga cloro. La alta de humedad o su exceso son perjudiciales para la abricación de bocashi. La humedad ideal se logra a medida que se incrementa el agua o la mezcla de los ingredientes. La orma más práctica de alcanzarla es a través de la prueba del puñado. Si se detecta un exceso de humedad en la mezcla la orma más idónea de controlarla es aumentando la cantidad de cascarilla de arroz, de pulpa de caé o de otro material absorbente de origen vegetal. En la preparación de los abonos orgánicos ermentados el agua se utiliza solamente una vez. No es necesario aplicarla en las demás etapas del proceso. • Los EMA Se pueden adquirir en el mercado o capturarse en el ambiente utilizando técnicas artesanales o simplemente aplicar porciones de bocashi curtido (semilla ermentada). Siempre será necesario incluir melaza en las inoculaciones de EMA (500 ml de EMA + 500 ml de melaza en 20 litros de agua por cada 138
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
metro cúbico de ingredientes en ermentación) a fin de proveer la energía que posibilite la reproducción acelerada de los microorganismos inoculados. Alternativamente se puede utilizar levadura para pan, que acelera el proceso de ermentación (4 onzas de levadura + 500 ml de melaza o miel de panela + 20 litros de agua por cada metro cúbico de material). En el sector rural donde no existen acilidades de rerigeración se recomienda recurrir a la le vadura granulada.
2.4.4. Procedimiento para la elaboración del bocashi La elaboración del bocashi tampoco responde a una rutina obligatoria. Las cantidades y los ingredientes así como la orma de preparación pueden dierir de un lugar a otro en unción de la creatividad de los agricultores y de la experiencia que se vaya obteniendo como resultado del error y el acierto. A manera de sugerencia se proponen las siguientes mezclas: • Mezcla 1 Para elaborar 1 tonelada de bocashi: – 400 kg de tierra virgen (de bosque o tierra negra) – 200 kg de salvado de trigo, cebada o granza de quinua – 250 kg de gallinaza o estiércol de cuyes o conejos – 50 kg de polvillo de arroz – 50 kg de carbón molido – 50 kilos de roca osórica – 1 litro de melaza – 1 litro de EMA o 340 g de levadura para pan – agua de acuerdo a la prueba del puñado • Mezcla 2 Para elaborar 1 tonelada de bocashi: – 100 kg de tierra virgen – 250 kg de raquis o pinzote de banano (picado) – 250 kg de bovinaza o porquinaza – 200 kg de cascarilla de arroz o pulpa de caé – 100 kg de desechos de camarón o pescado – 50 kg de polvillo de arroz – 50 kg de carbón molido – 1 litro de melaza – 1 litro de EMA o 340 g de levadura para pan – agua de acuerdo a la prueba del puñado A continuación se presentan 3 maneras de obtener el bocashi: 1. Se van apilando, humedeciendo e inoculando (con EMA o levadura + melaza) los ingredientes (orgánicos y minerales) a medida que van llegando. 139
Manejo Agroecológico de Suelos
Se homogeneiza la mezcla agregando agua hasta obtener la humedad recomendada (50 a 60 %). Finalmente se extiende la mezcla ormando eras de 1 a 1,50 m de ancho por de 0,50 m de alto. 2. Se mezclan todos los ingredientes en seco y en una última volteada se agrega el agua a toda la masa hasta obtener la humedad adecuada al mismo tiempo que se hace una inoculación (con EMA o levadura + melaza). Para concluir el proceso de abricación se extiende la mezcla ormando eras de 1 a 1,50 m de ancho por 0,50 m de alto. 3. Se subdividen todos los ingredientes en proporciones iguales en 2 o 3 montones para acilitar su mezcla. Se procede a su humidificación e inoculación. Al final se juntan todos los montones ormando una sola masa uniorme que luego se extenderá en el piso como en los casos anteriores. Una vez que se ha extendido la mezcla, es recomendable cubrirla con sacos de fibra o con una capa de paja durante los 3 primeros días de la ermentación a fin de acelerar este proceso. La temperatura de los ingredientes tiende a subir rápidamente a partir del segundo día por lo que es necesario controlarla diariamente utilizando un termómetro. No es recomendable dejar que la temperatura sobrepase los 50 ºC pues los microorganismos benéficos empiezan a sucumbir. Para controlar esta situación se debe voltear la mezcla 2 veces diarias (en la mañana y en la tarde) para airearla y bajar así la temperatura. Otra buena práctica para evitar que la temperatura suba en exceso es rebajar gradualmente la altura del montón a partir del tercer día hasta lograr una altura de aproximadamente 20 cm al octavo día. De ahí en adelante la temperatura del abono empieza a decrecer y luego a estabilizarse siendo necesario revolverlo una sola vez al día. Entre los días 12 y 15 el bocashi ya ha logrado su maduración y su temperatura es igual a la temperatura ambiente. Su color es gris claro, tiene un olor agradable (a tierra de montaña) y tiene un aspecto de polvo arenoso y de consistencia suelta. En estas condiciones el abono está listo para ser aplicado o empacado en sacos de polipropileno y almacenado para su posterior expendio. Cuando se logra manejar adecuadamente el proceso de ermentación, la abricación del bocashi puede durar de 7 a 15 días y como máximo 3 semanas.
2.4.5. Contenido de nutrimentos de 3 muestras de bocashi procedentes de 3 países En la tabla 37 (página siguiente) se muestran los contenidos de nutrimentos de 3 muestras de bocashi procedentes de 3 países donde se está utilizando este tipo de abono. 2.4.6. Uso y manejo del bocashi Este abono ermentado puede usarse tanto en cultivos de ciclo corto (hortalizas, granos) como en cultivos bianuales y perennes (banano, caé cacao, rutales) así como en la elaboración de sustratos para almácigos, en el trasplante de plántulas y en 140
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
Tabla 37 - Contenidos de nutrimentos de tres muestras de bocashi procedentes de tres países
Elementos
Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Hierro Manganeso Zinc Cobre Boro
Unidades
Muestra I*
Muestra II**
Muestra III***
%
1,18
1,80
1,23
% % % % mg/litro mg/litro mg/litro mg/litro mg/litro
0,70
0,60
2,98
0,50
0,60
1,05
2,05
2,00
6,62
0,21
1,30
9,45
230
3,40
11 975
506
1148
345
61
6,50
5,34
19
128
234
14
–
5,34
Fuentes: * Costa Rica: Rodríguez & Paniagua 1994. ** República Dominicana: Sasaki 1999. *** Ecuador: Ortega 2012.
cultivos ya establecidos. Las cantidades a aplicarse varían en unción de los análisis de suelo previos y de los requerimientos nutricionales de los cultivos. • Elaboración de sustratos Para la elaboración de sustratos para almácigos o para llenar macetas se sugiere utilizar un bocashi bastante suelto y cernido. Se puede mezclar con otros medios en dierentes porcentajes, por ejemplo: 90 % de tierra seleccionada + 10 % de bocashi o 60 % de tierra seleccionada + 40 % de bocashi. • Trasplantes Si se trata de hortalizas a raíz desnuda o en pilón (pan de tierra), al momento del trasplante se hace un abonado directo en el hoyo donde se va a colocar la plántula. A continuación se cubre con un poco de tierra para que la raíz no entre en contacto directo con el abono ya que al tratarse de un ermento esta se puede quemar. Se debe proceder de la misma manera en el caso del trasplante de plantines (caé, cacao, rutales, ornamentales, etc.). Las dosis recomendadas para hortalizas se presentan en la tabla 38 (página siguiente). • En siembras directas Se hace el abonado directamente en el surco o en el hoyo donde se va a depositar la semilla (granos, hortalizas) o la parte vegetativa que se quiere reproducir (colinos, bulbos, tubérculos) tapando el abono con tierra para evitar el contacto directo. 141
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 38 - Recomendaciones para abonar cultivos de hortalizas con bocashi
Cultivo
Al trasplante (g/planta)
Tomate Pimiento Calabacín Cebolla Lechuga Fréjol o vainita Col, coliflor
100 (en la base) 80 (en la base) 30 (bajo la semilla) 30 (en la base) 30 (en la base) 30 (bajo la semilla) 80 (en la base)
Dosis sugeridas Primer reabonado (g/planta)
125 (a la floración) 100 (a la floración) 100 (a la floración) 60 (a los 60 días) 50 (al aporque) 50 (al aporque) 120 (al aporque)
Segundo reabonado (/planta)
150 (después de la cosecha) 100 (después de la cosecha) – – – – –
Nota: el tomate y el pimiento tienen varias cosechas durante su ciclo productivo.
• En cultivos establecidos En cultivos de hortalizas se puede volver a realizar de 2 a 3 abonados colocando el abono en banda lateral o alrededor de las plantas al momento de la labor de aporque. En cultivos de caé, cacao, banano y ornamentales se pueden hacer de 3 a cuatro ciclos por año colocando el abono alrededor de las plantas o en media luna delante del hijo para el caso del banano. En cualquiera de estas aplicaciones se debe procurar tapar el abono con tierra o con desechos de la plantación para evitar su lavado o arrastre por eecto del riego o de las lluvias. • Manejo y almacenamiento Por ser el bocashi un abono con elevada carga microbiana se lo deberá proteger siempre de la acción del sol ya que los rayos ultravioletas pueden anular esa actividad. Si se lo va a almacenar se debe buscar un recinto cerrado, resco y aireado para evitar que se reseque demasiado, pierda nutrimentos (por lavado o volatilización) o su carga microbiológica. En estas condiciones el bocashi puede almacenarse hasta por 3 meses.
2.5. El baiyodo o tierra fermentada El baiyodo es un abono orgánico también de origen japonés que resulta de la ermentación retardada de materiales vegetales semiprocesados inoculados con EMA. Se lo conoce también como tierra ermentada.
2.5.1. Materiales para la elaboración de baiyodo • tierra de bosque o tierra negra (cernida): 50 %
142
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
• • • •
arecho de arroz: 30 % compost de cáscara de arroz: 20 % agua limpia inoculante (500 ml de EMA o 4 onzas de levadura para pan + 500 ml de melaza o miel de panela diluidos en 20 litros de agua por cada m 3 de mezcla).
2.5.2. Procedimiento para la elaboración del baiyodo La elaboración del baiyodo debe seguir los siguientes pasos: 1. Revolver los ingredientes antes señalados de manera homogénea utilizando para ello herramientas manuales de labranza (palas, trinches) o una cargadora si el volumen es mayor. A medida que se mezclan los ingredientes es necesario humedecerlos e inocularlos con EMA (500 ml + 500 ml de melaza o miel + 20 litros de agua por cada metro cúbico de mezcla). Debe mantenerse una humedad del 60 % en la mezcla. Finalmente se debe amontonar el material en pilas de 3 a 4 m de largo por 2 m de ancho y que no excedan 1,20 m de alto, y cubrir con una lona o plástico. 2. Al segundo o tercer día la temperatura se eleva a 60 ºC y se puede observar una capa blanquecina que exhala un olor a ermentado, producto de los micelios de hongos que empiezan a colonizar los ingredientes. 3. Después de una semana de ermentación descubrir la mezcla, removerla, voltearla y humedecerla para que el proceso se desarrolle de manera homogénea. Es importante no dejar que la temperatura se eleve por encima de los 70 ºC. La temperatura ideal de la pila varía entre 50 y 55 ºC ya que en este rango sucumben la mayor parte de los microorganismos patógenos que hacen daño a las plantas. 4. El proceso de ermentación se completa al cabo de 2 meses obteniéndose el baiyodo o tierra ermentada. En este material los nutrimentos han sido absorbidos por la tierra virgen y las semillas de malezas, huevos de insectos plaga y nematodos así como los agentes patógenos han sido eliminados por eecto de las altas temperaturas a las que ueron sometidos al interior de las pilas de ermentación. 5. Secar el baiyodo a la sombra procurando que tenga un 30 % de humedad. Empacar luego el producto y almacenarlo en bodegas rescas y aireadas. 2.5.3. Uso del baiyodo Para realizar almácigos se recomienda elaborar el siguiente sustrato: • 3 partes de tierra de bosque o tierra negra • 1 parte de baiyodo • 1 parte de compost de arroz 143
Manejo Agroecológico de Suelos
En los trasplantes de hortalizas se sugiere colocar entre 80 y 100 gramos de baiyodo por hoyo con lo que se obtiene un excelente desarrollo del cultivo y se reduce el riesgo de problemas sanitarios. Para cultivos rutícolas se puede colocar entre 500 y 1000 gramos.
2.6. Los fosfitos Un osfito es una sal ultrasoluble con altas concentraciones de ósoro y potasio, cuya unción es crear protectantes de las plantas (fitoalexinas y elicitores) a nivel de los haces oliares. Actúa también como ertilizante. Este producto resulta de la combinación de un ácido osoroso con una base. Los osfitos se clasifican dentro del grupo de los ungicidas sistémicos. Sin embargo se ha determinado que en estos compuestos no solamente la acción ungicida es importante sino también la acción bioestimulante que ejercen sobre el crecimiento y ructificación de los cultivos. Las racciones de ion osfito que libera actúan como protectante estimulando las deensas externas de la planta. Además se le atribuye a este ion la competencia por el ósoro en las rutas metabólicas de la planta lo que impide o retrasa la transerencia de energía de la planta al hongo. El modo de acción de todos los osfitos se basa en la estimulación del metabolismo del ácido osoroso provocado por la producción de fitoalexinas y elicitores en el sistema de resistencia adquirida de la planta. El ósoro puede presentarse también en otras ormas químicas dierentes al osato. El osfito es una orma del ósoro que permanece dentro de la planta como tal traslocándose de orma ascendente y descendente a través de xilema y floema. De esta manera los osatos son metabolizados por las plantas y utilizados como nutrientes. El ósoro bajo la orma de osfito no es utilizado como nutriente en plantas anuales aunque, como se verá más adelante, interviene en otra parte del metabolismo vegetal. Se ha demostrado en dierentes cultivos que el ósoro bajo esta orma química mejora la sanidad de las plantas. La molécula de osfito actúa sobre ciertos hongos directamente inhibiendo el desarrollo micelial en algunos patógenos y la esporulación en otros. En otros casos actúa de orma indirecta estimulando en el vegetal la producción de sustancias naturales metabolizadas por sus mecanismos de deensa. Los osfitos tienen la particularidad de ser absorbidos rápidamente. ienen gran movilidad en floema y xilema. Esta característica es importante por el impacto que puede tener en la ormación de flores y rutos. Inducen el aumento de las deensas de las plantas contra patógenos. Los osfitos también tienen desventajas considerables como su baja estabilidad que hace que puedan surir oxidación y volverse osatos a nivel del suelo. En la planta son muy estables metabólicamente. Entre los beneficios del uso de osfitos en la producción agrícola se encuentran: • promueve la inducción de fitoalexinas y protege a la planta contra hongos y bacterias;
144
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
• • • •
corrige deficiencias de potasio en los cultivos; incrementa la resistencia rente a condiciones de estrés biótico y abiótico; reuerza la estructura celular en los nuevos tejidos en crecimiento; es ecológicamente amigable con la flora y auna.
2.6.1. Elaboración artesanal de fosfitos • Materiales Para la elaboración artesanal de osfitos se requieren los siguientes materiales: 1 pequeño horno artesanal de leña, 8 kg de cascarilla de arroz y 2 kg de harina de huesos o roca osórica. • Procedimiento Al ondo del horno se coloca una capa de 2 kg de cascarilla de arroz y a continuación se aplican 500 gramos de roca osórica o harina de huesos. Se repite esta operación hasta terminar con el material. Se procede entonces a prender uego por la parte inerior del horno y se deja calcinar el material (cascarilla de arroz + roca osórica o harina de huesos). Cuando el proceso de combustión ha finalizado queda dentro del horno una ceniza de color blanco grisáceo que es el denominado osfito. 2.6.2. Contenido nutricional de los fosfitos El osfito artesanal contiene un 40 % de óxido osórico (P 2O5), un 20 % de óxido de potasio (K2O) y un 25 % de sílice (SiO 2). 2.6.3. Uso y manejo de los fosfitos Las dosis recomendadas de aplicación de este producto son las siguientes: • para cultivos perennes 500 gramos/ha/200 litros de agua • para cultivos hortícolas 250 gramos/ha/200 litros de agua • para cultivos ornamentales 250-500 g/ha/200 litros de agua Se deben realizar aplicaciones oliares cada 8–15 días. 3. LOS ABONOS ORGÁNICOS LÍQUIDOS 3.1. El purín de orina fermentada La orina es un abono líquido rico en nitrógeno. Se estima que 1 litro de orina equivale a 20 gramos de nitrógeno orgánico disponible. Este producto natural se puede procesar de la siguiente manera: 1. recoger la orina de los animales en los establos con piso encementado y de jarla ermentar durante 8 días;
145
Manejo Agroecológico de Suelos
2. guardar la orina en recipientes con tapa para prevenir malos olores, la entrada de moscas y el polvo, y para evitar además que pierda su valor ertilizante por volatilización. Para ello es recomendable construir un tanque de cemento en un sector próximo al establo. Para aplicar la orina ermentada como abono es necesario seguir las siguientes recomendaciones: a. diluir la orina en una proporción de 1:5 (1 litro de orina en 5 litros de agua resca). Si se dispone de una bomba con capacidad de 20 litros, la dosis deberá ser de 5 litros de orina por 15 litros de agua resca; b. asperjar la dilución al ollaje de las plantas cada 15 días. El resultado se verá en pocos días. Su eecto en las plantas es muy similar al que produce la urea con la dierencia de que el nitrógeno en este caso es de origen orgánico; c. este tratamiento es recomendable para los almácigos de hortalizas y los vi veros de rutales, especies orestales y palmáceas (coco, palmito, palma aricana). Se debe evitar las aplicaciones de orina pura pues se corre el riesgo de quemar las plántulas en los almácigos y causar fitotoxicidad en los viveros.
3.2. El purín de establo El purín de establo se obtiene de la limpieza de los establos donde se mezclan desechos sólidos, líquidos y agua. Este tipo de abono líquido tiene un eecto más rápido en el crecimiento de las plantas que el estiércol sólido pues los nutrimentos que contiene están inmediatamente a disposición de ellas después de su aplicación.
3.2.1. Importancia de la recolección del purín de establo Para colectar el purín es necesario hacer construcciones especiales en las cercanías de los establos. Los sistemas para recoger este abono líquido permiten conser var casi todos los nutrimentos impidiendo la pérdida de los líquidos naturales y llevar en suspensión los sólidos provenientes del lavado del establo. Cuando solo se utiliza la parte sólida del estiércol y se la apila a un lado para su aprovechamiento periódico en los campos, el desperdicio se produce de 3 maneras: a. El líquido natural de estiércol contiene la mitad del nitrógeno y el 85 % de la potasa. Se escurre por las canaletas del establo hasta el drenaje, siendo este un procedimiento insalubre. b. Los residuos sólidos que quedan en el establo son acarreados por el agua utilizada en la limpieza. c. El estiércol apilado en el corral del establo expuesto al sol, al viento y a la lluvia puede perder ácilmente la mitad de su valor debido a la lixiviación de nutrimentos que provienen del líquido, a la descomposición de la MO y a la pérdida del nitrógeno en el aire (volatilización). 146
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
Estas pérdidas se reducen al mínimo con la implementación de un sistema para recoger el abono líquido. La orina y el agua de los lavados se recolectan en un depósito impermeable. Allí se elimina la lixiviación y la pérdida de nitrógeno, y otros elementos liberados por la ermentación y descomposición se disuelven en el agua. Con este sistema se reduce la prolieración de moscas alrededor de los montones de estiércol. Entre las ventajas de la recolección del purín de los establos están las siguientes: 1. se impide el desperdicio de los líquidos naturales y la pérdida de valiosos nutrimentos en el estiércol sólido por la descomposición, aireación y lixiviación; 2. los gastos ocasionados (incluyendo la instalación y un costo moderado de operación) se recuperan por el ahorro en ertilizante y mano de obra en un lapso de 1 a 3 años; 3. se resuelven dos problemas a la vez previniendo la pérdida ordinaria del 50 % de ertilizante animal y reduciendo los métodos insalubres.
3.2.2. Cómo recoger el purín de establo Los establos y canaletas se deben unir al sistema para recolectar ácilmente todo el estiércol líquido y sólido que constituye el purín. La recolección del purín de establo demanda la instalación de las siguientes unidades: • Las canaletas de transporte Permiten acarrear por gravedad los líquidos desde el establo hasta el depósito de almacenamiento que debe situarse en un punto de menor altitud. Estas canaletas son rectangulares y deben tener entre 10 y 15 cm de proundidad y entre 20 y 40 cm de ancho dependiendo del volumen de estiércol que se vaya a movilizar. Para evitar el asentamiento de sólidos en tránsito se recomienda dejar una inclinación de 1 cm por cada 50 cm de canaleta. • El depósito de almacenamiento Se construye para guardar el purín durante un período que puede ser de varias semanas. Generalmente se necesita una bomba para vaciar el depósito aunque algunos terrenos permiten hacerlo por gravedad. El depósito de almacenamiento deberá ubicarse en un sitio donde los vientos dominantes no lleven olores desagradables al establo o a la casa de habitación del productor. En cuanto al tamaño, se estima que debe tener una capacidad de aproximadamente 0,085 m3/vaca/día. Una lechería con 40 vacas requerirá entonces 40 × 0,085 = 3,4 m 3 de capacidad de almacenamiento por día. Suponiendo que se acumule el purín durante 30 días antes de aplicarlo al terreno, la capacidad total deberá ser de 3,4 × 30 = 102 m3. El depósito deberá ser cuadrado o rectangular con una proundidad promedio de 1,8 m. Si es tapado su ancho se limitará a 3,5 m. El ondo del 147
Manejo Agroecológico de Suelos
depósito deberá tener una inclinación hacia la bomba para una eliminación más completa de los desechos sólidos. Antes de desalojar el purín del depósito se deberá proceder a agitarlo a fin de disminuir el asentamiento de sólidos. La agitación se puede realizar de orma manual, mecánica o haciendo recircular parte del líquido a través de la bomba. Para calcular las dimensiones que debe tener el depósito se debe consultar la tabla de dimensiones para los diversos tamaños del hato y dierentes períodos de almacenamiento. Estas dimensiones se basan en requerimientos de almacenamiento de 0,085 m3/vaca/día. El promedio de proundidad es de 1,2 m para la primera columna y 1,8 m para el resto (tabla 39). Tabla 39 - Dimensiones convenientes para depósitos recolectores de purín de establo
Tamaño del hato
1 día (m)
5 días (m)
15 días (m)
30 días (m)
10 vacas 25 vacas 40 vacas 100 vacas
0,6 × 1,2
0,9 × 2,07
1,8 × 3,7
3,0 × 4,5
1,2 × 1,5 1,2 × 2,4 1,5 × 4,8
1,8 × 3,0
3,6 × 4,8
3,6 × 10,6
3,0 × 3,0
3,6 × 7,5
3,6 × 15,0
3,0 × 7,5
3,6 × 20,2
3,6 × 37,5
Fuente: Dobie 1973.
La construcción del depósito se hará con cemento y varillas de hierro para reorzar las paredes. Estas deberán enlucirse para acilitar su limpieza. Para vaciar el depósito se necesita una bomba aunque algunos terrenos permiten el flujo por gravedad. Se pueden utilizar 2 tipos de bombas: la de superficie y la sumergida. • La unidad de fuerza motriz Sirve para accionar la bomba. Es preerible que sea un motor eléctrico aunque puede usarse la toma de uerza de un tractor o un motor a gasolina. La capacidad de la bomba deberá estar en relación con el volumen de purín a desalojar. • El equipo de distribución Puede incluir tuberías para riego, vehículo cisterna o en algunos casos ambos métodos. En pequeñas granjas la distribución del purín en el campo se puede simplificar aplicándolo a través del sistema de riego por gravedad, aspersión o goteo teniendo cuidado en estos dos últimos casos de que el líquido se filtre adecuadamente para no taponar los aspersores o los goteros.
3.2.3. Aplicación del purín de establo El purín se aplica especialmente en campos destinados al pastoreo del ganado diluyéndolo un 50 % con agua para luego bombearlo hacia los sistemas de riego 148
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
existentes o trasladarlo en camiones cisterna a partir de los cuales se asperja el producto en terrenos que no se riegan. El método del camión cisterna es muy eectivo pues asegura una aplicación más uniorme. Es más adaptable que la aplicación con el agua de riego aunque requiere más trabajo. El purín debe aplicarse por lo menos 10 días antes de utilizar el terreno para pastoreo o de levantar una cosecha. De lo contrario el ganado puede rehusarse a pastar. En los cultivos destinados a la alimentación humana la aplicación del purín se debe hacer antes de arar incorporando al suelo uertes concentraciones de este abono.
3.3. Purín de hierbas El purín de hierbas es un preparado que resulta de la ermentación aeróbica de hierbas ricas en elementos mayores y menores, aminoácidos, fitohormonas y vitaminas. Su utilización en la producción orgánica resulta una alternativa ecológicamente racional, viable y de muy bajo costo. Para elaborar este preparado se pueden utilizar hierbas como la alala ( Medicago sativa), la ortiga ( Urtica dioica L.), la manzanilla ( Matricaria chamomilla), la menta ( Mentha piperita), entre otras.
3.3.1. Materiales para la elaboración del purín de hierbas • 500 g de alala resca picada (que tenga un 10 % de floración) • 500 g de ortiga resca picada • 250 g de manzanilla resca picada (con inflorescencias) • 250 g de menta resca picada • 1 recipiente de plástico o cerámica con capacidad para 2 galones de agua 3.3.2. Elaboración del purín de hierbas a. con un cuchillo afilado picar las hierbas en pequeños pedazos de alrededor de un centímetro; b. introducir las hierbas cortadas en el recipiente de plástico o cerámica; c. agregar 8 litros de agua hirviendo y tapar inmediatamente; d. dejar ermentar las hierbas durante 5 a 8 días; e. sacar las hierbas del recipiente y filtrar el contenido utilizando un colador o cernidera a fin de evitar que pasen materiales que puedan tapar la boquilla del aplicador; . envasar el preparado en recipientes oscuros y guardarlo en sitios rescos, si es posible en rerigeración.
149
Manejo Agroecológico de Suelos
3.3.3. Composición del purín de hierbas En la tabla 40 se presenta la composición de un purín de hierbas. Tabla 40 - Composición del purín de hierbas elaborado a base de alfalfa y ortiga
Composición
Unidades
Contenidos
Agua MO Nitrógeno Óxido fosfórico (P205 ) Óxido de potasio (K 2O) Manganeso Calcio Magnesio pH Grasa bruta Fibra bruta
% g/kg % % % % % mEq/100 g
56 93 7,29 4,65 2,15 0,00021 1,1 1,16 7,3 0,65 5,3
% %
Fuente: Chávez & Suquilanda 2002.
3.3.4. Uso y manejo del purín de hierbas El purín de hierbas se aplica al ollaje de los cultivos en dosis que oscilan entre 20 y 30 ml/litro de agua con una recuencia de 8 a 15 días. En una bomba de 20 litros se debe colocar entre 400 y 600 ml de purín. 3.4. Bocashi líquido o caldo de bocashi El bocashi líquido o caldo de bocashi es una preparación que resulta de macerar una porción de bocashi sólido con gallinaza, polvillo de arroz, EMA y melaza o miel de panela. Cuando se inicia una producción orgánica en suelos que han sido sometidos a la práctica de monocultivos y a la aplicación sostenida de ertilizantes y pesticidas de origen sintético, es necesario ayudar al crecimiento de las plantas mediante estrategias basadas en la aplicación oliar de algunos abonos líquidos preparados de manera orgánica. Estos abonos líquidos tienen en dilución una serie de nutrimentos esenciales para el desarrollo de las plantas (aminoácidos y vitaminas) y muchos microorganismos que las protegen del ataque de patógenos e insectos dañinos. Así, mientras el campo se está recuperando con la aplicación de abonos orgánicos sólidos aplicados al suelo, los abonos líquidos ayudan a obtener una buena cosecha desde el principio. Es el caso del bocashi líquido cuya preparación se presenta a continuación.
150
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
3.4.1. Materiales para la elaboración del bocashi líquido • 1 recipiente de plástico con capacidad para 200 litros • 12,5 kg de bocashi sólido • 12,5 kg de gallinaza resca (sin cama) • 12,5 kg de polvillo de arroz • 6,25 litros de EMA • 12,5 litros de melaza, miel de caña o miel de panela • 140 litros de agua limpia • 1 pedazo de lona o 1 saco para tapar el recipiente • 1 palo para agitar • 1 cernidera o colador 3.4.2. Elaboración del bocashi líquido a. colocar en el recipiente plástico todos los ingredientes sólidos y líquidos; b. cubrir el recipiente con un pedazo de lona o un saco para que no entren polvo ni moscas; c. al día siguiente agitar y mezclar los ingredientes con un palo repitiendo la operación cada 6 horas aproximadamente; d. continuar con la misma labor señalada en el literal c; e. observar que la mezcla empiece a cambiar de olor y de color (agridulce/ marrón); . cuando la mezcla huele de manera agradable y produce muchas burbujas, el abono está listo. Esto ocurre al cabo de 8 días de iniciado el proceso; g. cernir la mezcla utilizando un colador elaborado en un marco de madera con tela metálica. Envasar el producto en recipientes de color oscuro y guardarlo tapado en un lugar resco, seco y oscuro. 3.4.3. Uso y manejo del bocashi líquido El bocashi líquido es un producto vivo por lo que se debe aplicar tan pronto se haya terminado su preparación, ya que a medida que el tiempo pasa va perdiendo su poder microbiano y su valor ertilizante. No se lo puede guardar por más de 15 días. Se puede aplicar oliarmente o al suelo con el auxilio de una regadera o a tra vés del sistema de riego (goteo o aspersión). Para hortalizas de hojas se recomienda hacer aplicaciones oliares de acuerdo al estado del cultivo en dosis de 40–100 ml/20 litros de agua. Para cultivos como col, repollo, ajo y cebolla 100–200 ml/20 litros de agua. Como vitalizador del suelo se puede aplicar a través del sistema de riego en dosis de 2,5–5 litros por cada 200 litros de agua. 151
Manejo Agroecológico de Suelos
3.5. Té de estiércol Es una preparación que convierte el estiércol sólido en un abono líquido mediante un proceso de ermentación aeróbica. Durante la elaboración de este producto el estiércol suelta sus nutrimentos en el agua y estos se vuelven disponibles para las plantas.
3.5.1. Materiales para la elaboración del té de estiércol Se requieren los siguientes materiales: • 1 caneca o tanque de plástico con capacidad para 200 litros (si el tanque es de metal es necesario pintarlo por dentro con pintura anticorrosiva o ponerle una delgada capa de cemento para evitar la ormación de óxidos) • 1 costal o saquillo de yute o polipropileno • 11,36 kg (25 libras) de estiércol resco (de vacuno, oveja, gallinaza, caballo, cuy, conejo o una mezcla de estos) • 4 kg de sulato doble de potasio y magnesio • 2 kg de roca osórica • 4 kg de leguminosa resca y picada • 1 litro de leche • 1 litro de melaza, miel de caña, miel de purga o de panela (chancaca) • 2 litros de EMA o 0,454 gramos (1 libra) de levadura para pan • 1 piedra de 5 a 8 kg • 1 cordel de 2 m • 1 pedazo de costal o saquillo o un pedazo de lienzo o material plástico para cerrar la boca de la caneca 3.5.2. Elaboración del té de estiércol Para la elaboración del té de estiércol se debe proceder de la siguiente manera: a. colocar en el costal los 11,36 kg de estiércol resco, agregar los 4 kg de leguminosa picada y los 4 kg de sulato doble de potasio y magnesio, colocar una piedra (para dar peso) y amarrar bien el costal con la cuerda dejando una de sus puntas de 1,5 m de largo (se asemejará a una gran bolsa de té); b. introducir el costal con el estiércol en un tanque con capacidad para 200 litros, agregar la leche, la melaza y los 2 litros de EMA (o la levadura) agitando vigorosamente para que estos materiales se diluyan; c. tapar la boca de la caneca o tanque con un pedazo de costal, lienzo o plástico (procurando que entre oxígeno) y dejar ermentar durante 2 semanas. d. Una vez concluido el período de ermentación sacar el costal de la caneca procurando exprimirlo. El té de estiércol estará listo para ser utilizado.
152
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
3.5.3. Composición del té de estiércol En la tabla 41 se puede observar la composición de un té de estiércol. Tabla 41 - Composición del té de estiércol elaborado a base de gallinaza y alfalfa fresca
Composición
Unidades
Contenidos
Agua MO Nitrógeno Óxido fosfórico (P205 ) Óxido de potasio (K 20) Cobre Manganeso Calcio Magnesio pH Relación C/N
% g/kg % % % % % % mEq/100 g
43 106 10,3 5,8 3,1 0,0003 0,026 1,3 1,3 6,8 13,6/ 1
Fuente: Chávez & Suquilanda 2002.
3.5.4. Uso y manejo del té de estiércol Para aplicar este abono se deben hacer diluciones. Por ejemplo para cultivos hortícolas y de ciclo corto se lo aplicará en diluciones de entre el 10 y el 25 % y para rutales (banano, cítricos, de hoja caduca, etc.), cacao, caé, palma aricana, coco, y palmito de acuerdo a su estado se pueden hacer aplicaciones que oscilen entre el 20 y el 50 %. Se hacen aplicaciones al ollaje de los cultivos cada 8 a 15 días mediante aspersiones con una bomba de mochila manual o a motor. Para pequeñas extensiones se pueden hacer aplicaciones con la ayuda de una regadera dirigiendo el chorro en banda del cultivo o alrededor de las plantas rutales (hasta donde se extienden las ramas). ambién se puede aplicar este abono a través de la línea de riego por goteo (200 litros/ha) cada 15 días en los cultivos hortícolas, florícolas, rutales de ciclo corto, caé cacao, etc. 3.6. El abono de frutas Es un abono de elaboración artesanal que resulta de la ermentación aeróbica o anaeróbica de rutas y melaza, al que se pueden agregar también algunas hierbas conocidas por su riqueza en nutrimentos o principios activos capaces de alimentar a las plantas o protegerlas del ataque de plagas.
153
Manejo Agroecológico de Suelos
El abono de rutas tiene en su composición química aminoácidos y elementos nutrimentales menores que son proporcionados por las rutas, la melaza y las hierbas. Su contenido se presenta en la tabla 42. Tabla 42 - Composición bioquímica de algunas frutas y elaborados de caña de azúcar (panela y melaza)
Frutas y Proteína elaborados (g)
Manzano Babaco Banano Chirimoya Capulí Uva Toronja Uvilla Guayaba Naranja Melón Mango Papaya Durazno Piña Tuna Melaza Panela
Carbohi- Calcio Fósforo Hierro Vitamina Tiamina dratos (g) (mg) (mg) (mg) A (µg) (mg)
Rivoflavina (mg)
Ácido Niacina ascórbico (mg) (mg)
0,3 0,9 0,2 1,1 1,3 0,6 0,6
15,2
6
10
0,4
10
0,03
0,50
0,2
6
5,4
11
14
0,4
30
0,02
0,06
1,0
29
27,3
8
29
0,5
–
0,06
0,06
0,7
13
21,3
34
35
0,6
0
0,09
0,13
0,9
17
20,7
24
24
0,8
45
0,04
0,04
1,1
18
16,7
12
15
0,9
tr
0,05
0,04
0,5
3
9,6
18
21
0,5
10
0,05
0,02
0,2
43
0,3
19,6
8
55
1,2
730
0,10
0,03
1,7
43
0,9 0,8 0,6 0,5 0,5 0,8 0,2
17,3
22
26
0,7
80
0,04
0,04
1,0
218
15,0
34
20
0,7
40
0,09
0,03
0,2
59
11,1
32
32
0,7
tr
0,03
0,02
0,6
23
15,4
12
12
0,8
630
0,05
0,06
0,4
53
8,3
20
13
0,4
110
0,03
0,04
0,3
46
13,3
12
26
1,1
5
0,03
0,06
0,4
28
0,4
18
8
0,5
15
0,08
0,04
0,2
61
1,4
12,1
46
32
1,2
10
0,02
0,03
0,4
22
0,0
71,0
470
93
29,5
–
0,04
0,15
1,4
–
0,4
90,6
51
44
4,2
tr
0,02
0,11
0,3
2
tr: trazas Fuente: INCAP-ICNND 1981.
3.6.1. Materiales para la elaboración del abono de frutas Para la elaboración del abono de rutas se requieren los siguientes materiales: • 1 recipiente de plástico o cerámica de boca ancha (tipo barril) con capacidad para 10 litros • 1 tapa de madera que calce dentro del recipiente (prensa) • 1 piedra de 5 kg o 2 ladrillos grandes (prensa) • 5 kg de rutas variadas (banano, melón, manzana, uva, guayaba, tuna, papaya, mango, etc.) • 4 litros de melaza o miel de panela (chancaca) 154
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
3.6.2. Elaboración del abono de frutas Se deben seguir los siguientes pasos: 1. lavar las rutas y cortarlas en pedacitos (no es necesario pelarlas). Se recomienda no poner muchas rutas cítricas ya que el abono podría quedar demasiado ácido. Si las rutas tienen un grado de madurez no apto para el consumo humano se pueden utilizar siempre y cuando no estén podridas o presenten ataques de plagas. Hay que procurar una gran diversidad de rutas; 2. colocar 1 kg de rutas en el ondo del recipiente y luego agregar 1 litro de melaza o miel y así sucesivamente hasta completar los 9 kg de material; 3. si hay hierbas como alala, verdolaga, ortiga o especies medicinales, cortarlas en pedacitos muy finos y colocarlas intercaladas entre la ruta; 4. colocar la tapa de madera sobre la última capa de ruta poniendo encima una piedra o ladrillos para que el material se prense y se ermente durante 8 a 10 días. A nivel industrial se utiliza un contenedor de acero quirúrgico al que se le adapta un tornillo de acero sin fin para que sirva de prensa y se le instalan válvulas para la evacuación del abono (oto 7);
Foto 7 - Obtención industrial de abono de frutas (Empresa florícola Florana Farms, Tabacundo)
5. una vez concluido el período de ermentación (cuando hay burbujas), retirar la tapa y filtrar el material utilizando un colador o cernidera. En el proceso final se recomienda utilizar como filtro un pedazo de lienzo para obtener un abono líquido de mejor calidad.
3.6.3. Composición del abono de frutas En las tablas 44 y 45 se presentan los contenidos de nutrimentos y aminoácidos del abono de rutas. 155
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 43 - Composición química del abono de frutas
Componentes
Unidades
Contenidos
%
0,17
Elementos minerales
Nitrógeno Cobre Hierro Manganeso Zinc
µg/100 ml µg/100 ml µg/100 ml µg/100 ml
6 82 5 3
Aminoácidos
Ácido aspártico Treonina Serina Ácido glutámico Alanina Glicina Cistina Valina Metionina Isoleucina Leucina Triosina Fenilalanina Histidina Lisina
mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml n/d mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml n/d mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml
153 19 27 116 122 57
42 7 13 17
70 32 18
Fuente: López & Suquilanda 2000. Tabla 44 - Contenido de tres tipos de abonos de frutas (en base seca)
Componentes
Unidades
Frutil-fol 1
Abonos Frutil-fol 2
19,20 37,05 19,98 344,00 6,21 8,00
20,35 58,00 12,17 346,00 7,09 4,00
Frutil-fol 3
Elementos minerales
Calcio (Ca) Fósforo (P) Magnesio (Mg) Potasio (K) Sodio (Na) Cobre (Cu) 156
mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml mg/100 ml µg/100 ml µg/100 ml
13,93 13,57 10,40 240,00 4,84 17,00
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
Tabla 44 (continuación)
Frutil-fol 1
Abonos Frutil-fol 2
µg/100 ml µg/100 ml µg/100 ml
4 460,00 121,00 37,00
4 960,00 89,00 34,00
1 384,00
g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml g/100 ml
0,650 0,060 0,060 0,330 0,040 0,070 0,170 0,000 0,006 n/d 0,030
0,72 0,08 0,08 0,40 0,05 0,09 0,22 0,00 0,08 n/d 0,04
0,31
Componentes
Unidades
Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Zinc (Zn)
Frutil-fol 3
131,00 13,00
Aminoácidos
Ácido aspártico Treonina Serina Ácido glutámico Prolina Glicina Alanina Cistina Valina Metionina Isoleucina
0,21 0,13 0,30
0,12 0,17 0,25 0,00 0,14 0,01 0,12
Fuente: López & Suquilanda 2000.
3.6.4. Uso y manejo del abono de frutas Este abono se puede utilizar en los cultivos de rutas, hortalizas, granos, raíces, tubérculos, caé, cacao y ornamentales. Las dosis recomendadas en ml/litro son las siguientes: • hortalizas de hoja 2,5 • ornamentales 2,5 • hortalizas de cabeza 5 • hortalizas de rutos 5 • rutas (antes de entrar en producción) 12,5 • rutas (en producción) 25 • caé, cacao 25 No se deben utilizar dosis más elevadas que las indicadas ya que se corre el riesgo de taponar los estomas de las hojas de las plantas y asfixiarlas. 3.7. El vinagre de madera El vinagre de madera es un producto natural que se obtiene de la condensación del humo a través de un proceso artesanal de destilación que permite la extracción 157
Manejo Agroecológico de Suelos
de nutrimentos y de algunos principios activos contenidos en la madera que tienen dierentes usos en la agricultura. Este producto actúa como abono pero también es un buen repelente y controlador de insectos plaga (gusanos trozadores, masticadores y moscas minadoras) y nematodos. Se extrae undamentalmente de plantas leguminosas debido a sus propiedades. Se usan ramas con diámetros que oscilan entre los 2 y los 5 cm. Entre las variedades que dan buen jugo de madera están la acacia, la leucaena, la guaba y la guabilla. Los productores aseguran que se deben tomar en cuenta las ases de la luna para la extracción del jugo sugiriendo hacerlo en luna llena.
3.7.1. Materiales para la obtención del vinagre de madera • un terreno plano de 3 × 3 m • 6 postes de madera rolliza de 2,50 m × 10 cm de diámetro • 4 costaneras de madera de 2,50 m × 5 cm • 6 tiras de madera de 2,50 m × 2 cm • 2 láminas de zinc corrugado de 2,40 × 1,20 m • 1 tubo de latón de 3 m de largo × 8 cm de diámetro • 1 codo de latón de 8 cm de diámetro (ángulo de 100º) • 1 horqueta de madera (1,50 m) • clavos, alambre de amarrar • 1 balde de plástico (30 litros) • hierba resca y paja seca • leña resca y seca cortada en pedazos de 1,50 y 1,20 m de largo × 5 a 8 cm de diámetro 3.7.2. Procedimiento para la obtención del vinagre de madera Para la obtención del vinagre de madera deben seguirse los siguientes pasos: 1. abrir una osa en el suelo de 2 m de largo por 1,50 m de ancho y 0,70 m de proundidad; 2. cubrir la osa construyendo una estructura con postes de madera y cubierta de zinc corrugado con una caída que permita el escurrimiento del agua; 3. construir zanjas de drenaje alrededor de la estructura que protege la osa; 4. instalar el tubo de latón con el codo en la cabecera de la osa sosteniéndolo en la parte exterior con el auxilio de una horqueta y abrir un pequeño orificio a 60 cm del codo en su parte inerior (semejante a un pico de gallo) colocándolo debajo el balde de plástico (figura 6, página siguiente); 5. apilar la leña dentro de la osa acomodándola hasta 15 cm antes del borde y cuidando que en la parte inerior de la osa quede un espacio de 50 cm; 158
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
6. cubrir el espacio altante para llenar la osa con hierba resca y seca y completar la cobertura aplicando tierra hasta lograr el nivel original del suelo;
0,6 m
2,0 m
Figura 6 - Instalación para la elaboración de vinagre de madera
7. encender la leña por la parte inerior de la osa utilizando como combustible un pedazo de vela o un poco de cebo de animal y luego tapar la osa con un tablón (figura 7);
Tablón
Tierra Hierbas Leña
Fuego
Figura 7 - Disposición de los materiales para la elaboración del vinagre de madera
159
Manejo Agroecológico de Suelos
8. cuando se inicie la combustión que puede durar algunos días el humo empezará a escapar por el tubo de latón; 9. taponar el tubo con un pedazo de lana, hilazas o paja seca para obligar al humo a revolverse de manera que al pasar por la sección ría del tubo se condense y caiga el vinagre en el balde a través del orificio practicado en la parte inerior del tubo; 10. al concluir la combustión de la leña se obtendrá una carga de aproximadamente unos 15 a 20 litros de vinagre de madera; 11. si se observara que el vinagre de madera tiene una carga de alquitrán, se deben moler 300 gramos de carbón vegetal y aplicarlos sobre el líquido. El alquitrán se adhiere al carbón y puede ser ácilmente eliminado.
3.7.3. Uso y manejo del vinagre de madera Para el uso de este producto será necesario elaborar una solución madre a base de 750 ml de vinagre de madera y 250 ml de melaza (miel de caña o de panela). Se aplicará esta mezcla a los cultivos mediante aspersiones oliares con aplicadores de bajo volumen o a través del sistema de riego con las siguientes dosificaciones: • para almácigos de hortalizas, 50 ml de solución madre en 20 litros de agua (2,5 ml/litro) asperjados al ollaje cada 8 días; • para cultivos hortícolas establecidos, 100 a 250 ml de solución madre en 20 litros de agua (5 a 12,5 ml/litro) asperjados al ollaje; • para cultivos de rutas, 250 ml de solución madre en 20 litros de agua asper jados al ollaje cada 8 a 15 días; • para controlar nematodos se recomienda hacer aplicaciones localizadas en drench al pie de las plantas. Este producto puede almacenarse hasta por 3 meses en recipientes oscuros para evitar que la luz degrade algunos principios. 3.8. Vinagre de cascarilla de arroz (ácido piroleñoso) Es una variante del vinagre de madera que producto de la condensación del humo al momento de la carbonización de la cascarilla de arroz y que luego de un proceso de purificación puede ser utilizado como repelente de plagas, ungicida y estimulante del crecimiento de las plantas. Este líquido contiene más de 200 sustancias químicas y su principal elemento es el ácido acético es decir el vinagre. La cascarilla de arroz que es muy abundante en las zonas grandes productoras de esta gramínea y muchas veces se desperdicia a la orilla de los caminos es una alternativa al uso de la madera.
160
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
3.8.1. Materiales para la obtención del vinagre de cascarilla de arroz • 80 ladrillos • 25 libras de cemento • postes de madera rolliza de 2,50 m × 10 cm de diámetro • 1 tubo de latón de 3 m de largo × 8 cm de diámetro • 1 codo de latón de 8 cm de diámetro (ángulo de 100º) • 1 horqueta de madera (1,50• m) • 2 baldes de plástico (30 litros) • 1 cernidera o colador • 1 embudo plástico • 1 bomba de pecera • cascarilla de arroz 3.8.2. Procedimiento para la obtención del vinagre de cascarilla de arroz Para elaborar vinagre de cascarilla de arroz se deben seguir los siguientes pasos: 1. preparar la carbonera con el ladrillo y el cemento; 2. instalar la chimenea de latón sobre la tapa de la carbonera; 3. cargar la carbonera con la cascarilla de arroz seca y encenderla para que se carbonice; 4. extraer el destilado del humo en el recipiente plástico; 5. purificar el líquido extraído para eliminar algunas sustancias pesadas y tóxicas como el alquitrán de la siguiente manera: • dejar el líquido destilado en reposo durante una semana para separar 3 capas: la capa superior fina que es aceite, la capa intermedia que es vinagre crudo y la capa inerior que es alquitrán, • sacar la capa intermedia procurando que no se mezcle con las otras utilizando para ello un tubo de plástico, • airear el líquido durante 2 días utilizando una bomba de pecera 3 veces por día, • aplicar carbón de la misma cascarilla en el líquido en una proporción de 1 a 5 en volumen y mezclar bien, dejar reposar durante 2 semanas y finalmente colarlo y almacenarlo en un recipiente sin tapa en un ambiente cerrado y resco. 3.8.3. Utilización y dosis del vinagre de cascarilla de arroz La acción del vinagre de cascarilla de arroz varía según su dosis de aplicación. Si se aplica puro y muy oscuro puede eliminar todos los organismos vivos. La aplicación oscura permite combatir algunos insectos dañinos y algunos patógenos y cuando se diluye hasta 500 veces en agua este líquido mejora el crecimiento de las plantas trabajando como un catalizador para acelerar sus reacciones químicas. 161
Manejo Agroecológico de Suelos
Si al vinagre de cascarilla de arroz se le agrega ajo o ají picante, manzanilla o cola de caballo, puede aumentar su eecto benéfico como controlador de insectos y de enermedades o como abono. La cascarilla de arroz carbonizada también constituye la materia prima para la elaboración del bocashi y es un elemento mejorador de la estructura del suelo. En la tabla 45 se presentan algunas ormas, dosis y recuencias de aplicación del vinagre de cascarilla de arroz. Tabla 45 - Formas, dosis y frecuencias de aplicación del vinagre de cascarilla de arroz
Cultivos/suelos/ Formas de aplicación abonos
Lechuga, zanahoria, etc. Repollo, ajo, cebolla. Al suelo Elaboración de bocashi
Aspersiones al follaje con bomba de bajo volumen/gota fina Aspersiones al follaje con bomba de bajo volumen/gota fina Aplicaciones con bomba Aplicaciones con bomba o con una regadera
Dosis
Frecuencia
2–5 ml/litro de agua
Aplicaciones semanales
5–10 ml/litro de agua
Aplicaciones semanales
2–4 litros/20 litros de agua
Cada 1–2 semanas
100–200 ml/20 litros de agua Durante la mezcla de los desechos orgánicos
Fuente: Sasaki 1999.
4. LOS BIOESTIMULANTES O BIOACTIVADORES 4.1. Concepto Los bioestimulantes o bioactivadores, conocidos también como inductores o potenciadores de las actividades metabólicas y fisiológicas de los vegetales, son abonos orgánicos de origen vegetal o animal que complementan la nutrición de las plantas con sus contenidos de macro y micronutrimentos, vitaminas, hidratos de carbono, aminoácidos, péptidos, polipéptidos, sustancias húmicas, etc. contribuyendo a una rápida asimilación y al ahorro de energía por parte de las plantas. A continuación se detalla la importancia del uso de los aminoácidos, péptidos, polipéptidos y sustancias húmicas en la producción agrícola.
4.2. Los aminoácidos Los aminoácidos se derivan de las proteínas de origen vegetal o animal y microbianas. Son compuestos orgánicos incoloros y cristalinos que tienen a granel el aspecto de un polvo blanco. Las ormas cristalinas son muy variadas, desde haces de delgadas 162
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
agujas (tirosina) hasta gruesas placas hexagonales (cistina). El sabor varía de dulce azucarado (glicina, alanina) pasando por el insípido (tirosina) hasta el amargo (arginina). Se estima que en la naturaleza existen más de 300 aminoácidos dierentes pero solo 20 de ellos constituyen las unidades monoméricas a partir de las cuales se constituye el esqueleto básico de las proteínas polipéptidas. Estos aminoácidos, detectados en estado libre o provenientes de la hidrólisis de las proteínas, se clasifican de la siguiente manera de acuerdo a sus características: • alifáticos: alanina, valina, leucina, isoleucina, serina, treonina, cisterina, metionina, ácido aspártico, ácido glutámico, lisina, arginina, ornitina; • aromáticos: elilalanina, tirosina; • heterocíclicos: prolina e isoprolina, triptóano e histidina.
4.2.1. Actividades de las plantas en las que participan los aminoácidos Los tratamientos a base de aminoácidos no solo mejoran el crecimiento y el desarrollo de las plantas sino también el uncionamiento del mismo suelo. Cuando se utilizan aminoácidos en ertilizaciones oliares o en ertirriego se producen, entre otros, los siguientes eectos: • Producción de hojas Se estimula el ciclo vegetativo con un aumento de la producción y del tamaño de las hojas propiciando una mayor actividad otosintética, • Producción de flores y frutos Si la aplicación se realiza durante la etapa de producción de flores y rutos los aminoácidos actúan en los mecanismos de polinización aumentando la producción y la calidad de las flores lo que lleva a tener rutos precoces y de gran tamaño. Si los rutos son mejores las semillas provenientes de estos rutos tendrán un mejor poder germinativo y las nuevas plantas también serán mejores. • Crecimiento y vigor de raíces Independientemente de la etapa del crecimiento de las plantas en la que se aplique un producto a base de aminoácidos, este estimula el crecimiento y vigor de las raíces mejorando la capacidad de anclaje de la planta y haciendo que la incorporación de agua y nutrimentos así como el intercambio de gases a través de ellas sean eficientes. • Acción quelante con los microelementos La unión de aminoácidos (ligado) y microelementos orman un quelato natural de aminoácidos lo suficientemente estable como para mantener el nutriente en su estructura pero a la vez lo suficientemente inestable para liberarlo cuando la célula del vegetal lo necesite. • Ahorro energético Las plantas como cualquier otro ser vivo tienen la capacidad de sintetizar aminoácidos para lo cual deben obtener el nitrógeno del suelo o de la 163
Manejo Agroecológico de Suelos
atmósera y transormarlo en nitrógeno orgánico. Lo mismo ocurre con otros elementos como el azure, el carbono, etc. que también deben ser transormados. odas estas rutas bioquímicas para llegar al producto final tienen un costo energético para el vegetal que puede en algunos casos ser muy alto. Con la aplicación de productos con aminoácidos esta energía puede ser utilizada para otras unciones como aumentar el vigor vegetativo, aumentar la producción o mejorar la nutrición del cultivo. • Potenciación de los mecanismos de resistencia de la planta frente a condiciones adversas
Algunos autores sostienen que rente a condiciones adversas las plantas incrementan su contenido de aminoácidos por lo que poner a su disposición productos que contengan estos elementos les ayuda a superar esos momentos críticos. Los aminoácidos son ácilmente transportables a zonas delicadas y aceleran la respuesta de la planta ahorrándole la energía que habría tenido que gastar sin ellos en situaciones adversas.
4.2.2. Funciones de los aminoácidos en la producción de cultivos A continuación se presentan de manera sintética las principales unciones de los aminoácidos en la producción de cultivos: • ahorro de energía en la síntesis de las proteínas, • regulación del sistema hídrico especialmente cuando hay algún tipo de alteración fisiológica, • reducción del eecto negativo causado por los descensos de temperatura, • mejoramiento del calibre y coloración de flores y rutos, • participación en la maduración y aumento del contenido de azúcar en los rutos, • activación de la síntesis de clorofila para la actividad otosintética, • aporte de nitrógeno de ácil absorción. 4.2.3. Procedimiento para la obtención de los aminoácidos Los aminoácidos son aislados a partir de los hidrolizados de proteínas animales, vegetales y de microorganismos y han sido caracterizados y sintetizados en laboratorio. En la actualidad hay una demanda creciente de aminoácidos individuales puros para la elaboración de medicamentos (nutrición y metabolismo) y para uso agrícola. Esto ha estimulado el interés por mejorar antiguos métodos y desarrollar nue vos procedimientos para el aislamiento y síntesis de diversos aminoácidos. Existen varias firmas comerciales que abrican y suministran aminoácidos purificados L y D de buena calidad. La orma de obtención de los aminoácidos es determinante en cuanto a su cantidad y calidad. Solo los aminoácidos libres en orma de isómeros L son aprovechables 164
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
para las plantas por lo que es indispensable que los procesos de obtención garanticen un máximo contenido de ellos. Los métodos que se pueden utilizar son los siguientes: • Aminoácidos de síntesis Este método proporciona un elevado contenido de aminoácidos libres pero el producto obtenido es una mezcla de aminoácidos D y L de los cuales al menos el 50 % no es aprovechado por las plantas. • Aminoácidos de hidrólisis química Este método se basa en la hidrólisis de proteínas como subproducto de origen animal. Se consigue un alto contenido de aminoácidos totales contenidos en aminoácidos libres. Además el producto final es una mezcla de aminoácidos D y L por lo que las plantas solo aprovechan el 50 %. • Aminoácidos de hidrólisis enzimática Se obtienen mediante el uso de enzimas específicas que rompen las cadenas polipeptídicas por los enlaces individuales asegurando un producto con un máximo de aminoácidos libres todos ellos isómeros L totalmente aprovechables para las plantas.
4.2.4. Nutrición foliar con aminoácidos Para que las plantas asimilen de mejor manera los aminoácidos es necesario asegurarse de que penetren en la planta solamente los aminoácidos libres de bajo peso molecular (PM) a fin de que a partir de estos se sinteticen las proteínas y se alcance un estado de proteosíntesis (sin presencia de sustancias solubles en los conductos circulatorios de los vegetales). Además de posibilitar una buena nutrición este estado permitirá que la planta se pueda deender naturalmente del ataque de las plagas. Se puede aplicar una solución de aminoácidos con PM menor a 400 mg/mol a través de las hojas para que sea incorporada por la savia y que de esta manera se acumule energía y aumente la eficiencia de las órmulas de proteínas. Los aminoácidos son absorbidos principalmente a través de los estomas e incorporados a la savia a medida que son capaces de penetrar la membrana celular incorporándose a las rutas metabólicas de la síntesis de proteínas. Por otra parte no todos los aminoácidos cumplen la misma unción en las plantas y estas requieren dierentes cantidades de cada uno, pero todos son esenciales e interdependientes de tal manera que el exceso o la ausencia de uno de ellos puede bloquear la síntesis de los otros. Por ejemplo L-lisina, L-triptóano y L-metionina son necesarios en muy bajas concentraciones mientras que el ácido L-glutámico y el ácido L-aspártico se encuentran en grandes cantidades en las plantas. La glicina, la prolina y la arginina deben estar presentes en concentraciones elevadas ya que son la base para la ormación de todos los aminoácidos y cumplen unciones estratégicas. Dada la especificidad de los aminoácidos en las dierentes unciones de las plantas, sus concentraciones varían según los dierentes estadios de desarrollo 165
Manejo Agroecológico de Suelos
vegetativo. Es por eso que el período útil para realizar aportaciones se prolonga durante todo el ciclo: desde el trasplante hasta el cuajado y la maduración se pueden obtener excelentes respuestas e incluso al final del período vegetativo cuando aumentan las reservas de aminoácidos esenciales avoreciendo la evolución del siguiente ciclo.
4.3. Los péptidos vegetales Los péptidos vegetales son compuestos intermedios entre los aminoácidos y las proteínas. Los llamados heteroméricos (ormados por L-aminoácidos y otras moléculas distintas) son especialmente interesantes ya que poseen propiedades fisiológicas específicas, como los antibióticos, las toxinas y las vitaminas. Otro grupo integrado por los homómeros (ormados únicamente por L-aminoácidos) cuya unción no es bien conocida interviene en varios puntos del metabolismo celular. El péptido vegetal más conocido es el glutatión, de amplia distribución entre los vegetales. La principal propiedad de este péptido es ser reversiblemente oxidado. Su orma activa es la reducida en la que está asociado al reinicio de la actividad respiratoria y otros procesos metabólicos, por lo que abunda en las semillas que germinan, en los tubérculos en brotación y en las regiones meristemáticas activas. Su orma inactiva es la recombinada con disuluro. Las reacciones que más acilitan su ormación son undamentalmente la desaminación y la descarboxilación. Otros tipos de reacciones producen la modificación de los esqueletos de los aminoácidos y conducen a la síntesis de sustancias de gran complejidad y mayor PM que sus aminoácidos precursores. Los péptidos y polipéptidos son la racción de las proteínas que no se ha hidrolizado lo que tiene un eecto filmógeno en la hoja del vegetal, es decir una especie de tensoactivo que avorece una mayor absorción del producto y una mayor protección de la planta rente a los agentes externos.
4.4. Los extractos de algas marinas El uso de algas marinas para el procesamiento de alimentos, medicamentos y ertilizantes naturales de alta calidad ha despertado en el último tiempo una gran expectativa en la industria agroalimenticia. Un alga conocida como Kelp ( Ascophyllum nodosum) que crece a lo largo de las costas del Atlántico norte es considerada como la planta marina de mayor uso para la agricultura por sus excelentes condiciones como ertilizante natural y uente de MO. Se la procesa desde hace ya muchos años como harina o extracto. Se estima que el extracto de algas es un reservorio natural de más de 60 compuestos que contienen macro y micronutrientes, carbohidratos, aminoácidos y sustancias naturales. Estos ingredientes activos incluyen minerales traza como boro, molibdeno, cobre, hierro, zinc, manganeso, sílice y cobalto así como agentes quelatados o complejos tales como el ácido algínico y el manitol. Contiene además bajas 166
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
concentraciones de sustancias naturales promotoras del crecimiento (fitohormonas) que contribuyen al desarrollo de las plantas así como a mejorar su color y vigor. Por otra parte se ha comprobado que el extracto de algas incrementa la actividad microbiana del suelo contribuyendo a aumentar la disponibilidad de los nutrimentos para las plantas. Tabla 46 - Características y contenidos analíticos del extracto de algas
Datos físicos Apariencia: cristales negros tirando a parduzcos Olor: semejante a algas marinas Solubilidad en agua: 100 % soluble pH*: 10–10,5 Análisis típico Materia seca: 95 % MO: 45–55 % Cenizas (mineral): 45–55 % Nitrógeno total (N): 1–2 % Ácido fosfórico (P2O5 ) disponible: 1–3 % Potasio soluble (K 20): 14–16 % Azufre (S): 1–2 % Magnesio (Mg): 0,3–0,6 % Carbohidratos: ácido algínico, manitol, laminarín. Aminoácidos (promedio en 100 g de proteína)
Calcio (Ca): 0,1–0,2 % Sodio (Na): 3,0–5,0 % Boro (B): 100–150 ppm Hierro (Fe): 150–250 ppm Manganeso (Mn): 8–12 ppm Cobre (Cu): 30–50 ppm Zinc (Zn): 12–18 ppm Promotores naturales del crecimiento: citoquininas, auxinas y giberelinas
Alanina: 3,81 Arginina: 0,22 Ácido aspártico: 5,44 Cistina: trazas Ácido glutámico: 7,69 Glicina: 3,16 Histidina: 0,42 Isoleucina: 1,94 Leucina: 4,48
Lisina: 1,33 Metionina: 1,39 Fenilalinina: 2,88 Prolina: 4,42 Serina: 0,14 Treonina: 1,27 Triosina: 1,80 Valina: 3,46
* Dilución líquida ácida (pH < 5) puede ser ajustada a un pH neutral de 6,5 –8,0 antes de la adición del polvo soluble de algas marinas.
4.4.1. Beneficios del extracto de algas para los cultivos Investigaciones realizadas en las últimas 2 décadas sobre el crecimiento de las plantas han demostrado que estas asimilan de mejor manera los micronutrientes 167
Manejo Agroecológico de Suelos
esenciales cuando estos son aplicados directamente por vía oliar que cuando lo son a través del suelo en orma inorgánica. El extracto de algas marinas es un ertilizante que puede ser aplicado como nutriente oliar, como inoculante de semillas o en inmersión de raíces antes del trasplante para que las plantas reciban los beneficios directos de los nutrientes balanceados naturalmente y de las sustancias promotoras de crecimiento disponibles. Entre los beneficios que el extracto de algas brinda a los cultivos se encuentran los siguientes: • mayor potencial de rendimiento comercial, • mayor germinación de las semillas, • reducida incidencia de daños por ataque de enermedades ungosas, • mayor resistencia al estrés ambiental, • mayor incremento del valor nutritivo de los productos, • sistema de raíces más saludables, • mejor apariencia y color de las plantas.
4.4.2. Utilización del extracto de algas El polvo soluble o el líquido de extracto de algas puede ser mezclado con agua y aplicado en los siguientes casos: • Tratamiento de semillas y sustratos Asperjar las semillas con una solución de extracto de algas de 6 ml/litro de agua, dejar orear y luego sembrar. ambién se puede aplicar antes de la siembra directamente al sustrato contenido en bandejas, trays o contenedores o asperjar las camas de los semilleros con una dosis de 4 ml/litro de agua. • En almácigos Aplicar una solución de extracto de algas (4 ml/litro de agua) en orma de una fina atomización cada 2 a 4 semanas mojando las hojas sin llegar hasta el punto que escurra. • Solución para enraizamiento y trasplante Para enraizar estacas o plantar bulbos o colinos se debe preparar una solución a base de extracto de algas (12,5 ml/litro de agua) y sumergir estas partes vegetativas durante 30 minutos. A continuación colocarlas en las macetas llenas con sustrato, en las camas o plantarlas directamente en el campo. Para el caso de trasplantes sumergir las plántulas durante 15 minutos en una solución de extracto de algas (6 ml/litro) y plantar. • Fertirrigación Para realizar aplicaciones a través de los sistemas de riego por goteo, microaspersión o por inyección se debe utilizar una dilución de 1:1000 lo que corresponde a diluir 1 litro de extracto en 100 litros de agua.
168
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
• Aspersión foliar El extracto de algas es más eectivo cuando se realizan aplicaciones por vía oliar. Puede ser aplicado con cualquier sistema de aspersión estándar de ertilización o protección de cultivos (bomba de aspersión). La mezcla de aspersión oliar debe ser aplicada en orma de atomización fina con una baja velocidad de fluido hasta que el ollaje esté mojado. En temporadas lluviosas se recomienda utilizar un fijador biodegradable (suero, leche o una solución a base de hoja de tuna). Una mezcla de aspersión oliar de 200–900 litros de agua por hectárea es generalmente suficiente. El volumen de agua puede variar dependiendo del equipo usado, del área a ser cubierta y del tamaño de las plantas. Tabla 47 - Dosis de aplicación y frecuencias del extracto de algas para diferentes tipos de cultivos
Cultivos
Frecuencia
Dosis
a. Aplicaciones mensuales en plantaciones recién establecidas b. Para cultivos maduros realizar una aplicación después de que se han detenido los cortes a. 23 semanas posemergencia b. Al alargamiento de la raíz c. Cada 10–14 días antes de la cosecha a. En la etapa de la hoja 4–6 b. 10–14 días después c. En la iniciación de la cabeza
2–2,5 l/ha
Hortalizas
Espárragos
Zanahorias Cebollas Brócoli Coliflor Col Col de Bruselas Culantro Tomate Berenjena Pimiento Melón Zapallito Lechuga Perejil Espinaca Papa
a. a. b. c. d.
Aplicaciones cada 10–14 días después de la emergencia Cuando las plantas tengan 15–20 cm de altura En la etapa de prefloración Al cuajado del fruto Después de 48 horas de cada recolección
2,5–3 l/ha
2,5–3 l/ha
2,5–3 l/ha 3–3,5 l/ha
a. Cuando las plantas tengan 4 hojas verdaderas b. Aplicaciones regulares cada 14 días
2–2,5 l/ha
a. Al inicio de la formación de tubérculos o 3–5 semanas de la posemergencia b. Aplicaciones cada 10–14 días c. Al inicio de la floración
2,5–3 l/ha
169
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 47 (continuación)
Cultivos
Frecuencia
Dosis
Frutas
Manzana Pera
Banano Plátano Uva
Cítricos
Frutilla
a. b. c. d. e. f. a. b. a. b. c. d. a. b. c. a. b. c.
Aplicaciones mensuales en posproducción Prefloración/yema rosada Media floración-floración completa ¾ de caída de los pétalos Fruta joven Cada 14–21 días hasta cosecha Antes de la formación de la yema de la flor o al inicio de crecimiento de un nuevo retoño Cada 4–8 semanas hasta la cosecha Al inicio cuando la planta tenga 20–30 cm A los 45–60 cm de largo Al cuajado de frutos 3 semanas después Prefloración-floración temprana Floración completa a 2/3 de caída del pétalo Cada 6–8 semanas antes de la cosecha 10–14 días posemergencia En la primera floración Cada 2–3 semanas después de la recolección
a. b. c. a. b. c. a. b. a. b. c. a. b.
Cuando la planta tenga 2–3 hojas verdaderas Al inicio de la floración Al llenado del grano Cuando la planta tenga 2–6 hojas Cuando la planta tenga 50–75 cm de alto Al llenado de la mazorca Cuando la planta tenga 3–5 hojas Al inicio de formación de la panoja (embuchado) Cuando aparezcan las yemas Al inicio de la floración Al llenado del grano Cuando la planta tenga 2–6 hojas Al inicio de formación de la panoja (embuchado)
3–3,5 l/ha
2,5–3,5 l/ha
2,5–3,5 l/ha
3,5–4 l/ha
2,5–3 l/ha
Granos
Fréjol Arveja Maíz
Arroz Soya
Sorgo Trigo
Fuente: Acadian Seaplants Limited 2016.
170
2–3 l/ha
2,5–3 l/ha
2,5–3 l/ha 1,5–2 l/ha 2,5–3 l/ha
1–3 l/ha
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
En el mercado existen productos a base de extracto de algas. Sus recomendaciones de uso dependen del grado de concentración y deben ser tomadas en cuenta al momento de su utilización.
4.5. Los ácidos húmicos-fúlvicos 4.5.1. Concepto e historia Los ácidos húmicos provienen del proceso de carbonización de los bosques tropicales del hemiserio norte ocurrido hace unos 300 millones de años y se orman a partir de un complejo heterogéneo producido por acción enzimática microbiana en los restos vegetales. En el proceso de compactación de la masa vegetal los jugos vegetales ueron exprimidos (ácidos y ésteres orgánicos) y sintetizados por los microorganismos del suelo ormando lagunas por encima de la masa sólida que se convirtió en carbón. Al secarse estas lagunas ormaron con el tiempo lo que se conoce como ácidos húmicos. Si estos proceden del norte de Estados Unidos se denominan “Leonardita” ya que estas acumulaciones (minas de ácidos húmicos) ueron descubiertas por el Dr. Leonard en el año 1940. En Europa desde la década de 1980 los denominados ácidos húmicos-úlvicos, conocidos también por los agricultores como estiércol líquido, se comercializan y se utilizan en la producción agrícola como elementos coadyuvantes de la ertilización del suelo y por ende de las plantas. En América Latina incluido Ecuador el uso de los ácidos húmicos-úlvicos también ha tenido en esta última década una buena aceptación por parte de los productores que ya los utilizan o los están probando. 4.5.2. Las sustancias húmicas El humus es considerado como el último estado de descomposición de la MO siendo un actor primordial para el buen desarrollo de las plantas superiores. Está ormado por una gran variedad de constituyentes muchos de los cuales mantienen las propiedades de los tejidos biológicos de los que se derivan. En su composición se pueden encontrar dos grandes grupos de sustancias: • no húmicas: constituidas por moléculas de naturaleza y estructura bien conocidas como aminoácidos, hidratos de carbono, lípidos, lignina, celulosa, etc.; • húmicas: que poseen una naturaleza aún no bien determinada (ácidos húmicos, úlvicos e himatomelánicos, y humina). Estos dos grupos no son áciles de distinguir ya que algunas de las sustancias no húmicas son absorbidas por las húmicas e incluso pueden estar unidas a estas por enlaces covalentes, siendo este recuentemente el caso de los carbohidratos.
171
Manejo Agroecológico de Suelos
Las sustancias húmicas se podrían definir como complejas agrupaciones macromoleculares en las que las unidades undamentales son compuestos aromáticos de carácter enólico procedentes de la descomposición de la MO y compuestos nitrogenados, tanto cíclicos como aliáticos, sintetizados por ciertos microorganismos presentes en la biomasa. ambién se las define como el complejo de compuestos orgánicos de color marrón pardo y amarillo que se extrae por soluciones de álcalis, sales neutras y solventes orgánicos. En unción de su solubilidad en álcali o piroosato de sodio y ácido, las sustancias húmicas se dividen en 3 grupos: • ácido húmico: soluble en una solución alcalina diluida pero se precipita cuando se acidifica el extracto alcalino; • ácido fúlvico: racción húmica que permanece en la solución acuosa acidificada, soluble en ácidos y bases; • huminas : racción húmica que no puede extraerse con bases o ácidos diluidos. Existe una evidencia cada vez más generalizada de que la estructura química y las propiedades de la racción humina, en particular su insolubilidad, se deben a la firmeza con que se combina con los constituyentes orgánicos del suelo.
4.5.3. Papel de los ácidos húmicos-fúlvicos en la producción agrícola De manera general se puede afirmar que los ácidos húmicos-úlvicos no son absorbidos por las plantas sino que constituyen el vehículo base para su alimentación. Los ácidos húmicos tienen un PM alto, del orden de 10 000 a 300 000 gramos/mol, gran Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) y menos poder quelante. Incrementan la disponibilidad de nitrógeno, ósoro, calcio y potasio pero son de acción lenta. Por su parte los ácidos fúlvicos son de bajo PM, del orden de 2000 a 9000 gramos/mol, tienen menos capacidad de intercambio iónico y alto poder quelante. Incrementan la disponibilidad en el suelo de potasio y de algunos elementos secundarios y oligoelementos como hierro, zinc, cobalto, cobre, manganeso y magnesio y son de acción rápida. Por las características que dierencian los ácidos húmicos de los ácidos úlvicos el ertilizante que contiene ácidos húmicos-úlvicos tendrá un espectro de acción mucho más importante en el suelo que el ertilizante que contiene únicamente uno de ellos. Es importante señalar que los ácidos himatomelánicos al igual que otros constituyen una racción pequeña de comportamiento paralelo a los ácidos húmicos. En síntesis se puede afirmar que la acción de los ácidos húmicos-úlvicos en el suelo acilita la incorporación del material orgánico acelerando su descomposición y el aprovechamiento de sus nutrimentos por parte de las plantas.
172
VI - Elaboración, uso y manejo de los abonos orgánicos
Los ácidos y ésteres orgánicos exprimidos, compactados, carbonizados, reducidos y/o biodegradados que hacen parte de los ácidos húmicos-úlvicos orman moléculas complejas capaces de llevar a cabo actividades biocatalizadoras que desencadenan una serie de unciones importantes en el suelo, y al mismo tiempo actividades bioestimulantes para acelerar procesos metabólicos en las plantas. El papel de los ácidos húmicos-úlvicos en los procesos de producción agrícola se puede resumir de la siguiente manera: • estimulan y multiplican la actividad microbiana del suelo, • aumentan la CIC, • aumentan la disponibilidad de los minerales (hasta un 25 % de nitrógeno ya que son ácidos retenedores de este elemento), • mejoran la estructura del suelo, • mejoran la capacidad de retención de la humedad en los suelos, • aumentan la masa de raíces de la planta, • mejoran la capacidad de reciclaje de los residuos orgánicos, • aumentan el nivel de grados Brix en la planta, • aumentan la producción hormonal, • aumentan la permeabilidad de las membranas y por lo tanto la capacidad de absorción de nutrimentos por parte de las plantas, • aumentan la respiración de la planta, • aumentan la capacidad otosintética.
4.5.4. Dosis y frecuencias de aplicación de los ácidos húmicos-fúlvicos para diferentes cultivos En el mercado se expenden los ácidos húmicos-úlvicos en orma sólida (70– 75 % de materia seca) con una humedad del 14 al 22 % y en orma líquida con una concentración del 15 %. Las dosis, épocas de aplicación y recuencias para dierentes cultivos se detallan en la tabla 48. Tabla 48 - Dosis, épocas y frecuencia de aplicación de los ácidos húmicos-fúlvicos para diferentes cultivos
Cultivos
Épocas de aplicación
Arroz, algodón Al suelo antes de la siembra y durante el ciclo vegetativo. Banano Al suelo durante el ciclo vegetativo y en procesos de salinización. Cítricos Al suelo, durante el ciclo vegetativo. Durazno, pera, Al suelo, durante el ciclo vegetativo y manzana en procesos de salinización.
Frecuencia de aplicación
Dosis (l/ha)
2–3 cada 20–30 días
2
4 cada 20–30 días
3–4
2–3 cada 20–30 días 2–3 cada 20–30 días
2 2
173
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 48 (continuación)
Frecuencia de aplicación
Dosis (l/ha)
Al suelo antes de la siembra, durante todo el ciclo vegetativo con el fertirriego.
2–3 cada 20–30 días
2
Al suelo antes de la siembra, durante el ciclo vegetativo. Al suelo antes de la siembra, durante el ciclo vegetativo. Inoculación de la semilla antes de la siembra. Al suelo durante las primeras etapas del cultivo. Inoculación de la semilla antes de la siembra. Al suelo durante el ciclo vegetativo.
2–3 cada 20–30 días
2
2–3 cada 20–30 días
2
2–3 cada 20–30 días
2
2–3 cada 20–30 días
2
Cultivos
Épocas de aplicación
Hortalizas: - Tomate - Pepino - Ají Melón, sandía Mango Papa*
Fréjol*
* La inoculación de las semillas y tubérculos se puede realizar con una solución a base de 250 ml de ácidos húmicos en 20 litros de agua, que se aplicará con una bomba de bajo volumen.
En el caso de los ácidos húmicos-úlvicos en orma sólida, si el contenido de MOS es de más del 2 % se aplicarán 22,68 kg/hectárea y si es menor al 2 % se aplicarán 45,36 kg/hectárea, para cualquier tipo de cultivo. Para el banano y el plátano se deben aplicar 35 gramos/planta incorporada con abonos orgánicos tipo compost, bocashi o humus de lombriz (en media luna delante del hijo).
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VII - Los fitorreguladores 1. QUÉ SON LOS FITORREGULADORES En los últimos años se han incorporado al proceso de producción agrícola unas sustancias denominadas fitorreguladores cuya utilización constituye una técnica de cultivo que tiene como propósito mejorar la producción y la calidad de las cosechas. La Sociedad Americana de Fisiología Vegetal define a las hormonas vegetales o fitohormonas como fitorreguladores del desarrollo producidos por las plantas que, en bajas concentraciones, regulan los procesos fisiológicos pudiendo desplazarse desde su centro de producción a los lugares de acción. Los fitorreguladores pueden ser naturales o sintéticos y pueden promover o inhibir el desarrollo ásico de las plantas. Hay 5 grupos hormonales: las auxinas, giberelinas (GA) y citoquininas que son activadoras, el etileno y los inhibidores. Existen varios tipos de fitorreguladores: los radicantes o estimulantes de la ormación de nuevas raíces o del enraizamiento de esquejes, los inductores de la floración, los de acción ructificante, los que modifican la morología sexual o actúan estimulando el crecimiento o deteniendo el mismo, los que aceleran la maduración y los que se emplean a modo de poda química. Es posible obtener fitorreguladores a partir de efluentes resultantes de la biodigestión de materiales orgánicos lo que abre un espacio importante en la práctica de la agricultura orgánica al mismo tiempo que abarata los costos y mejora la productividad y la calidad de los cultivos. En este contexto se inscribe el biol que es el efluente líquido que se descarga recuentemente de un biodigestor y que constituye una uente orgánica de fitorreguladores. Su denominación cuenta con la aceptación de la Red Latinoamericana de Energías Alternas ya que es un bioactor que promueve el crecimiento en la zona troogénica de los vegetales por un incremento apreciable del área oliar eectiva, en especial de los cultivos anuales y semiperennes. En Ecuador el mejoramiento de la producción y de la productividad de los culti vos es una necesidad tanto de los productores como de los consumidores. Es por ello que es necesario desarrollar tecnologías que maximicen estos aspectos de manera tangible conservando un equilibrio entre los dierentes actores que intervienen en los procesos productivos, es decir sin alterar y/o contaminar el medioambiente. El uso del BIOL como uente orgánica de fitorreguladores puede convertirse en una alternativa para los agricultores del país en la búsqueda del mejoramiento de sus cosechas ya que es además una técnica de manejo sencillo y sumamente barata.
175
Manejo Agroecológico de Suelos
1.1. Bases de la producción agrícola El desarrollo productivo agrícola es un proceso de cambio en el que la tecnología adoptada debe ser compatible con los recursos ecológicos, económicos y socioculturales de un país o una región. Demanda la generación y/o adecuación de tecnologías capaces de maximizar la productividad de esos recursos. Las bases de la producción agrícola son las que se presentan a continuación.
1.1.1. Bases ecológicas La ecología como ciencia define las relaciones de interdependencia que existen entre el hombre, los animales y las plantas en equilibrio con el medioambiente donde viven. Un ecosistema por su parte es esta misma ecología pero aplicada a una determinada región natural como los desiertos, los trópicos, los humedales, los valles interandinos, el páramo, la selva amazónica entre otros. Puede incluso reerirse a superficies más reducidas como el caso de la mayoría de los ecosistemas agrícolas a los que por su actividad se les denominará agroecosistemas. A cada ecosistema se le reconoce una vocación ecológica de donde se derivan precisamente los agroecosistemas de producción integrada como por ejemplo los sistemas de cultivos andinos , los sistemas de producción agro-silvo-pastoril o los sistemas de granjas integrales , entre otros. Al diundir una tecnología en un determinado ecosistema agrícola es necesario asegurarse que esta sea compatible con su vocación ecológica. De lo contrario se corre el riesgo de atentar contra el equilibrio ecológico y propiciar involuntariamente la destrucción o el deterioro de los recursos naturales que intervienen en los procesos productivos agrícolas, así como del entorno ísico y hasta de la propia cultura de los pueblos que habitan en él. 1.1.2. Fases fisiológicas El desarrollo fisiológico comprende todos los cambios que experimentan tanto plantas como animales desde que nacen hasta que mueren. Durante el desarrollo fisiológico de las plantas de cultivo se distinguen ciertas fases o edades cuyo conocimiento es de gran interés para determinadas prácticas agrícolas como el riego, el abonado, el deshierbe, la poda, el trasplante o la misma aplicación de fitoestimulantes como el BIOL, entre otros. El desarrollo por ases se llama desarrollo fásico. En el trigo por ejemplo se distinguen las siguientes ases: 1. germinación 2. macollamiento 3. encañado 4. floración (antesis/inicio del espigado)
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VII - Los fitorreguladores
5. ructificación (llenado del grano) 6. maduración (cosecha) El trigo es un cultivo anual ya que en un solo período (siembra/cosecha) se lleva a cabo la producción de grano o semilla. El período comprendido entre las ases 2 y 4 es decir entre el macollamiento y el inicio del espigado se conoce como tramo crítico ya que en ese momento el cultivo es muy sensible a ciertos actores adversos como sequías, heladas, alta de abonado, competencia por malezas y ataque de insectos y de enermedades. En este tramo se suelen aplicar ciertos fitoestimulantes como el BIOL. En el caso del cultivo de la cebolla el desarrollo fisiológico es dierente al del trigo por tratarse de un cultivo bienal. Se llama así porque desde la siembra hasta la producción de semilla se necesitan dos períodos de campo y uno de reposo. El primer período de campo cubre dos tramos: • primer tramo crítico: desde la siembra hasta el trasplante; • segundo tramo crítico: desde el trasplante hasta la cosecha de los bulbos. En el segundo período se registra el siguiente tramo: • tercer tramo crítico: abarca desde la plantación de los bulbos madre hasta la producción de semilla. Entre los tramos segundo y tercero se produce el período de reposo de los bulbos que ueron cosechados a fines del segundo tramo. Durante el desarrollo fisiológico de la cebolla se pueden reconocer las siguientes ases: 1. germinación 2. crecimiento de las plántulas 3. prendimiento (postrasplante) 4. bulbogénesis 5. desarrollo del bulbo 6. senescencia (cosecha) 7. dormancia 8. brotación (posdormancia) 9. floración 10. ructificación 11. semillado y cosecha En el trigo y la cebolla así como en otros cultivos, además de los tramos críticos se reconocen ciertas etapas sensibles. En el caso del trigo por ejemplo estas etapas corresponden a germinación, macollamiento, encañado, embuchado (hinchazón de la vaina de la hoja bandera), espigado y llenado del grano. En el primer período de la cebolla se distinguen las etapas de germinación y crecimiento intenso de las plántulas hasta el momento del trasplante. El segundo 177
Manejo Agroecológico de Suelos
período comprende las etapas de bulbogénesis, bulbeo y llenado, ocurriendo este último aproximadamente 45 días antes de la cosecha. Luego del reposo, en el siguiente tramo es importante tener en cuenta la sensibilidad registrada durante las etapas de brotación, alargamiento del eje floral, floración y llenado de las semillas.
1.1.3. Bases genotécnicas anto el desarrollo fisiológico como la capacidad productiva de los cultivos y variedades dependen en primera instancia del potencial genético de los cultivares. Sin embargo no siempre se consiguen las cosechas esperadas de un determinado cultivar ya que para que su capacidad genética se manifieste se necesitan ciertos estímulos ambientales especialmente relacionados con el clima. Por ejemplo para que la cebolla pueda alargar el escapo floral y para que la papa pueda tuberizarse necesitan cierta cantidad de horas-río durante las etapas sensibles de bulbogénesis y tuberización respectivamente. La adaptación genotécnica de los cultivares se basa precisamente en saber identificar los ecosistemas agrícolas que resultan compatibles con sus exigencias climáticas a fin de garantizar su máxima capacidad productiva. 1.1.4. Bases agronómicas Cuando el estímulo climático no es el adecuado para un cultivo o cuando algún actor es excesivo o deficitario se puede recurrir a la adecuación fisiológica mediante el uso racional de ciertos compuestos llamados fitorreguladores. Adoptar esta modalidad sin embargo no siempre resulta ácil en la práctica. Para tener éxito en esta decisión es undamental conocer algo más sobre las plantas. Es necesario saber por ejemplo que la nutrición es un proceso por el cual las plantas de cultivo elaboran sus propios alimentos valiéndose de los rayos solares, del anhídrido carbónico (CO2) que hay en el aire, del agua del suelo y de la clorofila que es el pigmento verde que abunda en la mayoría de las hojas. En una cosecha aproximadamente el 92 % de la nutrición de las plantas pro viene de la otosíntesis y el 8 % restante de los nutrientes minerales que las raíces extraen del suelo de manera conjunta con el agua. Para ver la importancia que tiene la otosíntesis en los rendimientos se presenta a continuación el siguiente ejemplo: Si una variedad de papa produce comercialmente en las condiciones agroecológicas de la provincia de Carchi 20 000 kg por hectárea, el 92 % de esta cosecha es decir 18 400 kg provienen de la capacidad otosintética de esta variedad y 1600 kg de la nutrición mineral extraída del suelo por la planta. Está claro entonces que en todo cultivo agrícola se debe avorecer la otosíntesis. Para ello, además de elegir la mejor variedad, es necesario omentar el desarrollo fisiológico de los cultivos optimizando principalmente los recursos productivos en cada uno de los tramos críticos antes mencionados. 178
VII - Los fitorreguladores
En resumen para lograr un éxito sostenido en el tiempo en términos de incremento de producción y calidad se debe atender con la misma prioridad todos y cada uno de los siguientes aspectos productivos: • mejoramiento genético: variedades mejoradas y semillas de calidad; • medioambiente : estímulos ísicos; • manejo fisiotécnico: desarrollo fisiológico y uso adecuado de fitorreguladores; • protección de cultivos: insectos plaga, ácaros, nematodos, gasterópodos y patógenos; • fertilización: abonamientos adecuados y oportunos; • riego: operaciones de riego adecuadas y oportunas.
1.2. Manejo fisiotécnico de los cultivos Este concepto se refiere a la aplicación de técnicas agrícolas apropiadas orientadas a mejorar el desarrollo fisiológico de los cultivos especialmente cuando existen ciertas limitaciones climáticas o de ambiente en general. Uno de los métodos para mejorar la eficiencia otosintética en cada una de las ases del desarrollo de las plantas de cultivo es el uso de fitorreguladores.
1.2.1. Fitohormonas Llamadas también hormonas vegetales, son sustancias naturales que se orman en diversos tejidos u órganos de las plantas y son transportadas por la savia a otros tejidos u órganos del propio vegetal, donde en pequeñas cantidades cumplen una unción importante ya sea acelerando o retardando el eecto de algún estímulo ísico. Hay hormonas vegetales que promueven o avorecen el desarrollo ísico de los cultivos, como las auxinas , giberelinas, citoquininas y el etileno. Otras retrasan o inhiben ciertas unciones, como la abscisina y los inhibidores fenólicos y terpénicos. 1.2.1.1. Las auxinas
La principal auxina es el ácido indol acético (AIA) que se sintetiza a partir del triptóano básicamente en los meristemos y es transportado especialmente como AIA-inositol. Su movimiento es basipétalo y se desplaza a través del floema conjuntamente con los productos otosintetizados. En los lugares de acción se desliga del inositol y en orma libre se adhiere a la proteína de la membrana receptora para iniciar su acción. Cuando se sintetiza en el ápice radicular tiene un movimiento acropétalo. El eecto de las auxinas, según su concentración, es estimular el alargamiento celular o avorecer su depresión. En ocasiones orman tumores que desorganizan la anatomía de los órganos y pueden causar la muerte como los herbicidas auxínicos. ienen un eecto sobre la dominancia apical y sobre los tropismos, por la polarización del AIA, denominada también movimiento polar de las auxinas. 179
Manejo Agroecológico de Suelos
1.2.1.2. Las giberelinas (GA)
Se sintetizan básicamente en las hojas jóvenes y en las semillas. El nivel de GA aumenta a medida que se desarrolla el embrión y luego se estaciona cuando madura la semilla. Existen muchas GA. En las plantas superiores aparecen unas 40. Estas hormonas son compuestos isoprenoides procedentes del ácido mevalónico. Las GA son libres y conjugadas y actúan sobre el ácido ribonucleico (ARN) desreprimiendo genes. A dierencia de las auxinas, el eecto de las GA se manifiesta dentro de un rango de concentración más amplio lo que parece indicar que el número de receptores para la GA es muy grande o que hay una continua síntesis de estos. Las GA alargan los tallos o ejes florales especialmente los de las plantas en roseta. La giberelina 3 (GA3) retrasa la coloración y madurez de las cerezas y ocasiona la elongación de peras y manzanas. En uvas mejora el cuajado de los cultivares sin semillas e incrementa el tamaño tanto de las bayas como de los racimos, al promover la elongación de los pedicelos. Inducen también la síntesis de amilasa durante la germinación de las semillas posibilitando la liberación de energía al transormarse el almidón en azúcares, a fin de que la amilasa sea empleada en el desarrollo del eje embrionario. Esta inducción se lleva a cabo activando un precursor inactivo del ARN mensajero (Morales & Greene 1972). En los rutales caduciolios las GA son producidas principalmente en las hojas jóvenes, embriones jóvenes, rutos y raíces actuando en la elongación de las células, ayudando en la salida del reposo de semillas y yemas, limitando la iniciación floral o, conjuntamente con las auxinas, impidiendo la caída de rutos jóvenes. Muchas de las GA se hallan en las semillas inmaduras de manzanas y uvas así como en las semillas maduras de albaricoques, melocotones y avellanas (Westwood 1986). 1.2.1.3. Las citoquininas
Muchos de los derivados de la adenina, como el N6 (omega 6) sustituido, promueven la división celular o citocinesis. Las citoquininas o citocininas se sintetizan principalmente en las raíces y su eecto en las yemas coronarias de la alala se produce por un movimiento acrópeto desde la zona radicular, aunque también se sintetiza en los meristemas aéreos y en las hojas jóvenes. Las citoquininas activan directamente el proceso de división celular. Al interactuar con las auxinas, determinan la dominancia apical. No se mueven tan rápido como las auxinas y las GA. Se orman en las raíces y por el xilema van hacia las hojas y tallos hasta las uentes de auxina. Las plantas con pocas raíces envejecen rápido pero las citoquininas retardan la senectud vegetal, por lo que se las conoce como hormonas fitojuveniles. Las citoquininas activan el transporte de nutrientes y por 180
VII - Los fitorreguladores
eecto de cascada estimulan muchas enzimas que ejercen diversas acciones ligadas a la permeabilidad de membranas. 1.2.1.4. El etileno
Las plantas sintetizan etileno a partir de la metionina. Este se produce en orma natural en ellas y tiene eectos a lo largo de su desarrollo. Su nivel se incrementa de manera significativa cuando la planta sure estrés fisiológico mostrando una mayor concentración de ácido abscísico (ABA) y etileno y una merma de las citocininas naturales. El etileno se produce en gran cantidad en los rutos carnosos cuando maduran pero también se orma en otros órganos como tallos y flores. En la planta actúa permeabilizando las membranas y acilitando el paso de iones y metabolitos que interactúan con las auxinas. Su principal eecto es promover la maduración de los rutos, lo que incluye el paso de almidones y azúcares. En la manzana incrementa la respiración y acelera su maduración. En interacción con otras hormonas produce la caída de flores, hojas y rutos especialmente en los estadios de senescencia. La pérdida de turgencia conlleva una mayor concentración de metionina y de etileno el cual aumenta la permeabilidad de las membranas promueve así la senescencia. El etileno es la única hormona en estado de gas que existe en las plantas y en las manzanas en descomposición se produce en gran cantidad, lo que acelera la maduración de las demás si se encuentran en un ambiente cerrado y cálido. 1.2.1.5. La abscisina
La principal abscisina es el ABA. Se sintetiza a partir del ácido mevalónico que produce arnesilpiroosato de donde se orma el ABA directamente o a través de la violaxantina. Los rutos, semillas y yemas son ricos en ABA siendo su movimiento tanto basipétalo como acropétalo. El ABA bloquea la síntesis del ARN inhibiendo la producción de enzimas inducidas por las GA. Esta acción desaparece cuando los niveles de GA aumentan luego de haber cumplido con las horas de río y haber terminado con el período de reposo. 1.1.2.6. Los inhibidores fenólicos y terpénicos
Además de los inhibidores naturales del grupo de las abscisinas hay otros que se agrupan como inhibidores enólicos y terpenlactónicos. La principal acción de los inhibidores enólicos es disminuir la biocenosis del AIA por competencia enzimática o porque activan el AIA-oxidasa inactivando la auxina. Los compuestos terpénicos provienen del ácido acético siendo su locus de acción las enzimas respiratorias que oxidan el sustrato a través del grupo SH, y que 181
Manejo Agroecológico de Suelos
son inactivadas o bloqueadas por dichos compuestos. ambién ambién se conoce una inhibición citoquínica por eecto de los enólicos y los terpenlactónicos. Ambos inhibidores renan el desarrollo de los embriones, en especial el de la radícula por el bloqueo enzimático ya mencionado. Sin embargo esta represión es solo temporal y no llega a matar a la plántula. El eecto inhibitorio se logra también por medio del extracto de algunas plantas. Muchos de estos inhibidores se han probado para disminuir la transpiración, como por ejemplo la resistina que es un producto proveniente del extracto de cactáceas y en especial de la tuna ( Opuntia sp.). Se logran resultados similares con extractos de molle ( Schinus molle) y de diversas especies de Prosopis. Otros productos como el ácido salicílico y el acetilsalicílico (aspirina) inducen a un cierre estomático y por lo tanto a una disminución transpiratoria en flores cortadas.
1.2.2. Fitorreguladores y fitorregulación Los fitorreguladores son sustancias elaboradas a base de hormonas vegetales naturales o de bioactivos sintéticos que al ser aplicados a los cultivos en pequeñas dosis regulan, estimulan o detienen el crecimiento de las plantas. Si los fitorreguladores fitorreguladores presentan una sola hormona se llaman fitorreguladores fitorreguladores simples y si tienen dos o más reciben el nombre de fitorreguladores fitorreguladores complejos. Durante los procesos de cambio que se producen a lo largo del desarrollo de las ases de las plantas de cultivo, las hormonas no actúan de orma independiente sino en conjunto ormando un Sistema Regulador del Desarrollo Vegetal. Es importante importante no olvidar este principio al utilizar fitorreguladores, en especial espe cial aquellos que estimulan tanto el crecimiento como la producción en cuyo caso se denominan fitoestimulantes. La fitorregulación es la acción de buscar y lograr respuestas mediante el uso de fitorreguladores exógenos cuando se registran condiciones especiales en los estímulos ísicoambientales. Por ejemplo en sectores donde no se cuenta con las horas de río requeridas para avorecer la floración de los manzanos, la aplicación de ciertos fitorreguladores permite que este proceso se lleve a cabo y que la respuesta sea positiva a pesar de la alta de un estímulo ísico. 1.2.2.1. Fitorregula Fitorreguladores dores auxínicos
Pueden ser derivados del indol, del nafaleno y de los enoxiácidos. Para tener acción y eecto auxínico todos ellos deben tener un radical ácido o uno que se pueda convertir ácilmente en él. Los enoxiclorados son los más utilizados en agricultura especialmente como herbicidas selectivos. Otro compuesto es el ácido triyodo benzoico el mismo que al emplearse en una dosis de 1 a 75 ppm ppm inhibe el crecimiento promovido por la 182
VII - Los fitorreguladores
auxina pero si se usa de 0,01 a 0,1 ppm ppm actúa como sinérgico de la auxina. Por consiguiente el ácido triyodo benzoico no es una antiauxina sino que en algunas especies leñosas estimula la iniciación floral. ambién ambién interfiere en el transporte de auxinas y calcio dando lugar a ángulos de inserción más amplios de las ramas en árboles jóvenes e incrementando el amargo de las manzanas. 1.2.2.2. Fitorregula Fitorreguladores dores giberélicos
Las GA se logran parcialmente por medios biológicos de ermentación y por medios químicos de purificación. Uno de los productos más usados en agricultura es el ácido giberélico que tiene dierentes nombres nombres comerciales. Sin embargo dentro de las GA más importantes destacan: GA3, GA4 y GA7. odas las GA son productos naturales provenientes del hongo Gibberella fujikuroi fujikuroi así como de los vegetales superiores y de las ermentaciones. De las semillas inmaduras del manzano se logran GA3, GA4 y GA7. De las semillas inmaduras de uva y avellanas se obtiene GA3. Las GA3, GA4 y GA7 disponibles comercialmente son extraídas de cultivos de hongo. Las GA son utilizadas para acelerar la brotación en la papa para semilla al igual que para aumentar las bayas y racimos de uva, o para avorecer la inducción floral en arvejas y habas. Mejoran la eficiencia germinativa de semillas otoblásticas como la de la lechuga. Igualmente Igualmente se ha visto que retrasan la coloración y maduración de cerezas y ocasionan la elongación de manzanas y peras. Si se introducen los racimos de uva en una solución de 100 ppm de GA 10 días antes de la síntesis y 15 días después de la floración, se desarrollan rutos sin semilla. Para cubrir parcialmente la alta de termoperíodo en inviernos templados puede hacerse uso de soluciones de tiourea al 2 % o de 400 ppm de GA. 1.2.2.3. Fitorregula Fitorreguladores dores citoquínicos
Se aplican en solución a las semillas para incrementar su germinación así como para aumentar el crecimiento radicular de los cultivos. En la alala avorecen un mejor desarrollo de las raíces y coronas, una mayor concentración de nódulos eectivos en la raíz primaria así como la ormación de yemas coronarias más vigorosas que permiten un rebrote más acelerado de esta orrajera. Lo mismo se ha comprobado en el crecimiento radicular del maíz, arroz, trigo, ají, tomate, melón y otros. 1.2.2.4. Fitorregula Fitorreguladores dores etilénicos
Diversos compuestos etilénicos se han empleado para acelerar la maduración de las manzanas almacenadas. Actualmente Actualmente se han introducido al mercado algunos productos generadores de etileno, e tileno, cuyo principio es el ácido 2–cloretil osónico. Estos fitorreguladores también inducen la floración en plantas que crecen uera de estación (uera de otoperíodo) y retardan en la cebolla la salida del d el eje floral 183
Manejo Agroecológico de Suelos
si el objetivo no es producir semilla sino bulbos. Aceleran la caída de hojas y rutos rutos en árboles rutales de tipo caduciolios siendo muy útiles en su aclareo.
1.3. Resumen La nutrición por carbono está asociada con la nutrición mineral y por agua. odas ellas promueven promueven el metabolismo por medio de eventos bioísicos, bioquímicos y orgánicos. En estos últimos desempeñan un papel importante los fitorreguladores que pueden activar o inhibir muchos de los grandes procesos fisiológicos a fin de incrementar la tasa de productividad neta. Los fitorreguladores pueden clasificarse de la siguiente manera: • fitohormonas : auxinas, GA, citoquininas, etileno, ABA; • cofactores : tiamina, riboflavina, pirodoxina, ácido nicotínico; • promotores : alantoína (por descomposición de las purinas), ácido alantoico (β-alanina por descomposición de las pirimidinas), ácido amino-isobutírico; • inhibidores: abscísicos, abscisinas, no abscísicos, enólicos, terpenlactónicos.
2. EL BIOL COMO COMO FUENTE ORGÁNICA DE FITORREGULADORES 2.1. Concepto El biol es una uente de fitorreguladores que se obtiene del proceso de descomposición anaeróbica de los desechos orgánicos. Durante la producción de biogás a partir de la ermentación metanogénica de los desechos orgánicos en uno de los colectores laterales del digestor aparece un residuo líquido sobrenadante que constituye constituye el biol (denominación aceptada por la Red Latinoamericana de Energías Alternas). El biol es entonces el afluente líquido que se descarga de un digestor. digestor. Sin embargo también se lo puede obtener mediante la filtración o decantación del bioabono separando la parte líquida de la sólida. A dierencia de los nutrientes en pequeñas cantidades, el biol es capaz de promover actividades fisiológicas y estimular el desarrollo de las plantas siendo útil para las siguientes actividades agronómicas: en el enraizamiento aumenta y ortalece la base radicular, ejerce una acción sobre el ollaje ampliando la base oliar, mejora la floración y activa el vigor y el poder germinativo de las semillas traduciéndose todo esto en un aumento significativo de las cosechas.
2.2. Composición En la tabla 49 (página siguiente) se puede observar la composición bioquímica del biol obtenido del estiércol de ganado lechero estabulado que recibe en promedio una ración diaria de 60 % de alala, 30 % de maíz ensilado y 10 % de alimentos concentrados. En la siguiente columna se observa la composición del biol proveniente 184
VII - Los fitorreguladores
de la mezcla del mismo estiércol de ganado lechero estabulado sometido a la misma ración alimenticia a la que se ha adicionado alala picada. Tabla 49 - Composición bioquímica del biol proveniente de estiércol (BE) y de estiércol + alfalfa (BEA)
Componente
Sólidos totales Materia orgánica Fibra Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Azufre Ácido indolacético Giberelinas Tiaminas Purina Riboflavina Piridoxina Ácido nicotínico Ácido fólico Cisteína Triptófano
Unidades
BE
BEA
% % % % % % % % ng/g ng/g ng/g ng/g ng/g ng/g ng/g ng/g ng/g ng/g
5,6 38,0 20,0 1,6 0,2 1,5 0,2 0,2 12,0 9,7 9,3 187,5 83,3 33,1 10,8 14,2 9,2
9,9 41,1 26,2 2,7 0,3 2,1 0,4 0,2 67,1 20,5 24,4 302,6 210,1 110,7 35,8 45,6 27,4
56,6
127,0
Fuente: Medina & Solari 1990.
Además de los componentes señalados en la tabla 49, el biol tiene en su composición ácidos orgánicos entre los que se destacan los siguientes: acotínico, carólico, umárico, gláucico, cítrico, bissoclámico, carolínico, gálico, glucorónido, láctico, cárlico, úlvico, gentésico, kójico y puberúlico.
2.3. Materiales para la elaboración del biol 2.3.1. Estiércol El estiércol en su estado más o menos resco contiene en promedio un 10 % de materia seca o sólidos totales. Si en tales circunstancias se lo lleva al digestor en una proporción de 3 kg de estiércol por 1 litro de agua se estarán incorporando 300 gramos de sólidos totales o de sustancia seca.
185
Manejo Agroecológico de Suelos
En las zonas semiáridas y áridas el estiércol que se acumula en los corrales se orea y se seca se ca rápidamente de manera que al cargar el digestor presenta alrededor del 15 % de S. S. Se requieren solo 2 kg de estiércol para incorporar al digestor los mismos 300 gramos de S. Como se observa en la tabla 49 se ha conseguido enriquecer la composición del biol tanto en sus fitorreguladores fitorreguladores como en sus precursores mediante el agregado de alala picada en e n una proporción del 5 % del peso total de la biomasa. Es decir que para 2 kg de biomasa se necesitan 1,9 kg de estiércol e stiércol oreado más 100 gramos de alala resca o su equivalente e quivalente de 20 gramos de heno. El estiércol tiene la unción de añadir ingredientes vivos (microorganismos) para que se produzca la ermentación del biol. Aporta principalmente inóculos o semillas de levaduras, protozoos y bacterias las mismas que son directamente responsables de digerir, metabolizar y hacer disponibles para la planta y el suelo todos los elementos nutritivos que se encuentran en el caldo vivo que se está ermentando en el tanque. El desarrollo de los microbios que se encargan de la descomposición de los residuos orgánicos requiere ciertas cantidades de carbono y de nitrógeno (N). Los microbios utilizan el carbono como uente de energía y el nitrógeno en su propia estructura celular. celular. Los materiales que sirven de alimento para los microorganismos microorganismos deben tener una relación de carbono/nitrógeno (C/N) entre 20:1 y 30:1. En la tabla 50 se puede observar la relación C/N de algunos materiales de origen tanto vegetal como animal que son muy comunes comunes en el campo c ampo y que pueden utilizarse para la obtención de biosol y biol. Tabla 50 - Valores aproximados de la relación C/N de algunos tipos de materiales orgánicos
Componente
Caña de maíz Tallos de soya Estiércol bovino fresco Estiércol ovino fresco Estiércol equino fresco Estiércol porcino fresco Alfalfa
Carbono (C) % del peso total
Nitrógeno (N) % del peso total
Relación C/N
40,0 41,0 7,3 16,0 10,0 7,3
0,75 1,30 0,29 0,55 0,42 0,60
53/1 32/1 25/1 29/1 24/1 23/1
35,0
2 ,9 0
12/1
2.3.2. Agua iene la unción de acilitar el medio líquido donde se multiplicarán multiplicarán todas las reacciones bioenergéticas y químicas de la ermentación anaeróbica del biopreparado. biopreparado. 186
VII - Los fitorreguladores
2.3.3. Melaza iene como unción principal aportar la energía necesaria para activar el metabolismo microbiológico de manera que se potencie el proceso de ermentación. Aporta además en menor medida otros componentes minerales como el boro y el magnesio. 2.3.4. Leche cruda o suero Su principal unción es reavivar el biopreparado de la misma orma que lo hace la melaza. Aporta proteínas, vitaminas, grasas y aminoácidos para la ermentación de este compuesto orgánico. 2.3.5. Leguminosa Las plantas leguminosas tienen en su composición química una carga significativa de nitrógeno y en sus brotes terminales tiernos componentes de tipo auxínico que contribuyen a enriquecer el sustrato y a mejorar significativamente la calidad del biol. 2.3.6. Fertilizantes minerales primarios y sales minerales La agricultura orgánica permite la adición de ertilizantes minerales primarios (rocas osatadas, potásicas, magnésicas, azuradas), sales minerales en orma de sulatos (de hierro, magnesio, manganeso, potasio, zinc, cobre, etc.) y oligoelementos como el boro. Los ertilizantes minerales y las sales activan y enriquecen el proceso de ermentación. Su principal unción es nutrir y ertilizar el suelo y las plantas convirtiéndose en quelatos (1 molécula orgánica + 1 ion metálico) a través de la digestión y el metabolismo provocados por la acción de los microorganismos presentes en el proceso ermentativo. 2.3.7. Microorganismos Eficientes Autóctonos (EMA) o levadura para pan El papel de los EMA o de la levadura para pan añadidos a la preparación de ertilizantes minerales primarios y sales minerales es acelerar los procesos ermentativos al interior de los biodigestores, contribuir a la degradación de los materiales orgánicos así como propiciar la ormación de quelatos. 2.4. Procedimiento para la elaboración del biol Para conseguir un buen uncionamiento del digestor debe cuidarse la calidad de la materia prima o biomasa, la temperatura de la digestión (25–35 °C), la acidez (pH) que debe ser de alrededor de 7 y las condiciones anaeróbicas del digestor al cerrarse herméticamente (UMSS-GAE 1990). Es importante considerar la relación entre materia seca y agua que implica el grado de partículas en la solución. La cantidad de agua debe situarse en alrededor del 90 % en peso del contenido total. anto el exceso como la alta son perjudiciales. La cantidad de agua varía de acuerdo a la materia prima destinada a la ermentación. En la tabla 51 se pueden observar algunos ejemplos de la relación materia prima/agua. 187
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 51 - Elaboración del biol: relación materia prima (estiércol)/agua
Fuente de estiércol
Estiércol
Bovino Porcino Gallinaza Ovino/caprino
1 parte 1 parte 1 parte 1 parte
Cantidades utilizadas % Agua
50 25 25 25
1 parte 3 partes 3partes 3 partes
%
50 75 75 75
El tiempo de retención o permanencia de la biomasa en el biodigestor es el período que transcurre desde que ingresa el estiércol o biomasa hasta que sale por el tubo al depósito de descarga. Este producto se denomina bioabono. El tiempo de retención adecuado es de 38 a 90 días considerando para ello la zona geográfica donde se desarrolla la digestión del material orgánico. A mayor altitud sobre el nivel del mar el período de retención será más largo. Experiencias recientes en el área bananera y florícola del país han puesto de manifiesto que períodos prolongados de hasta 120 días de retención del biol permiten una mayor asimilación de los nutrientes a partir de la ormación de quelatos, al ligarse moléculas orgánicas con iones metálicos pro venientes de los ertilizantes minerales primarios, sulatos y oligoelementos que se añaden a la mezcla para mejorar su calidad ertilizante (oto 8).
Foto 8 - Planta industrial para la producción de biol “mejorado”
(empresa florícola Florana Farms, Tabacundo, Pichincha)
Cuando el bioabono sale del digestor se pueden observar productos dierenciados por gravedad: nata, líquido sobrenadante (biol) y lodo digerido (biosol). El biol es el principal producto y está constituido casi totalmente por sólidos disueltos (nutrientes solubles) y agua. Conserva entre el 0,5 y el 1,5 % de sólidos en suspensión. 188
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En Ecuador la digestión de materiales orgánicos para la obtención de biogás aún no ha sido considerada como una alternativa tecnológica pues el gas licuado disponible procedente del petróleo tiene un precio relativamente bajo todavía por lo que se lo utiliza tanto en la ciudad como en el campo como un combustible barato y de ácil manejo. Al no existir en el país producción de biogás por digestión de materiales orgánicos y habiéndose planteado el biol como un fitoestimulante alternativo para uso agrícola, se ideó su obtención mediante la instalación artesanal de un biodigestor que puede implementarse con los siguientes materiales: • 1 tanque de plástico con capacidad para 200 litros que tenga tapa con cinturón de seguridad o tapa rosca, • 1 metro de manguera de jardín, • conector plástico para manguera, • 1 botella de plástico (de 2 litros), • 50 kg de estiércol resco (preerentemente de bovino), • agua (ver tabla 51), • 2 litros de leche cruda o 4 litros de suero, • 4 litros de melaza o miel de panela, • 5 litros de EMA o 500 gramos de levadura para pan, • alala u otra leguminosa orrajera resca y picada en pequeños pedazos en una proporción del 5 % del peso total de la biomasa a digerirse (2,5 kg). Nota: a partir de esta indicación se puede proyectar la utilización de recipientes con mayor capacidad (500, 600, 1000 litros).
2.4.1. Pasos para la elaboración del biol • Recoger el estiércol procurando no mezclarlo con tierra; • colocar el estiércol en el tanque: llenar hasta la mitad del tanque si es de origen bovino, la cuarta parte si es de cerdo, gallinaza, ovino o caprino o una mezcla de estos; • agregar alala u otra leguminosa picada al interior del tanque (5 % del peso de la biomasa a digerirse); • agregar el agua necesaria dejando un espacio de 20 cm entre el agua y el filo del tanque (tabla 51); • agregar los 4 litros de melaza; • agregar los 4 litros de leche; • agregar los 5 litros de EMA o los 500 gramos de levadura para pan (diluir previamente la levadura agregando agua tibia); • agitar la mezcla vigorosamente con un palo;
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Manejo Agroecológico de Suelos
• en el centro de la tapa del tanque hacer un agujero e instalar el conector plástico de manguera asegurándola con las arandelas de caucho para que no se escape el biogás ni penetre oxígeno; cerrar el tanque de manera hermética ajustando el cinturón de seguridad o enroscando bien la tapa, conducir la manguera hacia un recipiente o rasco con agua (trampa) que se colocará a un lado con el propósito de que escape el biogás evitando la entrada de aire al interior del biodigestor a fin de mantener todo el tiempo las condiciones anaeróbicas de la mezcla, lo que posibilitará la síntesis de las fitohormonas. En el país la industria ya está elaborando tanques plásticos que traen adosado un recipiente para implementar la trampa de agua. El biol estará listo para extraerse en alrededor de 60 días en el trópico o subtrópico o en 60 a 90 días en la Sierra. Si se desea quelatar elementos minerales (sulatos de hierro, magnesio, zinc, etc.) el período de retención debe extenderse hasta los 120 días. El biol obtenido debe filtrarse haciéndolo pasar por cedazos o filtros de alambre y tela a fin de obtener exclusivamente el efluente líquido para que en la aplicación no se taponen las boquillas de las bombas. La operación de filtrado se acilita utilizando una pequeña espátula construida para ese propósito. El biol está listo para ser utilizado. Para su conservación se debe almacenar en los mismos tanques o contenedores o trasvasarse a recipientes plásticos de 4 a 20 litros a fin de acilitar su transporte al campo. 1
2
6
3
Figura 8 Pasos para la elaboración del biol
4 5
190
1. recolectar el estiércol 2. colocar el estiércol en el tanque 3. enriquecer la mezcla con leguminosas, fertilizantes minerales primarios, sulfatos 4. agregar melaza, leche, EMA y agua limpia, y agitar la mezcla 5. dejar fermentar entre 60 y 20 días 6. cosecha y filtrado
VII - Los fitorreguladores
En una explotación agropecuaria mediana o grande, donde los requerimientos de biol sean mayores, se puede construir un biodigestor tipo chino o hindú con una tapa hermética a la que se adosará un manómetro para medir la presión del biogás y una llave para acilitar su evacuación. El biogás que se produce en estas circunstancias puede ser utilizado para proporcionar energía para alumbrado, caleacción o para la cocina. La desventaja de esta construcción es que no se pueden generar bioles con dierentes tipos de quelatos como los que se preparan en los tanques o contenedores de plástico.
2.5. Calidad del biol Hay varios aspectos o parámetros que sirven para verificar la calidad de los biopreparados ermentados. A continuación se presentan algunos de ellos.
2.5.1. Olor Al abrir el tanque de ermentados no deben existir malos olores (como olor a podrido). Mientras más se deje ermentar y añejar el biol este será de mejor calidad por lo que deberá desprender un olor agradable a ermentación alcohólica (olor a chicha) y se conservará por más tiempo. Los biopreparados serán de mala calidad cuando tengan un olor a putreacción. 2.5.2. Color Al abrir el tanque ermentador el biol puede presentar una o varias de las siguientes características: ormación de una nata blanca en la superficie (mientras más añejo el biopreparado más blanca será la nata), contenido líquido de color ámbar brillante y traslúcido y algún sedimento en el ondo. Cuando no se ha dejado añejar el biol por el tiempo suficiente, la nata superficial es regularmente de color verde espuma y el líquido de color verde turbio. Esto no quiere decir que el biopreparado no sirva pero el más añejado es de mejor calidad. Si la espuma que se orma en la superficie del biol tiende hacia un color verde azulado y oscuro, es mejor descartar el producto. 2.6. Uso del biol El biol puede ser utilizado en una gran variedad de plantas ya sean de ciclo corto, anuales, bianuales o perennes, gramíneas, orrajeras, leguminosas, rutales, hortalizas, raíces, tubérculos y ornamentales, con aplicaciones dirigidas al ollaje, al suelo, a la semilla y/o a la raíz.
2.6.1. Biol al follaje Cuando se va a aplicar el biol al ollaje de las plantas no debe ser utilizado puro. Las diluciones recomendadas pueden variar del 12,5 al 50 % según el tipo de cultivo y su edad. En la tabla 52 se puede observar la orma de elaborar las diluciones. 191
Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 52 - Diluciones de biol para aplicación al follaje (con una bomba de 20 litros)
Solución (%)
Biol (litros)
Agua (litros)
Total (litros)
12,5 25,0 50,0
2,5 5,0 10,0
17,5 15,0 10,0
20 20 20
Las soluciones de biol deben aplicarse al ollaje de 3 a 5 veces durante los tramos críticos de los cultivos, mojando bien las hojas con 400–800 litros por hectárea según la edad del cultivo y empleando boquillas de alta presión en abanico. Actualmente en las bananeras orgánicas que se manejan en Ecuador se están haciendo aplicaciones de 15–20 litros de dilución de biol/hectárea utilizando para el eecto aspersores de ultrabajo volumen y boquilla electrostática. Con esto se logra un raccionamiento de las gotas de la dilución y una mayor absorción de esta a través de los estomas del haz oliar, propiciándose además un ahorro del producto y de la mano de obra. Para evitar que el biol se evapore o sea lavado por acción de la lluvia, su aspersión debe realizarse usando un adherente. Desde el punto de vista de la agricultura orgánica se puede utilizar como adherente leche, suero de leche (2 litros por cada 200 litros de solución) o una solución a base de la baba de la sábila ( Aloe vera) o de las hojas de la tuna (Opuntia sp.) en dosis de 1 litro por cada 200 litros de agua.
2.6.2. Biol al suelo Esta aplicación se hace durante el riego abriendo una llave de represa que se instala en el extremo de una tubería que une el tanque de almacenamiento del biol con el canal de riego. Con un aorador Parshall ubicado en el canal antes de la altura de la llave de represa del digestor, se puede calcular el caudal del agua que en ese momento circula por el canal y con base en ese cálculo se abrirá la llave de represa de manera que se mezclen por cada 100 litros de agua uno de biol. La misma proporción es empleada para el caso del riego por aspersión o por goteo para lo cual deberá almacenarse pre viamente el biol en el tanque de ertilización. Para el caso de aplicación de biol al suelo en condiciones de pequeñas parcelas o jardines, se puede utilizar una regadera cuidando que la dosis de biol/agua tenga una relación de 1/100. El biol aplicado conjuntamente con el agua de riego no solo mejora la estructura del suelo sino que por las hormonas y precursores hormonales que contiene conduce a un mejor desarrollo radicular de las plantas y a una mejor actividad de los microorganismos del suelo.
192
VII - Los fitorreguladores
2.6.3. Biol a la semilla Dependiendo de cada cultivo la semilla se remoja antes de la siembra en una solución de biol que puede ser de entre el 10 y el 20 % para semillas de cubierta delgada y entre el 25 al 50 % para semillas de cubierta gruesa. El tiempo de remojo de las semillas de acuerdo a la clase de especies a sembrarse es el siguiente: • especies hortícolas: de 2 a 6 horas • especies gramíneas: de 12 a 24 horas (cubierta delgada) • especies gramíneas y rutales: de 24 a 72 horas (cubierta gruesa) Es importante señalar que el tratamiento de las semillas con biol, por su riqueza en tiamina, purinas y auxinas, permite una germinación más rápida así como un notable crecimiento de las raíces. Esto redunda en un mejor desarrollo del cultivo y por lo tanto en mayores rendimientos al momento de la cosecha. 2.6.4. Biol a las plántulas Después de acondicionarse las plántulas de cebolla, col, tomate, rutilla u otro cultivo de trasplante, se recomienda sumergir las raíces y parte del ollaje en una solución de biol al 12,5 % por un tiempo no mayor a 10 minutos. A continuación se procede a escurrir la solución, luego a envolver las plántulas en paños húmedos y después al trasplante. 2.6.5. Biol en bulbos, raíces y tubérculos Cuando el propósito es plantar bulbos de cebolla, plantas ornamentales, raíces de arracacha (zanahoria blanca) o tubérculos de papa, oca, mashua o melloco, se procede a sumergirlos en cilindros de plástico o pozos de cemento que contengan biol al 12,5 % por no más de 5 minutos. Una vez oreados se procede a su plantación. 2.7. Almacenamiento y conservación del biol Una vez listo el biol se caracteriza por tener un color ámbar y un olor agradable de ermentación. Se debe envasar en recipientes de preerencia oscuros para que la luz no le aecte. Otra alternativa es almacenarlo en los mismos tanques o contenedores donde se preparó. El biol se puede guardar entre 6 meses y un año. Lo ideal es prepararlo de acuerdo a las necesidades de los cultivos y planificar el volumen que se necesita para cada ciclo de aplicación. Cuando se prepara el producto en contenedores plásticos, se recomienda que estos se ubiquen bajo techo o bajo una arboleda, especialmente en sectores con elevada radiación solar para evitar que el material plástico se deteriore rápidamente (oto 9, página siguiente).
193
Manejo Agroecológico de Suelos
Foto 9 - Biofermentadores para producción de biol
(hacienda bananera San Humberto, Taura, Guayas)
2.8. Los bioles mejorados Si el biol es potencializado con sulatos (hierro, magnesio, potasio, calcio, manganeso o boro) la calidad de su acción ertilizante mejora significativamente pues los iones metálicos de los sulatos se convierten en quelatos al ligarse con las moléculas orgánicas durante el proceso ermentativo y de esta manera están más disponibles para ser asimilados por las plantas. Preparación
• Materiales – 1 tanque de 600 litros con tapa de seguridad – 1 conector de manguera – 1 m de manguera de jardín – 1 botella plástica desechable de 2 litros • Ingredientes – 110 kg de estiércol vacuno resco – 12 litros de suero de leche – 12 litros de melaza – 12 litros de EMA o 1000 gramos de levadura para pan – 2 kg de lechuguín, alala tierna o Azolla- Anabaena – 2 kg de ceniza vegetal – agua hasta completar 550 litros • Sales minerales – potásico magnésico: 3,75 kg – roca osórica: 3,75 kg – bórax: 95 gramos 194
VII - Los fitorreguladores
sulato de cobre: 15 gramos sulato de manganeso: 85 gramos sulato de zinc: 87,50 gramos sulato de magnesio: 15 kg sulato de potasio: 2,50 kg molibdato de sodio: 12,50 gramos Nota: esta preparación se aplica para la producción orgánica de rutales (su aplicación se debe realizar según los requerimientos del cultivo que se vaya a tratar). – – – – – –
Preparación
• Se introducen los materiales orgánicos y minerales en el tanque de 600 litros; • se agrega agua, purín de ganado y de hierbas hasta 20 cm antes del nivel original del tanque; • se cierra el tanque herméticamente y se le coloca una trampa de agua para posibilitar un proceso totalmente anaeróbico; • la ermentación en este caso debe durar entre 90 y 120 días. Mientras más tiempo permanezca el producto en el contenedor mejor será su calidad. Aplicación
En la producción orgánica de cultivos perennes se puede aplicar el biol enriquecido de 3 maneras: • al follaje: dilución al 15 % (3 litros de biol en 20 litros de agua) utilizando una bomba de mochila, 2000 litros/ha cada 15 días; • al follaje: sin diluir 20 litros de biol puro/ha por semana cuando se utiliza bomba a motor con boquilla electrostática de ultrabajo volumen; • al suelo: sin diluir 200 ml de biol en drench por planta por mes. Al utilizar la bomba a la que se le ha instalado una boquilla electrostática, se produce un mayor raccionamiento de la gota (pulverización) y por el eecto electrostático de la emisión que tiene carga positiva, esta se adhiere a los haces oliares que tienen carga negativa (polos opuestos se atraen) obteniéndose de esta manera un mayor beneficio de la aplicación.
3. LOS LACTOFERMENTOS 3.1. Concepto Los lactoermentos son bioproductos específicos cuya principal dierencia con los bioermentos más comunes es que no utilizan estiércol. Su principal componente y uente de nitrógeno es el suero de leche (subproducto de la industria láctea). La producción de bioertilizantes oliares se ha venido desarrollando desde hace mucho tiempo entre los agricultores latinoamericanos. Los bioermentos constituyen una herramienta agrícola gracias a la cual se pueden reducir o sustituir los abonos químicos de alta solubilidad, lo que permite al productor disminuir su dependencia 195
Manejo Agroecológico de Suelos
de insumos externos. Por otro lado los bioermentos ortalecen la autogestión campesina en una inmensa gama de sistemas productivos y constituyen además un excelente vehículo para omentar la investigación participativa y la creatividad de los agricultores en sus propias fincas. Los bioermentos son producto de un proceso de ermentación de materiales orgánicos, que se origina en una intensa actividad microbiológica donde los materiales orgánicos utilizados son transormados en minerales, vitaminas, aminoácidos, ácidos orgánicos, entre otras sustancias metabólicas. Estos abonos líquidos, más allá de nutrir eficientemente los cultivos a través de los nutrientes de origen mineral quelatados, se convierten en un inóculo microbiano que permite restaurar el equilibrio microbiológico del agroecositema. Los bioermentos pueden desempeñar un papel sumamente importante disminuyendo la incidencia de plagas y enermedades en los cultivos al colonizar las superficies de las plantas. Los microorganismos presentes en este tipo de abonos ermentados presentan relaciones antagónicas y de competencia con dierentes microorganismos fitopatógenos, colaborando de esta orma en la prevención y el combate de enermedades de las plantas. En el caso específico de los lactoermentos se debe destacar su importante aporte en bacterias ácido-lácticas que confieren propiedades especiales a este abono ermentado. Estos microorganismos tienen importantes unciones dentro del agroecosistema en especial la solubilidad del ósoro, entre otros nutrientes, en el suelo. Además la presencia de ácido láctico contribuye a suprimir diversos microorganismos patógenos como Fusarium sp. Sobre la inocuidad
La aplicación de estiércol de especies animales mayores y menores en la elaboración de abonos orgánicos líquidos ha sido cuestionada por la posibilidad de transmisión de enermedades, al suponer que estos bioermentos podrían presentar contaminación con coliormes ecales. Este ha sido uno de los argumentos empleados por certificadoras orgánicas para negar la certificación de fincas que utilizan abonos orgánicos a partir de bioermentos a base de estiércoles. Así, los lactoermentos son una excelente alternativa para evitar el uso de estiércoles en los abonos líquidos ermentados y acilitar el acceso a la certificación de los productores que lo requieran. Sin embargo investigaciones previas realizadas por Pacheco (2003) demuestran la inocuidad de los bioermentos que utilizan altas cantidades de estiércol de especies animales rumiantes. Los problemas de inocuidad en un bioermento no son inherentes a la utilización de estiércol (tabla 53, página siguiente). El estiércol es una excelente uente de nutrientes y microorganismos degradadores de celulosa y hemicelulosa. Es un recurso de alta disponibilidad en la finca campesina por lo que su uso adecuado es importante no solo para mantener y aumentar la ertilidad de los suelos sino para librar al agricultor de la dependencia de insumos externos.
196
VII - Los fitorreguladores
Tabla 53 - Análisis microbiológico de un biofermento a base de estiércol bovino
Resultados del análisis microbiológico Identificación
Bacterias UFC/g
Bacillus
Lactobacillus
UFC/g
UFC/g
Biofermento con estiércol bovino
2,0 × 104
1,0 × 10
4
Hongos UFC/g
5
5
3,0 × 10
3,0 × 10
Coliformes totales NPM/100 ml
Coliformes totales NPM/100 ml
5
<2
Fuente: CIA-UCR, Costa Rica.
En lo reerente a la inocuidad evidenciada se debe destacar que el número más probable en 100 mililitros (NMP/100 ml) de coliormes ecales es menor a 2. Estas ciras reflejan la inocuidad en abonos (bien manejados) que utilicen excretas de animales rumiantes. Resultados similares se encontraron en análisis realizados a bioermentos que se utilizan en la producción orgánica de banano en la Costa ecuatoriana donde se determinó que tanto Escherichia coli como los coliecales y los parásitos no se propagan bajo condiciones anaeróbicas que son las condiciones en las que se producen los bioermentos.
3.2. Elaboración de los lactofermentos El proceso para la obtención de los lactoermentos empieza con la construcción de un bioermentador y sigue con la preparación del producto que se detalla a continuación.
3.2.1. Materiales para la construcción de un biofermentador • 1 tanque o contenedor de plástico con capacidad para 200, 500, 1000 o más litros que tenga tapa de seguridad • 1 conector de manguera de PVC de ¾ • 1 metro de manguera plástica de jardín • 1 abrazadera de metal de ¾ • 1 botella plástica de desecho de 2 litros • 1 tubo de silicón ”
”
3.2.2. Ingredientes para la preparación de los biofermentos • 160 litros de suero de leche • 5 litros de melaza, miel de caña o panela • 1 kg de carbonato de calcio (para elevar el pH) • agua limpia (sin cloro) • 10 litros de EMA o IMA
197
Manejo Agroecológico de Suelos
• 0,5 kg de alguno de los compuestos minerales listados en la tabla 54 cuya utilización es permitida por los organismos mundiales de agricultura orgánica (excepto la roca osórica de la que se puede agregar 1 kg). Tabla 54 - Fuentes minerales permitidas en agricultura orgánica
Fuente mineral
Sulfato de potasio Sulfato de magnesio Sulfato de manganeso Sulfato de calcio Carbonato de calcio Óxido de zinc Molibdato de sodio Borato de sodio Roca fosfórica
Elemento
K Mg Mn Ca Ca Zn Mo Bo P
Cantidad de elemento mineral puro (g/kg)
500 98 364 326 809 780 110 220–300
3.2.3. Procedimiento para la elaboración de lactofermentos Los pasos que se describen a continuación permitirán la preparación de 185 litros de lactoermento. Para la obtención de mayores volúmenes se deberá hacer una proyección en relación con el tamaño del tanque o contenedor a utilizarse. 1. En una cubeta o balde de plástico de 20 litros disolver los 5 litros de melaza con 5 litros de suero de leche. 2. En el tanque de plástico de 200 litros colocar los 160 litros de suero y mientras se agita constantemente con un palo agregar lentamente la melaza disuelta en suero. 3. En una cubeta o balde plástico de 20 litros disolver en agua la uente o uentes minerales que se quieren utilizar. Cuando la uente mineral se diluye por completo agregarla lentamente al tanque de 200 litros mientras se agita constantemente. 4. En un recipiente de plástico disolver el kilogramo de carbonato de calcio en agua. Posteriormente agregar lentamente al tanque de 200 litros mientras se agita constantemente su contenido. 5. Llenar el tanque hasta un volumen total de 185 litros y agitar una última vez. No llenar totalmente el tanque de líquido ya que debe quedar un espacio libre para la generación de gases.
198
VII - Los fitorreguladores
6. apar el tanque herméticamente y colocar la válvula de escape de gases para que se inicie la ermentación anaeróbica. Se recomienda sellar las uniones de la válvula con silicón, ajustando la manguera con una abrazadera metálica para evitar ugas de gas metano. 7. Dejar reposar la mezcla en el tanque durante un ciclo lunar (30 días) a temperatura ambiente y en la sombra. 8. Verificar la calidad del lactoermento. El color es un indicador muy importante: colores violetas y azules no son deseados e indican que el lactoermento está dañado. El color ideal es ámbar. El olor debe ser agradable, a ermento. Olores uertes a putreacción son un indicador de que algo alló en el proceso y el producto debe ser descartado. 9. Una vez que ha concluido el período de ermentación del producto dentro del tanque o contenedor el mismo está listo para su aplicación. Antes de utilizarlo es importante someter el lactoermento a un proceso de cernido para evitar la presencia de alguna basura que pueda taponar la boquilla del equipo de aspersión. Para eso se deberá pasar el lactoermento por un colador y de ser posible colocar un lienzo. 10. El lactoermento se puede conservar en el mismo tanque o contenedor donde se preparó o se lo puede envasar para almacenarlo en contenedores de 100, 50, 20 o 4 litros para acilitar su transporte al campo. En cualquiera de los casos se recomienda mantener los contenedores tapados para evitar su contaminación y almacenados en recintos secos, rescos y aireados.
3.3. Calidad química de los lactofermentos En las tablas 56 y 57 se muestran los contenidos químicos de los lactoermentos enriquecidos con dierentes uentes de ertilizantes minerales. Tabla 55 - Análisis químico de lactofermentos enriquecidos con diferentes fuentes minerales, por biodigestión húmeda
P Identificación (mg/kg)
Mn y P Ca y P Mg y P
0,04 0,02 0,04
Análisis químico de lactofermentos % Ca Mg K S Fe Cu
% Zn
Mn
B
0,13
0,02
0,23
0,06
20
1
2
719
1
0,21
0,02
0,24
0,02
19
1
2
8
1
0,15
0,05
0,23
0,05
20
1
1
7
1
Fuente: Pacheco & Uribe 2006.
Los análisis químicos que aparecen en la tabla 55 muestran el aumento de la disponibilidad de los minerales incorporados a los dierentes lactoermentos. El 199
Manejo Agroecológico de Suelos
lactoermento identificado como Mn y P (enriquecido con sulato de manganeso y roca osórica) presenta una solubilidad en manganeso de 719 mg/kg la cual es significativamente mayor a la de los otros lactoermentos que aparecen en la tabla 56. De igual manera se puede observar que la disponibilidad de calcio en el lactoermento identificado como Ca y P (enriquecido con carbonato de calcio y roca osórica) y la disponibilidad de magnesio en el lactoermento identificado como Mg y P (enriquecido con sulato de magnesio y roca osórica) son respectivamente mayores a la de los otros bioermentos expuestos en la tabla. En la tabla 55 se evidencia la importancia de enriquecer los lactoermentos con uentes minerales. Estos minerales se disuelven en gran medida gracias a los ácidos lácticos y orgánicos obtenidos por las reacciones bioquímicas inherentes al proceso de ermentación lo que los vuelve asimilables. De esta orma se logra que las plantas puedan nutrirse de orma balanceada de los elementos contenidos en las dierentes uentes minerales. En la tabla 56 se muestran los resultados del porcentaje de nitrógeno presente en los lactoermentos. Normalmente el contenido de ese elemento en el suero de leche sin ermentar es de 825 mg/kg. Tabla 56 - Análisis químico de nitrógeno y pH de lactofermentos enriquecidos con fuentes minerales
Identificación
Mn y P Ca y P Mg y P
Nitrógeno (N) (%) 0,11
Nitrógeno (N) (mg/kg)
pH
1190,74
4,11
0,11, 0,12
1194,85
6,08
1200,20
4,31
Procedimiento: N por Kjedahl en analizador de inyección de flujo. Fuente: Pacheco & Uribe 2006.
Del análisis de la tabla 56 se desprende que las cantidades de nitrógeno y el pH en el suero ermentado enriquecido con dierentes uentes minerales son significati vamente más elevados. Se debe resaltar que al comparar las cantidades de nitrógeno entre el suero ermentado y el no ermentado hay un aumento en el primero. Este aumento tiene relación directa con las sustancias metabolizadas por los microorganismos ermentadores gestores de los procesos bioquímicos inherentes a una ermentación. Los pH que aparecen en la tabla 56 van de ácidos a ligeramente ácidos lo que es normal en un abono líquido ermentado. La aplicación oliar de estos bioermentos tiene una respuesta avorable por parte de las plantas. En caso de querer subir el pH se puede utilizar ceniza de leña o carbonato de calcio.
200
VII - Los fitorreguladores
3.4. Calidad microbiológica de los lactofermentos La intensa actividad microbiológica existente en un lactoermento demuestra que por su riqueza biológica este producto es algo más que un simple ertilizante. Los lactoermentos presentan condiciones microbianas muy particulares. Las ermentaciones lácticas son el resultado de la transormación de azúcares (glucosa y lactosa) en ácido láctico gracias a la acción de diversas bacterias. La principal azúcar presente en la leche es la lactosa, un disacárido compuesto por una molécula de glucosa y una de galactosa. Las bacterias lácticas tienen en ella su principal sustrato energético y como resultado de su metabolismo se produce ácido láctico. Los lactoermentos presentan un número elevado de microorganismos importantes para el control de plagas (insectos, ácaros y patógenos). Lactobacillus spp. tiene relaciones antagónicas con todo tipo de bacterias acti vadoras de los procesos de putreacción. Por ejemplo la inhibición de Erwinia sp. se podría deber al eecto de la nisina que es un antibiótico producido por algunas bacterias lácticas (Obregón 2000). Las Lactobacillus desempeñan un papel importante en el control de Fusarium sp. que tanto aecta los semilleros de tomate y de Rhizoctonia sp. conocida como el mal del talluelo o mal de almácigos (Quirós y otros 2004). En la tabla 57 se puede apreciar cómo las Lactobacillus son predominantes en un lactoermento debido a que este presenta un sustrato con condiciones óptimas para su desarrollo. En el caso del lactoermento enriquecido con sulato de manganeso (Mn) y roca osórica (P) se presentan poblaciones de hasta 480 millones de unidades ormadoras de colonias (UFC) por gramo de producto. Las ciras presentadas en la tabla 57 evidencian la elevada concentración de múltiples ormas de vida microscópicas contenidas en este tipo de ermentos. Tabla 57 - Análisis microbiológico de abonos orgánicos líquidos fermentados enriquecidos con diferentes fuentes minerales (21/07/2006)
Análisis microbiológico de abonos orgánicos Abonos
Lacto Mn y P Lacto Ca y P Lacto Mg y P Biofertilizante (estiércol bovino)
Bacterias (UFC/ml)
Bacillus
Lactobacillus
(UFC/ml)
(UFC/ml)
5,2 × 107 2,8 × 106 8,5 × 106
1,0 × 10
6
1,1 × 10
< 103
5,7 × 10
2,0 × 104
1,0 × 10
8
7
Hongos (UFC/ml) 3,0 × 10
13
<2
< 103
13
<2
8
<2
5
<2
7
4,8 × 10
8
< 103
4
3,0 × 10
5
3,0 × 10
1,5 × 10
5
Coliformes Coliformes totales fecales (NPM/100 ml) (NPM/100 ml)
5
Aplicar a los abonos orgánicos y al suelo altas poblaciones de microorganismos saprofitos como los presentados en la tabla 57 —consumidores de materia orgánica 201
Manejo Agroecológico de Suelos
(MO) en descomposición) tiene un impacto benéfico ya que permite mineralizar la MO, lo que acilita la absorción de los nutrientes contenidos en los abonos orgánicos por parte de las plantas. En la tabla 57 además se demuestra la inocuidad característica de los lactoermentos y de los abonos líquidos ermentados obteniendo un NMP en 100 mililitros menor a 2 coliormes ecales. Los lactoermentos representan entonces una excelente herramienta para la restauración ecológica de los ecosistemas microbiológicos aectados por el uso y abuso de agrotóxicos.
3.5. Usos del lactofermento Los lactoermentos presentan una gran versatilidad de uso debido a su condición líquida que permite una aplicación en extensiones bastante grandes en poco tiempo. Para su aplicación el producto debe diluirse en agua y luego ser asperjado al ollaje de las plantas utilizando una bomba de aspersión o al suelo. A continuación se ormulan algunas recomendaciones para la aplicación de los lactoermentos: • para plantas en almácigo o vivero diluir al 5 % en agua; • para plantas en campo como árboles rutales, flores, caé, cacao, caña, piña, etc. diluir entre al 10–15 % dependiendo de la edad del cultivo y realizar aplicaciones cada 15 días; • en plantaciones de hortalizas aplicar diluciones al 10 % dos a tres veces por semana; • también se lo puede aplicar a través de sistemas de riego, previamente diluido en las concentraciones anteriores; • se puede agregar al suelo directamente para lo cual se aumenta la concentración hasta en un 20 % del producto en agua y se realizan aplicaciones cada 15 días a través de los sistemas de riego; • para enriquecer las composteras a nivel tanto microbiológico como mineral, los lactoermentos son una excelente opción y se pueden utilizar de orma pura en el momento de su elaboración. Según Moreno y Suquilanda (2015), en un cultivo de pimiento ( Capsicum annuum) realizado en la localidad de umbaco bajo condiciones protegidas se alcanzó un rendimiento de 29,33 t/ha (con rutos de 14,5 cm/promedio) mediante aplicaciones oliares utilizando una dosis de 30 ml/litro de agua (3 %) con un lactoermento elaborado a base de 180 litros de suero de leche, 5 litros de melaza y 4 gramos de levadura, y enriquecido con 2,77 kg de sulato de magnesio, 480 gramos de sulato de potasio y 76,8 gramos de óxido de zinc. Las aplicaciones se realizaron cada 8 días.
202
VIII - Los abonos verdes o cultivos de cobertura 1. CONCEPTO Los abonos verdes son cultivos de cobertura que tienen como finalidad devolver los nutrimentos al suelo. Son todas las plantas que se cultivan o a las que se permite crecer con el fin de proteger, aportar y recuperar las condiciones ísicas, químicas, biológicas y nutricionales del suelo. El empleo de abonos verdes es básico en la agricultura orgánica, ecológica o biológica. La implementación de estos abonos se hace mediante la siembra de plantas generalmente leguminosas solas (vicia, lenteja negra, trébol, soya orrajera, mucuna y pueraria) o asociadas con cereales (avena orrajera, pasto gordura). Estas plantas son cortadas en la época de floración e incorporadas al suelo principalmente para regular su contenido de nitrógeno y carbono así como para mejorar sus propiedades ísicas y biológicas. ambién se puede recurrir a la siembra de crucíeras (mostaza, colza, nabo orrajero) cuyo principal interés radica en que son capaces de producir con rapidez una importante cantidad de materia seca, así como de desarrollarse y cubrir el suelo en un período mucho más corto que las gramíneas o las leguminosas. Esta práctica se conoce desde hace aproximadamente 3000 años. Fue una de las tecnologías utilizadas por la agricultura prehispánica en el actual territorio ecuatoriano. En la actualidad la utilización de abonos verdes es una alternativa viable y ecológicamente racional para la práctica de una agricultura sana rente a la acelerada degradación de los suelos por eecto de tecnologías inadecuadas así como a los daños ocasionados a su estructura por los ertilizantes sintéticos, los mismos que por su elevado costo se han vuelto además inaccesibles para gran parte de los agricultores.
2. BENEFICIOS DE LOS ABONOS VERDES Y COBERTURAS VIVAS 2.1. Aumento de la materia orgánica (MO) del suelo Por su alto contenido de agua y su buena relación carbono/nitrógeno (C/N), entre el 20 y el 30 % de la materia seca de los abonos verdes permanece en el suelo como MO estable expuesta a una descomposición muy lenta. El porcentaje restante que constituye la MO nutritiva se descompone rápidamente proporcionando nutrientes a las plantas. Las dos partes de MO (la nutritiva y la estable) son importantes para mantener un suelo productivo, értil y con mejor textura y estructura.
203
Manejo Agroecológico de Suelos
Un abono verde no solo le entrega MO al suelo sino que también disminuye su pérdida. Una planta cobertora le proporciona sombra, regulando su temperatura y conservando el humus. En un suelo caliente el humus se descompone y se pierde más rápidamente.
2.2. Enriquecimiento del suelo con nutrientes disponibles Al descomponerse el abono verde libera sus nutrientes y los pone a disposición de los próximos cultivos. Este enómeno se conoce como reciclaje y concentración de nutrientes. La Fjación Biológica de Nitrógeno (FBN) mediante la simbiosis entre las bacterias del género Rhizobium y las leguminosas representa sin duda una de las principales alternativas para el mejoramiento de la agricultura sin recurrir a los ertilizantes nitrogenados sintéticos cuya acción es dañina para la actividad biológica del suelo. En la atmósera que rodea cada hectárea de la superficie terrestre hay alrededor de 80 000 toneladas de nitrógeno que constituyen la uente de los compuestos nitrogenados del suelo. Se ha calculado que en la atmósera hay un total de 4,10 9 toneladas de dinitrógeno (N2) que es el gas que orma el 80 % del aire. El nitrógeno se fija a través de la actividad de las bacterias Rhizobium sp. que viven en el suelo y orman nódulos en las raíces de las plantas leguminosas. Existe una gran controversia en cuanto a la cantidad de nitrógeno que puede ser fijada por las leguminosas en el suelo pero se puede afirmar que el promedio anual por hectárea es de 140 kg N2/ha. Los sistemas Rhizobium-leguminosa para grano fi jan entre 41 y 552 kg de N2/ha/año mientras que los Rhizobium-leguminosa orrajera fijan entre 62 y 897 kg de N2/ha/año. La cantidad de nitrógeno disponible en el suelo determina en gran medida el rendimiento de los cultivos agrícolas. El nitrógeno es un componente de las moléculas de los aminoácidos que orman las proteínas vegetales. Es parte además de la clorofila por lo que es esencial para el uncionamiento de la otosíntesis. La deficiencia de este elemento se traduce en un menor desarrollo del ollaje que presenta además un color verde pálido. El suministro de nitrógeno como ertilizante químico a nivel mundial se estima en 65 millones de toneladas de N 2 por año y la cantidad fijada en orma biológica entre 139 y 170 millones. Para cada grupo de leguminosas existe una bacteria que vive en relación simbiótica es decir que beneficia tanto a las plantas como a las bacterias. La planta da energía a las bacterias en orma de azúcares y las bacterias le aportan nitrógeno para que crezca mejor en suelos pobres. Así una planta leguminosa puede crecer bien aunque haya muy poco nitrógeno en el suelo. Al incorporar el abono verde, las hojas, tallos y nódulos se descomponen y el nitrógeno fijado vuelve a estar disponible para otros cultivos.
204
VIII - Los abonos verdes o cultivos de cobertura
No cualquier Rhizobium orma nódulos en cualquier leguminosa. El género Rhizobium se clasifica en especies o grupos de inoculación según las leguminosas que inecta. En la tabla 58 se presentan las principales leguminosas cultivadas y los correspondientes grupos de Rhizobium con los que deben ser inoculadas. Tabla 58 - Leguminosas cultivadas y sus correspondientes especies de Rhizobium
Leguminosas
Especies de Rhizobium
Medicago , Melilotus , Trigonella
R. meliloti
Trifolium sp.
R. trifolii
Vicia , Lathyrus , Lens , Pisum
R. leguminosarum
Phaseolus vulgaris
R. leguminosarum biovar. phaseoli
Lupinus , Ornithopus
R. lupini
Glycine max
Bradyrhizobium japonicum
Muchas de las especies leguminosas que se utilizan como abonos verdes o coberturas son responsables de la solubilización del ósoro (P) que se encuentra en el suelo en ormas insolubles, propiciando su disponibilidad para ser absorbido por las raíces de las plantas.
2.3. Evitación de la erosión La cobertura que proporcionan los abonos verdes protege los suelos de la erosión provocada por el agua evitando el impacto directo de las gotas de lluvia y reduciendo el escurrimiento superficial. Impide además la desagregación del suelo previniendo la ormación de costras impermeables superficiales y protegiéndolo al mismo tiempo del eecto directo de los rayos solares y del viento. Esta última ventaja es visible cuando los abonos verdes crecen en la época en que no hay cultivos y los vientos provocan la pérdida de suelo.
2.4. Mejora de la estructura del suelo Los abonos verdes mejoran la estructura del suelo avoreciendo la ormación de agregados que son unas especies de bolitas que hacen que se torne poroso acilitando así la entrada de aire y de agua. El suelo se vuelve más estable y resistente a las influencias de la erosión y el laboreo. La agregación de las partículas aumenta cada año a medida que se van incorporando los abonos verdes. Se estima que una hectárea de abono verde puede incorporar al suelo entre 30 y 100 toneladas de material verde según su manejo y su desarrollo.
205
Manejo Agroecológico de Suelos
2.5. Evitación del crecimiento de hierbas indeseadas (arvenses) Al utilizar los recursos necesarios para el crecimiento de las arvenses (luz solar, agua y nutrimentos), los abonos verdes compiten con estas y las suprimen. Estas hierbas indeseadas adaptadas a suelos pobres van desapareciendo poco a poco a medida que mejora la tierra. Algunas especies de leguminosas utilizadas como abonos verdes o de cobertura producen sustancias alelopáticas capaces de repeler la presencia y el desarrollo de otras plantas agresivas y competidoras disminuyendo los costos que implica su control. Las leguminosas orrajeras como la alala y la vicia en la Sierra así como el siratro, la centrosema, la clitorea, la pueraria, la soya, etc. en la Costa, incluidas en agroecosistemas constituidos por rutales, palmáceas o sistemas silvo-pastoriles, permiten controlar las hierbas indeseadas y mejorar la calidad de los suelos. Para ello deben realizarse cortes periódicos y dejar el material sobre el campo para que se orme una cobertura orgánica ( mulch) que se incorporará más adelante al suelo mediante un proceso de compostaje en superficie aumentando así su base orgánica, incrementando su actividad microbiana y mejorando su ertilidad.
2.6. Disminución del ataque de plagas (insectos, ácaros, gasterópodos, patógenos y arvenses) Si se usan los abonos verdes como parte de la rotación de cultivos se rompe el ciclo de vida de los insectos plaga y las enermedades, disminuyendo así su ataque. Algunas especies de abonos verdes, cuyas flores tienen néctar, atraen muchos insectos benéficos como crisopas (mariquitas) y otros depredadores. Al incrementar la base orgánica del suelo, los abonos verdes propician el aumento de las poblaciones de microorganismos benéficos y con ello el control de insectos y patógenos estableciéndose un equilibrio biológico en beneficio de las especies cultivadas. Los abonos verdes contribuyen además al establecimiento de la diversidad que es una de las condiciones de la agricultura orgánica.
2.7. Otros beneficios de los abonos verdes • Sirven para perorar capas compactadas actuando como un arado biológico por el eecto de los densos sistemas radiculares; • disminuyen el lavado de nutrientes (lixiviado) hacia capas más proundas; • avorecen el crecimiento en espesor de la capa orgánica lo que mejora significativamente el suelo agrícola; • conservan la humedad, mejoran la infiltración y la capacidad de almacenamiento del agua;
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VIII - Los abonos verdes o cultivos de cobertura
• ayudan a extraer minerales y agua de las capas proundas hacia la superficie; • avorecen la ormación de ácidos orgánicos que posibilitan la solubilización de los minerales en el suelo; • mejoran la infiltración y el drenaje interno del agua; • mejoran la estructura y la estabilidad del suelo; • amortiguan los cambios bruscos de temperatura; • mejoran la aireación y la porosidad del suelo; • pueden ser utilizados para la alimentación animal en asociación con pasturas o como bancos de proteína.
3. DESVENTAJAS DE LOS ABONOS VERDES Y COBERTURAS VIVAS Pese a los múltiples beneficios que tienen los abonos verdes y las coberturas en los agroecosistemas, también existen algunas desventajas que hay que considerar para evitar un impacto negativo en la producción de cultivos. Entre ellas se encuentran las siguientes: • la presencia de densas poblaciones vegetales puede crear las condiciones adecuadas para albergar roedores; • en terrenos poco értiles o degradados la mejora de las condiciones productivas suele tener un eecto retardado; • en terrenos con pendientes pronunciadas y en presencia de uertes precipitaciones avorecen el deslizamiento de los suelos.
4. SIEMBRA DEL ABONO VERDE La siembra del abono verde es similar a la de cualquier otro cultivo. Requiere una preparación del suelo con arada y rastra a fin de mullirlo y orecer a las semillas un medio adecuado para germinar y crecer. En la finca es recomendable establecer un plan de mejoramiento de suelos que permita sembrar e incorporar los abonos verdes por sectores a fin de no perder toda una temporada de cosechas. Un sistema de producción hortícola diseñado en ajas permite rotar cultivos de hortalizas con abonos verdes.
4.1. Requisitos para las semillas Las semillas que se utilizarán para la siembra de abonos verdes deben reunir los siguientes requisitos: • ser áciles de conseguir, cosechar, guardar, reproducir y poder conservarse al menos por un año; • ser de bajo costo; 207
Manejo Agroecológico de Suelos
• no requerir insumos externos para su establecimiento y desarrollo; • ser áciles de sembrar y de manejar como cultivo solo o asociado; • ser de rápido establecimiento, crecimiento y con elevada capacidad para cubrir el suelo; • adaptarse ácilmente a las condiciones agroclimáticas de la región donde se van a establecer; • tener la capacidad de cubrir el suelo completamente y controlar la vegetación competidora; • tener un ollaje abundante y suculento y la capacidad de producir gran cantidad de biomasa; • ser una planta rústica que se adapte a suelos pobres; • tener un uerte sistema radicular que penetre hasta las capas proundas; • dejar de crecer cuando baje la humedad del suelo pero ser capaces de sobrevi vir en la estación seca; • orecer otros beneficios como orrajes o leña; • permitir la rotación con otros cultivos.
4.2. Cuándo sembrar los abonos verdes Los abonos verdes se pueden sembrar antes del cultivo principal, durante el cultivo principal y después del cultivo principal. El momento de siembra depende de su finalidad. Si lo que se busca es un máximo de vegetación conviene sembrarlo en “día hoja” es decir a partir del segundo día de luna menguante hasta el quinto día de luna nueva. Las leguminosas deben sembrarse en “día raíz” es decir a partir del cuarto día de luna creciente hasta el quinto día de luna llena para que produzcan muchos nódulos radiculares con nitrógeno.
4.2.1. Siembra del abono verde antes del cultivo principal Se practica sobre todo en suelos pobres o en proceso de recuperación a fin de incrementar la MO. Es recomendable hacerlo en suelos que se van a destinar a la producción de hortalizas y flores. La siembra se hace 3 a 4 meses antes de sembrar los cultivos principales y se entierra 3 a 4 semanas antes de implantarlos. En la Sierra se pueden realizar mezclas de leguminosas y gramíneas como por ejemplo vicia-avena o lenteja negra-avena. En sectores tropicales se pueden sembrar leguminosas solas como soya orrajera, mucuna, siratro, centrosema, Clitorea o pueraria. 4.2.2. Siembra del abono verde durante el cultivo principal Es el caso de la siembra de leguminosas como trébol o vicia en cultivos de cereales. El abono verde se siembra intercalado con el cultivo principal y se entierra 3 a 4 meses después en los primeros centímetros de suelo para mejorar la capa értil. ambién se puede dejar el abono verde cortado sin enterrar para que se composte en 208
VIII - Los abonos verdes o cultivos de cobertura
la superficie. Este método se usa en la producción de rutales arbóreos (peras, manzanas, claudias, duraznos, cítricos) o arbustivos (mora, taxo, maracuyá, granadilla). En sectores secos donde las especies arbóreas pueden experimentar una competencia por el agua, el abono verde se enterrará a poca proundidad al principio de la estación seca. Si se lo deja en superficie también actuará como cobertura o mulch.
4.2.3. Siembra del abono verde después del cultivo principal Se siembra el abono verde inmediatamente después de realizada la cosecha. Si hay tiempo se puede sembrar una mezcla de leguminosas y gramíneas (avena-vicia o avena-lenteja negra). Si la siembra es tardía se puede recurrir a las crucíeras que podrán alcanzar un desarrollo suficiente antes de que llegue el período de preparación de suelos para la siguiente siembra. Las semillas de leguminosas deben tratarse con inoculantes específicos para promover las bacterias apropiadas que puedan fijar el nitrógeno atmosérico. La presencia de bacterias nitrificantes se puede determinar observando los nódulos de las leguminosas que por lo general presentan un color rojizo o rosado por dentro. Considerando que no hay inoculantes específicos para la mayoría de las leguminosas que se utilizan en la siembra de los abonos verdes existe la posibilidad de preparar uno de manera artesanal de la siguiente manera: • Dos meses antes de la siembra grande de abonos verdes preparar una cama similar a las que se utilizan para implementar almácigos. Esta cama debe ubicarse en un terreno aledaño al área donde se sembrarán los abonos verdes y abonarse generosamente con compost y humus de lombriz. • Sembrar en líneas la o las leguminosas que se van a utilizar como abonos verdes cuidando las densidades de siembra para acilitar que las plantas tengan un buen desarrollo. Proporcionar a este cultivo todos los cuidados necesarios. • Antes de sembrar los abonos verdes tomar entre 10 y 12 plantas de la leguminosa sembrada arrancándolas del suelo cuidadosamente para obtener sus nódulos. • Lavar los nódulos radiculares con agua limpia y resca (sin clorinar) y licuarlos con 1 litro de agua a la que se agregarán 100 gramos de azúcar. El preparado obtenido constituye la uente de inóculo. • A continuación buscar un lugar resco en la sombra ya que los rayos solares (ultravioletas) son letales para el rhizobio, regar la solución de nódulos (inóculo) sobre las semillas y mezclar bien. Encima de la semilla inoculada se puede espolvorear roca osórica finamente molida para obtener semillas peletizadas. • Dejar orear las semillas a la sombra y sembrar inmediatamente pues la Rhizobium presenta una alta tasa de mortalidad una vez que ha sido 209
Manejo Agroecológico de Suelos
inoculado. El Laboratorio de Rhizobiología del Centro Internacional de Agricultura ropical (CIA) recomienda la siembra 4 horas después de la inoculación de las semillas para lograr la introducción de un número suficiente de bacterias vivas en la tierra. • La solución artesanal de nódulos (inóculo) obtenida sirve para inocular 10 kg de semilla. La cantidad de semilla por hectárea fluctúa entre 50 y 80 kg cuando se siembran leguminosas solas pero cuando se siembra en asociación con cereales como la avena orrajera, se pueden utilizar las siguientes cantidades: 100 kg/ha de avena orrajera + 50–80 kg/ha leguminosa.
5. INCORPORACIÓN DEL ABONO VERDE El abono verde logra su máximo contenido de nutrientes (especialmente de nitrógeno) y alcanza su máximo crecimiento cuando está en estado de floración (10 al 20 %) siendo este el momento en el que debe incorporarse al suelo. La mejor época para cortar el abono verde y enterrarlo es con la luna descendente, es decir a partir del segundo día de menguante hasta el quinto día de luna nueva. Antes de incorporarlo el abono debe cortarse para que haya una mayor superficie expuesta a los microorganismos que se encargarán de atacarlo para convertir sus nutrientes en materiales asimilables para los siguientes cultivos. Dependiendo de la superficie sembrada, el corte del abono verde se puede hacer con machete o guadaña, con una rozadora o con una chapeadora. El material cortado debe mantenerse en la superficie por unos 5 a 8 días. Después de ese tiempo se lo entierra ya sea en orma manual utilizando herramientas de labranza o con la ayuda de una rastra (destrabada) o un arado, procurando que el material no se introduzca más allá de los primeros 15 cm de suelo para que se descomponga más rápido pues si se entierra más se corre el riesgo de que se pudra. El abono verde nunca se debe enterrar resco pues esto provocaría una ermentación anaerobia de la que surgirían sustancias inhibidoras de las raíces, pérdidas por lixiviación y riesgos de ataque de pulgón. Si las condiciones de humedad y temperatura son avorables, el abono verde se descompone en el suelo en 30 a 50 días. A partir de entonces se pueden realizar las labores previas a la siembra de los cultivos. El abono verde también se puede dejar cortado sobre la superficie del suelo. El cultivo siguiente se siembra practicando agujeros entre la MO (labranza mínima). De esta manera el abono se descompone lentamente mejorando la calidad del suelo y dotando a los cultivos de sus nutrientes. Es recomendable practicar la labranza mínima en suelos que ya hayan sido tratados con abonos verdes y otros abonos orgánicos durante algunos años.
210
VIII - Los abonos verdes o cultivos de cobertura
5.1. Cantidad de abono verde fresco y de nitrógeno atmosférico (N2) que se incorpora al suelo Con el fin de saber cuánto abono verde que se va a incorporar al suelo, se debe cortar del campo al azar por lo menos 10 muestras de 1 m 2 cada una, pesarlas y luego establecer un promedio y realizar la estimación de la superficie total. Este cálculo permitirá conocer la cantidad de biomasa producida. La cantidad de nitrógeno que se va incorporar se puede conocer utilizando este mismo promedio de peso resco/ha y multiplicándolo por la constante reerencial para cada leguminosa que aparece la tabla 59. Tabla 59 - Factores de conversión para calcular la FBN de algunos abonos verdes (leguminosas) (kg/ha)
Leguminosa
Nombre científico
Factor de conversión
Vicia Lenteja Chocho o tarwi Haba Alfalfa Trébol blanco
Vicia villosa
18
Lens esculenta
16
Lupinus sp.
12
Vicia faba
13
Medicago sativa
18
Trifolium repens
14
Trébol rojo Zarandaja Soya Fréjol caupí Fréjol de palo o guandul Centrosema Siratro
Trifolium pratense
14
Dolichos lablab
16
Glycine max
16
Vigna sinensis
30
Cajanus cajan
14
Cajanus cajan
18
Macroptilium atropurpureum
12
Clitorea
Clitorea ternatea
18
Es recomendable que el corte del abono verde para estos cálculos se haga cuando el campo esté seco pues la humedad cambia el peso de las muestras y se distorsionan los estimados de biomasa y de nitrógeno. Ejemplo: Después de haber muestreado un campo (1 ha) sembrado con vicia (Vicia villosa), el peso promedio de abono verde es de 10 kg/m2. ¿Cuál es el peso total de abono verde resco y cuál la cantidad total de nitrógeno a incorporarse al suelo? Peso total abono verde =
1 m2
10 kg
10 000 m2
X
= 10 000 kg/ha (100 t/ha)
Peso total nitrógeno = 1 m2 = 10 kg × 18 = 180 kg/ha 211
Manejo Agroecológico de Suelos
Así, el peso total del abono verde a incorporarse al suelo es de 100 t/ha y la cantidad de nitrógeno a incorporarse al suelo es de 180 kg/ha.
6. ALGUNAS ESPECIES DE LEGUMINOSAS RECOMENDADAS En la tabla 60 se muestran algunas especies leguminosas orrajeras que son de gran importancia para el manejo de varios cultivos perennes en condiciones del trópico y subtrópico, como rutales, caé, cacao, palma aricana, palmito, entre otros. Se incluye su carácter (cobertura, orraje) y los estimados de biomasa que producen por unidad de superficie. Tabla 60 - Especies de leguminosas recomendadas para cobertura y abono verde en condiciones de trópico y subtrópico
Leguminosas N. común
N. científico
Altura mínima de planta
Desmodio
Desmodium ovalifolium
–
Glycine
Neonotonia wightii
–
Calopogonio
Calopogonium mucunoides
–
Canavalia Fréjol de ensiformis puerco Maní forrajero Arachis pintoi
0,70
Kudzú
0,80
Pueraria phaseoloides
Mucuna ceniza Stizolobium
0,60
–
niveum
Mucuna enana Stizolobium
–
deeringianum
212
Mucuna negra
Stizolobium aterrimum
–
Centrosema
Centrosema pubescens
0,80
Clitorea
Clitorea ternatea
0,60
Siratro
Macroptilium atropurpureum
0,60
Hábito de crecimiento
Utilización principal / secundaria
Subarbustivo Cobertura/ forraje Rastrero Forraje/ cobertura Trepador Cobertura/ forraje Erecto Cobertura/ forraje Rastrero Forraje/ cobertura Rastrero/ Cobertura/ trepador forraje Rastrero/ Cobertura/ trepador forraje Rastrero/ Forraje/ trepador cobertura Rastrero/ Cobertura/ trepador forraje Rastrero Cobertura/ forraje Erecto Cobertura/ forraje Rastrero Cobertura/ forraje
Rendimiento Cantidad en materia de semilla verde siembra (t/ha) (kg/ha)
35–40
4
35–40
4
35–40
4
35–40
30
40–45
10
35–40
4
35–40
30
25–30
30
35–40
30
40–45
3
45–40
2,5
45–40
4
IX - Los biofertilizantes 1. QUÉ SON LOS BIOFERTILIZANTES Un bioertilizante es un preparado que contiene células vivas o latentes de cepas microbianas con capacidad para fijar nitrógeno, solubilizar ósoro, potencializar dierentes nutrimentos o producir sustancias bioactivas. Se aplica a las semillas o al suelo con el propósito de incrementar el número de estos microorganismos en el medio y acelerar los procesos microbianos para aumentar así la cantidad de nutrimentos que puedan ser asimilados por las plantas o activar los procesos fisiológicos que influyen en el desarrollo y el rendimiento de los cultivos. Los bioertilizantes también se definen como productos biológicos constituidos por microorganismos y/o sus metabolitos que participan en el suelo aportando o solubilizando elementos químicos con características ertilizantes. En la industria de productos para uso agrícola también se los conoce como biopreparados, que resultan de la ermentación de un sustrato orgánico por medio de la actividad de microorganismos vivos. Estos transorman los materiales orgánicos como el estiércol, la leche, el suero, el jugo de caña o de rutas y producen vitaminas, aminoácidos y minerales indispensables para el metabolismo y el equilibrio nutricional de las plantas. El uso de aminoácidos en la ertilización oliar es relativamente reciente y se inició a partir del desarrollo de la tecnología para la abricación de aminoácidos libres. El principio básico que utiliza esta tecnología es la ormación de proteínas hidrolizadas a las que se incorporan los nutrimentos catiónicos como calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn) y manganeso (Mn). Estos minerales quedan suspendidos entre 2 aminoácidos que conorman los grupos donadores y uno de ellos, generalmente del grupo amino NH2, orma un enlace covalente complejo mientras el otro grupo carboxílico (COH) orma un enlace iónico. De esta orma los iones metálicos quedan ligados dentro de la estructura ormando un quelato orgánico. Una de las ventajas más reconocidas de los aminoácidos es su rápida absorción que en algunos casos puede ocurrir en 1 a 3 horas (IPNI 2004). La principal ventaja de los biopreparados a base de hongos o bacterias es que generan procesos rápidos como todos los de origen microbiano, consumen escasa energía no renovable y son limpios, es decir que no tienen eectos contaminantes para el medioambiente. Cuando se hacen aplicaciones al suelo en la zona de la rizósera, es decir en la inmediata vecindad de las raíces, las plantas se benefician en un plazo muy breve. Si 213
Manejo Agroecológico de Suelos
los biopreparados son aplicados al ollaje, las sustancias originadas por la ermentación, que son muy ricas en energía libre, son absorbidas directamente por las hojas y tonifican las plantas impidiendo el desarrollo de enermedades y el constante ataque de insectos plaga.
1.1. Mecanismos de acción de los biofertilizantes 1.1.1. Fijación de nitrógeno atmosférico Es una reacción fisiológica de algunos microorganismos como las bacterias, algas verdes o azules (cianoíceas) y helechos acuáticos, que tienen la capacidad de transormar el nitrógeno gaseoso e inerte de la atmósera en compuestos asimilables en orma de nitratos y amonio los mismos que quedan a disposición de diversos cultivos. Al aparecer la vida en la ierra algunos microorganismos se adaptaron a las condiciones de escasez de nitrógeno y desarrollaron un sistema ermentativo especial adquiriendo la capacidad de realizar la fijación biológica de dinitrógeno (N 2) atmosérico. La importancia agronómica de este proceso, considerado undamental en la naturaleza, es enorme. Se calcula que junto con los productos agrícolas se extraen anualmente 100 000 000 de toneladas de nitrógeno de la superficie terrestre mientras que la devolución mediante ertilizantes alcanza solo una mínima parte de esa cantidad. Si la fijación biológica de dinitrógeno no se hubiera realizado continuamente en la explotación agrícola durante milenios, el suelo ya habría perdido su capacidad de producir hace mucho tiempo. En las regiones tropicales donde los bajos precios de los productos agrícolas y el elevado costo de los ertilizantes químicos limitan la práctica de un adecuado suministro de nitrógeno al suelo, los procesos biológicos de fijación son particularmente importantes. La Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) es la conversión microbiana del nitrógeno atmosérico o dinitrógeno (N 2) en nitrógeno combinado (NH3). Para que este proceso ocurra es necesario que actúen simultáneamente una uente de poder reductor, una uente de energía y un complejo enzimático que comprenda una hidrogenasa y una nitrogenasa. La fijación se da mediante la siguiente reacción: N2 8 H+ + 8 e → NH3 + H2 La reducción de una molécula de N 2 no es un proceso gratuito pues se requieren 16 moléculas de AP lo cual solo es posible gracias a la presencia de la enzima nitrogenasa (Giller y otros 1992). La fijación biológica puede ser realizada por distintos organismos. Algunos de ellos, llamados fijadores de vida libre, son capaces de fijar el nitrógeno sin la ayuda de otras ormas vivas. Los ejemplos más conocidos son las bacterias pertenecientes a
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IX - Los biofertilizantes
la amilia Azotobacteriaceae, muchos de los clostridia anaerobios y varias especies de algas verdeazules. Otros grupos se convierten en fijadores cuando viven en asociaciones simbióticas con ormas superiores o ineriores de vida. El ejemplo más corriente son las bacterias del género Rhizobium que viven en simbiosis con las leguminosas, los organismos pertenecientes a la amilia Actinomycetaceae que viven en los nódulos radicales de varias especies de plantas no leguminosas y las asociaciones ormadoras de nódulos en las hojas establecidas entre las bacterias y algunas especies tropicales de las plantas pertenecientes a los géneros Ardisia, Pavetta y Psychotria . Un tipo menos especializado de asociación entre bacterias libres fijadoras de nitrógeno y plantas superiores puede ocurrir en la rizósera y en la filosera especialmente en condiciones tropicales debido a la excreción de notables cantidades de compuestos carbonatados por parte de raíces y hojas. ambién pueden encontrarse con recuencia en condiciones naturales asociaciones de algas verdeazules fijadoras de dinitrógeno con hongos (para ormar líquenes), con helechos acuáticos como Azolla y con plantas superiores (nódulos radicales en 2 especies cícadas y nódulos florales en especies Gunnera). En resumen, la FBN es realizada ya sea por microorganismos otosintéticos que se encuentran en orma libre en suelos y aguas, por microorganismos saproíticos que viven de exudados de raíces de plantas o por microorganismos simbióticos en nódulos de plantas, como puede observarse en la tabla 61. Tabla 61 - Clasificación de microorganismos fijadores de nitrógeno de interés agrícola y forestal
Forma de fijación
Libre Asociación Simbiosis
Microorganismos
Ejemplo(s)
Localización
Bacteria Bacteria Bacteria Actinomiceto
Suelos y aguas Azospirillum y Azotobacter Rizosfera de plantas Rhizobium y Bradyrhizobium spp. Nódulos de leguminosas Frankia Nódulos de Alnus y Casuarina Cavidades del helecho
Bacteria
Casuarina
Cyanobacterium
Azolla
Fuente: Rodríguez & Paniagua 1995.
1.1.2. Solubilización de fósforo del suelo Existen muchos suelos que tienen grandes cantidades de ósoro en ormas no asimilables para las plantas. Las bacterias solubilizadoras y mineralizadoras de ósoro producen ácidos orgánicos, inorgánicos y enzimas microbianas que son capaces de atacar diversos compuestos del ósoro del suelo y volverlo soluble para que pueda ser tomado por la planta. 215
Manejo Agroecológico de Suelos
Estas bacterias se conocen también como osorinas y su uso, aunque aún no es muy extendido, se presenta como una alternativa prometedora en la solubilización de ormas insolubles de ósoro tanto orgánico como inorgánico. La solubilización por vía biológica de los osatos minerales de calcio, hierro y aluminio es una tecnología que ya se encuentra disponible en biopreparados a base de bacterias (Pseudomonas , Bacillus, Penicillum, Aspergillus, etc.) a partir de las cuales se preparan inóculos con los que se bacterizan las semillas o el suelo. Aproximadamente entre uno de cada 10 y uno de cada 12 de los aislamientos de microorganismos a partir de la rizósera tienen la capacidad de volver asimilables los compuestos inorgánicos insolubles de ósoro así como sales de calcio, hierro, aluminio, manganeso y otros osatos. El mecanismo de solubilización del ósoro insoluble orgánico es la producción de ácidos orgánicos e inorgánicos que resultan de una oxidación de carbohidratos como por ejemplo la transormación de la glucosa en ácido glucónico vía quinoproteína glucosa deshidrogenasa. Es importante señalar que todos los microorganismos solubilizadores son heterótroos y necesitan por lo tanto uentes energéticas carbonadas para su metabolismo. Esto significa que las potencialidades de estos microorganismos están restringidas principalmente a la rizósera, lugar donde está más asegurado el suministro de uentes carbonadas. Experimentalmente se ha determinado que en suelos con un contenido de ósoro menor a 15 mg/100 gramos a los cuales se les administra el biopreparado ha sido necesario aplicar solo el 60 % del ósoro recomendado. Cuando el suelo contiene entre 15 y 25 mg/100 gramos solo se aplica el 35 % del ósoro recomendado y cuando el contenido de ósoro es mayor a 25 mg/100 gramos no se aplica ertilizante osórico.
1.1.3. Transformación del azufre El azure es un elemento esencial en la nutrición de las plantas ya que participa en la ormación de aminoácidos y vitaminas. Las plantas lo asimilan en orma de sulato. La descomposición de la materia orgánica (MO) por parte de los microorganismos produce la degradación de aminoácidos hasta obtener sulatos orgánicos. Las bacterias del género Tiobacillus , en condiciones de anegamiento, producen sulato al oxidar el suluro (es tóxico para las plantas) así como el azure elemental. Compuestos de azure como tiosulato, tetrationato, sulfito y sulato se orman de medios anaerobios con pH ácidos y extremadamente ácidos y orman ácido sulúrico en la oxidación para aumentar la acidez. Las bacterias de los géneros Bacillus, Pseudomonas y Arthrobacter spp. con vierten el azure elemental y el tiosulato en sulato. Los hongos del género Aspergillus oxidan el azure en polvo.
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IX - Los biofertilizantes
1.1.4. Movilización del potasio Bacterias de los géneros Bacillus, Pseudomonas y Clostridium y hongos como Aspergillus, Penicillum y Mucor solubilizan el potasio mediante la liberación de ácidos orgánicos e inorgánicos que reaccionan con los minerales que lo contienen. Estos microorganismos descomponen minerales de aluminosilicatos y liberan el potasio. 1.1.5. Estimulación del crecimiento vegetal Las bacterias fijadoras de nitrógeno, las solubilizadoras de ósoro y potasio y las que permiten la asimilación del azure sintetizan sustancias biológicamente acti vas (hormonas, aminoácidos, vitaminas) que son tomadas por las plantas y actúan en determinadas etapas de su desarrollo. 1.1.6. Absorción de nutrimentos y agua En el suelo crecen grupos de hongos filamentosos que no tienen la capacidad de reproducirse por sí mismos. Estos hongos viven en simbiosis asociados a las raicillas de las plantas ormando con sus numerosos filamentos una verdadera red que les permite aumentar la absorción de los nutrimentos y el agua, incrementar la superficie de intercambio y aglutinar las partículas del suelo. 1.2. Características de los biofertilizantes Entre las principales características que presentan los bioertilizantes aparecen las siguientes: • tienen una duración limitada; • con el tiempo los microorganismos que los integran van perdiendo su viabilidad; • se los debe usar antes de un tiempo determinado; • son susceptibles a altas temperaturas por lo que deben ser transportados y almacenados a la sombra y a una temperatura en lo posible no superior a los 12 ºC.
1.2.1. Requisitos de los biofertilizantes Las bacterias y hongos que orman parte de los bioertilizantes deben reunir los siguientes requisitos: • eficiencia: expresada en una alta capacidad para transormar el nitrógeno atmosérico y el ósoro inorgánico en compuestos asimilables para la planta; • competencia: para hacer rente a microorganismos antagónicos que encuentren en el suelo; • supervivencia: capacidad para mantenerse en el suelo por largos períodos hasta un nuevo cultivo de plantas hospedantes; • agresividad: para invadir o establecerse en la raíz de la planta huésped de la cual recibirá carbohidratos y otras sustancias necesarias para trabajar y multiplicarse. 217
Manejo Agroecológico de Suelos
2. MICROORGANISMOS CON POTENCIALIDAD PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOFERTILIZANTES Entre los microorganismos más importantes en el campo agrícola los agentes que tienen capacidad de FBN empiezan a cobrar singular importancia entre los agricultores debido a la escasez de este elemento en los suelos y a su elevado costo en el mercado (nitrógeno sintético). En el contexto de la práctica de una agricultura limpia llaman la atención aquellos microorganismos capaces de solubilizar y volver disponibles para las plantas otros elementos nutritivos, los mismos que se detallan a continuación. Tabla 62 - Microorganismos con mayor potencialidad para la producción de biofertilizantes
Micoorganismos Azotobacter spp.
Actividad biofertilizante
Fijación libre (asimbiótica) de nitrógeno
Azospirillum spp. Herbaspirillum spp. Frankia spp. Klebsiella oxytoca Acetobacter spp. Enterobacter spp. Escherichia spp. Rhizobium spp.
Fijación simbiótica de nitrógeno
Bradyrhizobium spp.
Micorrizas vesículo-arbusculares Ectomicorrizas Xanthomonas spp. Bacterias solubilizadoras de fosfato Xanthomonas spp. Pseudomonas spp. Enterobacter spp. Bacillus spp. Bacterias reductoras de azufre Clostridium spp.
2.1. Biofertilizantes a base de microorganismos de fijación asimbiótica de nitrógeno 2.1.1. Las bacterias de la especie Azospirillum Es una bacteria típica de la rizósera, aerobia heterótroa. Su importancia agrícola radica en dos características básicas de su género: su habilidad para fijar el
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IX - Los biofertilizantes
nitrógeno atmosérico (N 2) y su íntima asociación con cereales y pastos. Las especies más estudiadas de este género son Azospirillum lipoferum y Azospirillum brasilense. Estimaciones actuales indican que la inoculación de plantas con bacterias del género Azospirillum puede generar un incremento en los rendimientos de los culti vos que oscila entre el 10 y el 15 % en áreas ertilizadas y entre el 20 y el 25 % en áreas donde no se han hecho aplicaciones de ertilizantes. Entre los principales eectos logrados en los cultivos inoculados con esta bacteria están los siguientes: • incremento de la germinación, • aumento del tamaño de hojas y plantas así como del peso seco de las plantas, • emisión de un mayor número de retoños, • emisión de una mayor cantidad de botones florales, de espigas y de granos, y mayor peso de los mismos, • mayor cantidad de nitrógeno en raíces y granos. Es importante señalar que uno de los mayores eectos de la acción de esta bacteria se produce en el sistema radicular de las plantas pues ocurren varios cambios morológicos que dependen de la concentración del inóculo que se utilice. Se ha reportado que concentraciones altas tienen eectos inhibitorios mientras que las bajas no tienen eecto alguno. Los beneficios que produce la inoculación de Azospirillum en el sistema radicular de las plantas son los siguientes: • incremento de la longitud de las raíces, • incremento del tamaño y número de las raíces laterales lo que aumenta el volumen general de la raíz, • incremento del peso seco de la raíz, • incremento en número, densidad y aparición de pelos radiculares, • estimulación de los exudados radiculares. Además se ha sugerido que la inoculación con esta bacteria promueve la estimulación de los iones del suelo y en particular de elementos limitantes, lo que podría ser la causa del aumento del peso radicular y explicar la acumulación de nitrógeno sin causa aparente. ambién se ha observado que la inoculación incrementa la capacidad de la planta para extraer agua al estimularse el incremento longitudinal de la raíz. Se ha comprobado que Azospirillum es capaz de colonizar las raíces de las plantas tanto externa como internamente pues sus células penetran en los espacios intercelulares. El nivel óptimo de concentración del inóculo a base de bacterias del género 5 6 Azospirillum para la mayoría de cereales está entre 10 y 10 unidades ormadoras de colonias (UFC)/ml. Para el maíz y el tomate es de 10 7 UFC/ml. Se ha encontrado que concentraciones de 10 8 a 1010 UFC/ml generalmente inhiben el desarrollo radicular.
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Manejo Agroecológico de Suelos
2.1.1.1. Mecanismos de acción
Los mecanismos a través de los cuales Azospirillum aumenta el crecimiento vegetal se resumen en tres aspectos: • fijación de nitrógeno atmosférico : la inoculación de trigo y maíz ha indicado que entre el 5 y el 10 % y hasta el 18 % del nitrógeno de la planta es derivado de la fijación atmosérica. • producción de hormonas promotoras del crecimiento vegetal : en medio líquido muchas cepas de esta bacteria producen hormonas vegetales — ácido indol acético (AIA), ácido indol butílico (AIB), indol-3-metano, ácido abscísico (ABA), giberelinas (GA) y citocinas—. Estas hormonas producen cambios en el sistema radicular (aumento de la longitud, estimulación de pelos radiculares). • actividad de la enzima nitroreductasa : el eecto de algunas cepas, además de la fijación de nitrógeno, se debe en mayor proporción a la asimilación de nitratos (reducción) en la raíz. 2.1.1.2. Interacción con otros microorganismos
Mediante experimentos de invernadero y de campo se ha comprobado que inoculaciones conjuntas de Azospirillum con Rhizobium spp. incrementan la fijación de nitrógeno, la cantidad de nódulos, el crecimiento vegetativo y por lo tanto el rendimiento de los cultivos. De igual manera, relaciones sinérgicas entre Azospirillum y Micorrizas Vesículo-Arbusculares (MVA) producen un incremento del crecimiento y del contenido de ósoro en las plantas. Se ha reportado otra clase de sinergia: cuando se inocula Azospirillum en suelos con residuos de paja, se estimula la degradación de la paja por parte de bacterias celulolíticas probándose que cultivos mixtos en medios líquidos son más eficientes en descomposición que los microorganismos celulolíticos solos. Esta interacción incrementa la fijación de nitrógeno por parte de Azospirillum. Para la inoculación de esta bacteria se recomienda utilizar un portador a fin de que pueda sobrevivir en el suelo. La suspensión líquida para inocular suelos o semillas no es conveniente. Se deben preerir ormas que utilicen turba o métodos de macro o microencapsulación. Los inoculantes que contengan Azospirillum deben presentar las siguientes características: • estar secos, ser uniormes y biodegradables por parte de los microorganismos del suelo, • no ser tóxicos para el ambiente, • contener un elevado número de células vivas, • ser liberados durante un largo tiempo, 220
IX - Los biofertilizantes
• ser de ácil aplicación, • ser elaborados comercialmente a gran escala.
2.1.2. Las bacterias del género Azotobacter Las bacterias aerobias fijadoras de nitrógeno más conocidas están incluidas en la amilia Azotobacteriaceae aunque también se las ha situado en la amilia Bacteriaceae, siendo predominante la primera ubicación. Las especies de Azotobacter utilizadas con mayor recuencia como bioertilizantes son A. chrococcum, A. vinelandii y A. paspali. A. chrococcum, que aparece como la especie más representativa y de mayor utilización, es una bacteria aerobia heterótroa, es decir que depende del suministro constante de sustancias carbonadas para su crecimiento. Es muy sensible al pH por debajo de 6, se considera calciófila y requiere para el proceso de fijación uentes asimilables de ósoro inorgánico y algunos microelementos como el molibdeno. Esta bacteria vive en la zona rizosérica de la planta (muy próxima a las raíces) utilizando como uente alimenticia las secreciones de las raíces, que contienen carbohidratos y otras sustancias. Suministra a las plantas el nitrógeno que fija de la atmósera y las sustancias activas que es capaz de sintetizar. 2.1.2.1. Propiedades fisiológicas
La principal característica de la bacteria Azotobacter es su habilidad para asimilar nitrógeno atmosérico. Se han llegado a describir cepas que asimilan hasta 15 mg de nitrógeno/gramo de uente de carbono utilizada (glucosa). La capacidad de fijación de estas bacterias varía considerablemente según la composición del medio nutritivo, su acidez, la temperatura, la aireación, la presencia de uentes de nitrógeno combinado, la naturaleza de las uentes de carbono y los microelementos. La fijación es un proceso que está directamente relacionado con la estructura de la sustancia orgánica y la reserva de uente disponible de energía química. Por otra parte se ha demostrado que Azotobacter es capaz de sintetizar sustancias activas como GA, citoquininas, auxinas (derivadas del AIA), aminoácidos, vitaminas, antibióticos y ungistáticos que en conjunto promueven el desarrollo y la producción de los cultivos a la vez que los protegen del ataque de las plagas. El eecto estimulador del crecimiento vegetal propiciado por Azotobacter se produce solamente cuando en el suelo hay suficiente cantidad de MO. 2.1.2.2. Experiencias con la inoculación de Azotobacter
El interés despertado por la capacidad fijadora de Azotobacter chrococcum ha impulsado a los investigadores y a los productores a buscar métodos que permitan introducirla en el suelo para aumentar la productividad de los cultivos. Se han dado respuestas notables a la aplicación de azotobacterinas. En el caso de la producción de hortalizas se reporta que en trabajos realizados en semilleros y plantas adultas de tomate de mesa ( Solanum licopersycum) 221
Manejo Agroecológico de Suelos
inoculadas con Azotobacter se obtuvieron respuestas significativas en los siguientes aspectos: • En semillero se obtuvo un 30 a 40 % de aumento de la población de plántulas consiguiendo mayor número de plántulas viables por kg de semilla lo que permitió reducir el área de semillero para su posterior trasplante. • Se aceleró el desarrollo de las plantas en el semillero acortándolo a un período de 7 a 10 días, siendo mayor la altura (30 % como promedio), el diámetro del tallo (40 % más), el número de hojas (20 %), la longitud de las raíces (2,2 cm en promedio) y la masa seca de las plántulas completas (52 %). • El número de flores ue mayor en los campos inoculados. • La ructificación de las plantas tratadas ocurrió más temprano y se logró incrementar el rendimiento en un 25 %. La calidad de los rutos ue superior (peso y diámetro). En Cuba se han reportado aplicaciones masivas y exitosas de bioertilizantes a base de cepas de Azotobacter en cultivos de hortalizas, boniato, maíz, arroz y trigo, señalándose que estos biopreparados son capaces de suministrar a los cultivos entre el 15 y el 50 % de sus necesidades de nitrógeno. Además se señala que por su capacidad de sintetizar sustancias biológicamente activas permiten acortar los ciclos de cultivo y aumentar los rendimientos en un 30–50 %. 2.1.2.3. Cómo realizar inoculaciones con azotobacterinas
Para la preparación del inoculante existen distintas técnicas pero las más extendidas son las siguientes: • Para preparaciones a pequeña escala: se mezclan con turba cultivos de bacterias del género Azotobacter sobre medio de Ashby a razón de 40 mg de cultivo bacteriano por cada kg de turba. Después de su incubación durante varios días la mezcla se diluye con polvo de turba hasta que contenga de manera aproximada 10 8 células por gramo de sustrato. • Para preparaciones a gran escala: se mezclan 500 kg de turba o humus de lombriz de buena calidad, 5 kg de azúcar, 2 kg de roca osórica, 10 kg de carbonato de calcio (cal apagada) y cultivos de las especies de Azotobacter contenidos en 25 botellas de Roux. Se coloca una capa de 20 a 40 cm de grosor de esta mezcla sobre una superficie encementada o sobre una lámina de material plástico, se incuba a 25 ºC y se mezcla hasta obtener una concentración de 108 células por gramo. La cantidad que se aplicará al suelo será la necesaria para incluir 300 mil millones de células por hectárea. • La preparaciones líquidas se consiguen mediante la utilización de ermentadores con un medio nutritivo adecuado de donde se obtienen en 48 horas miles de millones de células por mililitro. Para cubrir una hectárea,
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IX - Los biofertilizantes
es suficiente aplicar 250 ml de este preparado a las semillas de gramíneas necesarias, y 500 ml en el caso de la papa y las leguminosas. Antes de aplicar el inoculante es necesario asegurarse de que el campo tenga un pH que fluctúe entre 6,5 y 7,5 ya que un pH ácido inactiva a la bacteria. Es importante verificar también que se haya realizado una aplicación apropiada de abonos organo-minerales, que se haya eectuado una preparación adecuada del suelo (arada y rastrada) y que este tenga una humedad conveniente, pues en suelos compactados y secos la acción del inoculante no prospera. Hay que tener presente que para conseguir un aumento notable de los rendimientos mediante la inoculación con azotobacterinas es necesario que el suelo tenga suficientes uentes de carbono, ósoro, potasio y calcio, así como un régimen óptimo de aeración y humedad.
2.2. Biofertilizantes a base de microorganismos de fijación simbiótica de nitrógeno En la naturaleza hay algunos microorganismos que en asociación con especies de plantas superiores e ineriores posibilitan la fijación simbiótica de nitrógeno en los suelos. En la tabla 63 se muestran los microorganismos (microsimbiontes) y las especies de plantas superiores e ineriores (macrosimbiontes) que interactúan en la fijación simbiótica de nitrógeno. Tabla 63 - Microorganismos de fijación simbiótica de nitrógeno
Microsimbionte Rhizobium
Macrosimbionte
Capacidad de fijación de nitrógeno atmosférico (N2)
Angiospermas leguminosas 20 000 especies noduladas:
90 % de papilionáceas y 90 % de mimosáceas 30 % de cesalpináceas Rhizobium
Angiospermas no leguminosas
(caupí)
Parasponia
Promedio: 200 kg/ ha/año
Promedio: 500 kg/ha/año para ciertas asociaciones Promedio: 40–200 kg/ha
Zygophyllaceae
Actinomiceto
Angiospermas no leguminosas
Frankia
Casuarina tropical Coriaria Alnus
Myriacaceae (120 especies atemperadas)
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Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 63 (continuación)
Microsimbionte
Macrosimbionte
Cianobacterias
Angiospermas
Anabaena
Gimnospermas
Nostoc
Cycas , Bowenia (tropical-subtropical)
Capacidad de fijación de nitrógeno atmosférico (N2)
2–5 kg/ha/año
Líquenes
Musgos Helechos Azolla
108 kg/ha/mes, 800 kg/año
Fuente: Lacasa Mirabal 1990.
2.2.1. Bacterias Rhizobiaceae Las bacterias Rhizobiaceae son habitantes naturales del suelo. Pueden encontrarse entre 0 (suelos vírgenes) y más de 10 4 células por gramo (Brockwell y otros 1982). Estudios recientes han determinado que entre los distintos sistemas biológicos capaces de fijar nitrógeno la simbiosis Rhizobium-leguminosas es la que contribuye con la mayor cantidad de nitrógeno al ecosistema y a la producción de alimentos. Se ha calculado que la fijación de nitrógeno por parte de las plantas leguminosas alcanza el 20 % de la cantidad total fijada anualmente en el planeta con valores similares a los de la producción mundial de ertilizante nitrogenado. La habilidad de una determinada especie rhizobiana para inectar y nodular un grupo de especies leguminosas ( cross inoculation group ) es una base para la clasificación. Dentro de un grupo de especies una leguminosa nodulará eectivamente cuando se la inocule con un rhizobio obtenido de un nódulo aislado de otra especie del mismo grupo. La amilia Rhizobiaceae está compuesta por 4 géneros de los cuales solo Rhizobium y Bradyrhizobium fijan eectivamente el nitrógeno (Somasegaran & Hober 1994). Las especies pertenecientes a estos géneros y sus respectivas plantas huéspedes se muestran en la tabla 64 (página siguiente). La clasificación está sujeta a modificaciones ya que con los descubrimientos de nuevas interacciones por medio de técnicas de biología molecular surgen otras taxonomías. Las plantas leguminosas están extendidas por todo el mundo y constituyen una de las 2 amilias de plantas con mayor número de especies noduladas en 3 de las 4 amilias de Leguminoseae. La simbiosis Rhizobium-leguminosas constituye la asociación más elaborada y eficiente entre plantas y bacterias, por lo que ha sido la más estudiada hasta el momento. Se conoce que la contribución de la fijación simbiótica al suministro de nitrógeno de las plantas cultivadas depende de la eficiencia de la asociación y de la 224
IX - Los biofertilizantes
Tabla 64 - Especies rhizobianas y sus respectivas leguminosas huéspedes
Rhizobios
Grupo homólogo de leguminosas
Principales géneros y especies correspondientes
Género Rhizobium R. leguminosarum biovar. viciae
Arveja
Pisum spp., Vicia spp., Lathyrus spp., Lens escuelenta
R. leguminosarum biovar. trifolii
Tréboles Fréjol
Trifolium spp.
Alfalfa Lotus
Medicago spp., Melilotus spp.
Trifolium bv. phaseoli R. meliloti R. loti
Phaseolus vulgaris , Phaseolus coccineus Lotus corniculatus , Lotus tenuis , Lupinus densiflorus , Ornithopus sativus Glycine max , Leucaena spp., Gliricidia sepium , Prosopis spp., Acacia spp.
R. galegae , R. fredii , R. spp. Rhizobium sp.
Soya Garbanzo
Cicer arietinum
Soya Caupí
Glycine max
Género Bradyrhizobium B. japonicum B. spp.
Vigna spp., Acacia spp., Desmodium spp., Cajanus cajan , Arachis hypogaea , Stylosanthes spp.
Fuente: Somasegaran & Hoben 1994.
disponibilidad del elemento en el suelo cuando los actores ambientales son adecuados. Este proceso es de gran importancia para los cultivos de interés económico. El considerable ahorro de ertilizante nitrogenado que representa para los países en vías de desarrollo puede ser significativo tomando en cuenta que algunas leguminosas de interés económico como la soya, el réjol, el maní, el caupí, el garbanzo, entre otras, son capaces de fijar entre 40 y 354 kg de nitrógeno atmosérico/ciclo. Entre las leguminosas orrajeras Centrosema pubescens nodula prousamente. En esta especie, que es apropiada para pastos bajos y resistente a la sequía, se han reportado fijaciones anuales que ascienden a 520 kg/ha. Pero las fijaciones más elevadas se han registrado con Leucaena leucocephala y L. latisiliqua usadas extensamente en Australia y Perú y que han empezado a utilizarse con éxito en sistemas agroorestales en la Costa y la Amazonía ecuatorianas (caé- Leucaena ). Estas leguminosas crecen en períodos prolongados de sequía y suministran orraje con un 30 % de proteínas todo el año. Fijan anualmente 800 kg N/ha. Las bacterias fijadoras de nitrógeno están presentes en el tracto intestinal de varios mamíeros (aunque la cantidad de nitrógeno que fijan parece baja) y también 225
Manejo Agroecológico de Suelos
en el abdomen de las termitas. En cuanto a la totalidad de nitrógeno fijado en los ecosistemas terrestres, el mayor aporte proviene de los sistemas simbióticos que se detallan a continuación. • Las asociaciones Rhizobium-leguminosas que se encuentran: – en sistemas cultivados de rotación o en praderas permanentes donde las leguminosas están presentes en mayor o menor grado (el 90 % del nitrógeno fijado proviene de los nódulos de las leguminosas); – en numerosos terrenos naturales donde la amilia de las leguminosas está presente gracias a su gran diversidad. Se calcula que el 50 % de la totalidad del nitrógeno fijado en la ierra se origina en las asociaciones Rhizobium-leguminosas; • las asociaciones Azolla- Anabaena en los sistemas inundados de arroz; • las asociaciones Actinomicetos-plantas superiores en ciertos sistemas orestales particularmente de regiones templadas. Los sistemas simbióticos fijadores de nitrógeno que existen en los nódulos son más eficientes que los fijadores bacterianos libres y que los sistemas asociativos, por las siguientes razones: • los nódulos tienen una estructura interna para el suministro de productos de otosíntesis; • la estructura nodular protege a la Rhizobium de la competencia de otros microorganismos; • la leghemoglobina (proteína transportadora de oxígeno) constituye una barrera para la diusión libre de O 2 y por tanto protege la nitrogenasa del oxígeno; • los nódulos poseen un eficiente sistema para transerir los productos de la fijación a las distintas partes aéreas de la planta hospedera.
2.2.2. Inoculación de las leguminosas Como se ha señalado anteriormente, una simbiosis eficiente depende de la ormación de nódulos en las raíces de las leguminosas por cepas de Rhizobium eectivas en la fijación de nitrógeno. Cuando estas cepas no se encuentran en el suelo deben ser suministradas mediante la inoculación de las semillas y cuando existen naturalmente debe evaluarse su habilidad para fijar nitrógeno. En caso de que esta sea baja se debe inocular las semillas con bacterias más eectivas y con capacidad competitiva para que predominen sobre las existentes. Para inocular la semilla es necesario buscar un lugar resco en la sombra pues los rayos solares son letales para el rhizobio. A continuación se debe proceder de la siguiente manera:
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IX - Los biofertilizantes
• preparar una solución adherente con 2 cucharadas de azúcar en 500 ml de agua; • agregar una bolsa de inoculante (350 gramos) y mezclar bien; • extender la semilla a inocular en una superficie lisa o en una manta de plástico y agregar la mezcla preparada con el inoculante. La cantidad de mezcla preparada alcanza para inocular 100 kg de semilla; • dejar orear la semilla a la sombra y a temperatura ambiente y proceder a sembrar lo más pronto posible. Encima de la semilla se puede aplicar una cobertura de carbonato de calcio o roca osórica finamente pulverizada (< 50 µm) para obtener semillas peletizadas (Pijnenborg & Lie 1990). A pesar de que el adherente tiene un eecto avorable en la supervivencia de la bacteria en la semilla inoculada (tabla 65) esta presenta una alta tasa de mortalidad y por ello se debe sembrar lo más rápidamente posible. Tabla 65 - Efecto del uso del adherente (azúcar o Asstick) en la supervivencia rhizobiana (Bradyrhizobium japonicum ) en semilla inoculada de soya guardada a 30 ºC
Adherente
Nada (solo agua) Asstick (1,8 % en agua) Azúcar (7,2 % de agua)
Miles de UFC por semilla Hora 1
Hora 2
Hora 3
40c* 80b* 115a
9c 19b 28a
2c 4b 6a
Fuente: Pijnenborg 1998.
El Laboratorio de Rhizobiología del CIA recomienda la siembra dentro de las 4 horas posteriores a la inoculación para lograr la introducción de un número suficiente de bacterias vivas en la tierra. El tamaño de la semilla varía según la especie y por lo tanto también el número de semillas por kg. Con el fin de proveer a cada semilla un adecuado número (entre 50 y 100 mil) de bacterias, el Laboratorio de Rhizobiología del CIA elabora inoculantes específicos recomendando para cada especie su propia orma de aplicación (tabla 66, página siguiente). La gran mayoría de los pesticidas (ungicidas e insecticidas) con los que se tratan las semillas tienen un eecto nocivo para el inoculante. Especialmente los ungicidas o insecticidas tienen como resultado una pobre supervivencia del Bradyrhizobium, una pérdida de nodulación en la raíz y un menor desarrollo de la planta.
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Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 66 - Dosificación y aplicación de los distintos inoculantes elaborados por el Laboratorio de Rhizobiología del CIAT
Leguminosa
Soya ( Glycine max ) Fréjol ( Phaseolus vulgaris ) Alfalfa ( Medicago sativa ) Otras leguminosas de semilla pequeña2 Otras leguminosas de semilla mediana3 Otras leguminosas de semilla grande 4
Contenido del envase (g)
Semillas a inocular por envase
Solución adherente1 (ml)
350 250 250 100
100 50 7 3
500 250 1000 500
100
5
250
100
10
100
1 agua azucarada al 7 %: 4 cucharadas de azúcar/litro. 2 Ejemplos: trébol rojo ( Trifolium pratense ) y veza común o vicia ( Vicia sativa ). 3 Ejemplos: lenteja ( Lens culinaris ) y maní forrajero Arachis ( ). pintoi 4 Ejemplos: haba ( Vicia faba ) y fréjol de puerco ( Canavalia ensiformis ).
2.3. Hongos micorrizógenos La necesidad de encontrar alternativas de ertilización más eficaces y económicas que además protejan el medioambiente y la salud humana ha generado un mayor interés investigativo en el ámbito de la microbiología donde sobresalen los estudios que se han eectuado con los hongos micorrizógenos. Las micorrizas son órganos ormados por la raíz de una planta superior y el micelio de un hongo. Funcionan como un sistema de absorción que se extiende por el suelo y es capaz de proporcionar agua y nutrimentos a la planta (nitrógeno y ósoro principalmente) y proteger las raíces contra algunos patógenos del suelo como Phytophthora cinnamomi , Tielaviopsis basicola , Rhizoctonia sp., Cilindrocarpon destructans , etc. De orma general, las micorrizas se definen como órganos de absorción pues los pelos absorbentes de la raíz de la planta son sustituidos por la enorme cantidad de hias de los hongos más eficientes en tal unción que los pelos radicales ya que presentan una superficie de absorción mucho mayor y exploran un volumen de suelo superior. Se ha estimado que aproximadamente el 95 % de las especies vegetales conocidas establecen de orma natural y constante relaciones simbióticas con hongos del suelo. La mayoría de las plantas vasculares son capaces de ormar micorrizas. En la naturaleza el órgano mediante el cual las plantas absorben nutrimentos del suelo no es la raíz propiamente dicha sino el sistema resultante de la modificación de la raíz, es decir la micorriza. 228
IX - Los biofertilizantes
2.3.1. Clasificación de las micorrizas Estudios recientes distinguen dos tipos de micorrizas: las ectomicorrizas y las endomicorrizas. • En las ectomicorrizas el hongo crece intercelularmente en la corteza de las raíces (la llamada red de Harting) pero nunca intracelularmente. Con recuencia se orma un manto hial alrededor de las raíces que son morológicamente alteradas. Esta es una característica usada a menudo para identificar este tipo de micorriza. Sin embargo algunas ectomicorrizas no presentan manto hial. Estas micorrizas son ormadas por hongos de las clases Basidiomicetes y Ascomicetes y a veces son llamadas micorrizas de manto, ya que desarrollan una espesa capa de micelio sobre la zona cortical de las raíces alimenticias de la planta. • En las endomicorrizas el hongo crece inter e intracelularmente y orma dentro de las células corticales estructuras úngicas específicas. Para penetrar en las células corticales de la raíz, la hia adelgaza mucho su pared así como la pared vegetal. Aunque el contacto nunca es íntimo, la membrana celular siempre está rodeando a la hia en la zona de intercambio. Existen dierentes tipos de endomicorrizas entre las que se encuentran las ectendomicorrizas, arbutoides, monotropoides, ericoides y orquideoides. 2.3.2. Micorrizas vesículo-arbusculares (MVA) Es el grupo más común entre las micorrizas y sin duda el de mayor importancia económica y ecológica. Aproximadamente el 90 % de las dicotiledóneas y la mayoría de las monocotiledóneas como helechos, algas y briofitas presentan este tipo de micorriza. Son las más ampliamente distribuidas (tanto a nivel geográfico como dentro del reino vegetal) y se encuentran en condiciones naturales en la mayoría de los cultivos tropicales y subtropicales de interés agronómico. Están presentes en la mayoría de las angiospermas siendo las amilias Chenopodiaceae y Crucierae las excepciones de mayor importancia. La asociación simbiótica MVA se orma en muchas especies perennes leñosas incluyendo muchas gimnospermas aparte de las pináceas. Las MVA son probablemente taxones primitivos relacionados con los Zygomycetes. Están ormadas por alrededor de 147 especies de tan solo 6 géneros de Zygomycotina: Glomus, Acaulospora, Gigaspora, Sclerocystis , Entrophospora y Scutellospora, pertenecientes a la amilia Endogonaceae. 2.3.3. Funciones de las micorrizas Las micorrizas actúan a varios niveles provocando alteraciones morológicas y anatómicas en las plantas hospederas, como cambios en la relación tallo-raíz, en la estructura de los tejidos radicales y en el número de cloroplastos, un aumento de la lignificación, alteración de los balances hormonales, etc. Estos eectos no se explican como una simple mejora nutritiva de la planta por el aumento de la eficacia en la 229
Manejo Agroecológico de Suelos
absorción de nutrimentos por parte de la raíz gracias a la ormación de la micorriza, sino que responden a cambios metabólicos más proundos y complejos causados por la integración fisiológica de los simbiontes. Otro de los eectos interesantes de las micorrizas es el papel que desempeñan en el ecosistema en el que se desarrollan. Intervienen con diversos microorganismos de la micorrizósera estableciendo provechosas cooperaciones con unos y compitiendo con otros generalmente de tipo patógeno, o incluso interactuando con la microauna de la rizósera (nematodos, áfidos, ácaros, etc.). Normalmente las plantas micorrízicas crecen más rápido y más saludables que las plantas no micorrízicas debido a que las MVA incrementan la absorción de elementos esenciales para el crecimiento. Muchos estudios relacionados con las micorrizas han abordado su relación con los organismos fijadores de nitrógeno y bacterias solubilizadoras de osatos. En algunos de estos trabajos se sugiere la presencia de asociaciones tripartitas de plantas leguminosas, MVA y Rhizobium spp. Se sostiene que las micorrizas avorecen la nodulación y la fijación de nitrógeno por parte de la bacteria mejorando primariamente la nutrición osórica de las plantas. Sin embargo se sugiere que la ormación de MVA en leguminosas puede contribuir a incrementar la captación de nitrógeno desde el suelo y adicionalmente mejorar la nutrición osórica. Estudios llevados a cabo en cebolla indican que los hongos micorrízicos contribuyen a la producción de la glutamino sintetasa en los terminales radicales y por eso se incrementa la captación de amonio desde el suelo. En una simbiosis leguminosa-Rhizobium-MVA son presumiblemente más ventajosos en cuanto a la captación adicional de nitrógeno, lo que resulta también en una mejor captación de ósoro y en el aumento de la fijación de nitrógeno atmosérico (N 2). No obstante se han sugerido otros mecanismos a través de los cuales la MVA puede influir en el crecimiento de la planta, como la producción de fitohormonas (GA y citoquininas) o la mejora de la estructura del suelo por la ormación y estabilización de agregados gracias a las hias del hongo. Además de incrementar la biomasa vegetal las MVA elevan la relación peso seco de la parte aérea/peso seco de la raíz ya que el aumento en la capacidad de absorción de nutrimentos con su consecuente traslocación al ollaje ocasiona que se transfieran relativamente menos otosintatos a las raíces y quede retenida una gran cantidad en la parte aérea que es utilizada para la producción de materia verde. Este eecto representa un ahorro de productos otosintéticos enviados a la parte heterotrófica del sistema y un incremento de biomasa autotrófica. En las plantas micorrizadas se produce un incremento del contenido de agua debido a un aumento de la conductividad hídrica de la planta o a una disminución de la resistencia al flujo de agua a través de ella. ambién puede ser debido a una mayor absorción a través de la extensa red de hias externas de la MVA extendidas más allá
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IX - Los biofertilizantes
de la zona a la cual tiene acceso directo el sistema radical. La planta hace un mejor uso del agua y es capaz de recuperarse más rápidamente en caso de estrés hídrico. Se ha comprobado que la simbiosis puede reducir el eecto nocivo de ciertos microorganismos patógenos de las raíces, aunque el incremento en la resistencia/ tolerancia no se puede generalizar ya que la eectividad varía según el hongo micorrízico, el patógeno implicado, el sustrato de crecimiento y las condiciones ambientales. Las vías a través de las cuales las MVA pueden influir en los patógenos de raíz incluyen: • competencia por la captación de nutrimentos esenciales en la rizósera y en la superficie de la raíz; • • competencia por sitios habituales de inección en y sobre la raíz; • alteración de la fisiología de la planta hospedera; • presencia de barrera ísica a la inección (en caso de micorrizas que orman manto); • selección de microflora avorable mediante cambios en los productos de exudados de la raíz; • producción de compuestos tóxicos o inhibitorios; • compensación del sistema de absorción de nutrimentos por daño de las raíces causado por la enermedad. Algunos estudios han concluido que las MVA también pueden inhibir los endoparásitos migratorios dentro de los cuales se inscriben los nematodos. Los mecanismos implicados en esta inhibición pueden ser la competencia por nutrimentos o otosintatos útiles que aectan el desarrollo óptimo y la reproducción del nematodo o la producción de componentes nematicidas como son el incremento de enilanina o serina. Esta actividad nematicida es de mayor importancia que la competencia por el espacio, ya que los nematodos son reducidos aun cuando la mitad del sistema radical no está colonizado. La inhibición también se ha atribuido a cambios fisiológicos complejos causados por la micorriza que hacen que las plantas se vuelvan más resistentes. Los cambios fisiológicos pueden alterar la atracción que ejercen las raíces sobre los nematodos o presentar barreras ísico-químicas a la penetración.
2.3.4. Contribución de las micorrizas a la productividad de las plantas Además de las contribuciones de las micorrizas a los agroecosistemas ya señaladas se pueden agregar otras que revisten singular importancia en el contexto de la práctica de una agricultura limpia: • aseguran la supervivencia de la planta al aumentar el presupuesto de ósoro a los remanentes en superávit; • participan en la regeneración de los nichos ecológicos pues tienen un impacto directo en aspectos de la biodiversidad y el flujo de genes en los ecosistemas, así como en la aptitud de plantas individuales; 231
Manejo Agroecológico de Suelos
• influyen en la ecundidad, la calidad de las semillas y el vigor de los descendientes. La composición nutricional es mejor que en plantas no micorrizadas debido al mayor contenido de ósoro y nitrógeno; • aumentan la resistencia de la planta a condiciones extremas; • mejoran la capacidad de tolerancia del suelo a niveles elevados de elementos tóxicos; • aumentan la tolerancia de las plantas a la salinidad y la sequía; • contribuyen a la remediación en procesos de degradación ambiental causados por la desertificación, la contaminación por metales pesados y la salinización.
2.3.5. Uso de las micorrizas en la producción agrícola La aplicación práctica de las micorrizas es actible en cultivos en los que es habitual una ase de trasplante como el caso de la ruticultura, horticultura, floricultura y revegetación. Considerando los eectos de las micorrizas como bioertilizantes y bioprotectores de los cultivos, se aspira a que el manejo apropiado de esta simbiosis provoque una reducción significativa de ertilizantes químicos y fitoármacos. Este es un aspecto clave para una producción sostenible en horto-ruticultura y para la conservación del ecosistema, con los consiguientes beneficios ecológicos y económicos. Se sabe que los máximos beneficios de la micorrización solo se obtendrán utilizando los hongos micorrízicos más eficientes y tras una cuidadosa selección de combinaciones planta-hongo-sustrato altamente compatibles. Las esporas de hongos aisladas constituyen el punto de partida para establecer cultivos puros de los dierentes hongos micorrízicos, principalmente MVA, en un hospedero sobre sustratos previamente esterilizados. Las esporas de hongos pueden aislarse del suelo por tamizado e igualmente pueden ser desinectadas superficialmente. El uso de esporas como inóculo a gran escala en agricultura no es cuestionable por su aplicabilidad técnica dada su baja inectividad. Las raíces colonizadas con hongos micorrízicos tienen más capacidad de ser vir como inóculos que las esporas ya que tardan 1 o 2 días en iniciar la colonización del nuevo hospedero debido a que por lo general llevan en su superficie micelios activos. Para utilizar raíces colonizadas como inóculo se las puede colectar en campo. Sin embargo existe el peligro de que estén contaminadas con patógenos por lo que es preerible usar sustratos que contengan cultivos de hongos puros. Antes de conocerse las unciones de las micorrizas había prevalecido el criterio de que solo las leguminosas dependían uertemente de la simbiosis. Sin embargo con el estudio de las micorrizas se ha ampliado ese criterio puesto que se ha descubierto que incluso algunos pastos como Brachiaria decumbens, B. brizantha y Andropogon gayanus no podrían crecer sin la simbiosis con las MVA y que B. dictyoneura y B. humidicola dependen uertemente de esa asociación. 232
IX - Los biofertilizantes
Lacasa Mirabal (1990) sostiene que B. decumbens en asociación con hongos eectivos produjo cerca de 15 veces más peso seco que la misma planta privada de los hongos. Por otra parte las respuestas de las plantas a la mayor absorción de ósoro que ocurre con las micorrizas son espectaculares. Esto se pudo comprobar en un ensayo utilizando las leguminosas Pueraria phaseoloides, Stylosanthes capitata y el pasto Andropogon gayanus donde se obtuvieron los siguientes resultados: • Con Pueraria phaseoloides la inoculación del terreno incrementó significativamente el establecimiento de plántulas y la posterior cobertura del suelo. El mayor crecimiento ocurrió cuando se combinó la ertilización de roca osórica y la inoculación del suelo. • Pueraria phaseoloides inoculada con hongos eectivos produjo casi el doble de materia seca que con cepas nativas, con roca osórica produjo 7 veces más y con la combinación de roca osórica y cepas eectivas la producción se incrementó 11,7 veces en relación con las plantas sin ningún tratamiento. • Se obtuvieron resultados similares con S. capitata y A. gayanus. La nodulación de las leguminosas ue grande con el hongo, mayor con la roca osórica y mayor aun con ambos. Además se encontró que la inoculación de los hongos en las leguminosas mejora la fijación del nitrógeno por parte de la Rhizobium. Se ha comprobado que con la inoculación de micorrizas y la adición de eldespatos de potasio se obtienen resultados comparables o mejores que con una uente soluble de potasio. Las rocas naturales parecen avorecer más la actividad micorrízica comparadas con los ertilizantes solubles: estos podrían cambiar la composición química del suelo con eectos adversos en la actividad microbiana. El empleo de las micorrizas resulta muy ventajoso en todos los cultivos, especialmente aquellos que presentan un sistema pobre de raíces. Es el caso de la cebolla que se ve muy avorecida con la prolongación de las hias del hongo que llegan a horizontes del suelo imposibles de ser alcanzados solamente con sus raíces, por lo que aumenta la posibilidad de asimilar nutrimentos entre ellos el ósoro que es diícil de asimilar para las plantas por su propiedad de fijarse en el suelo. Los beneficios de esta alternativa ecológica son tan notables que hacen de ella una de las técnicas más promisorias para la agricultura, sobre todo en tierras poco értiles. Por ello es necesario proundizar su estudio y ampliar su diusión a fin de propiciar una agricultura limpia y competitiva en los mercados locales e internacionales.
2.3.6. Inoculación de micorrizas en sistemas de producción vegetal Según Barea (2003), los principales eectos demostrados de la inoculación con MVA en horto-ruticultura son los siguientes: • estimulación del enraizamiento y del crecimiento de las plántulas; • mejora del enraizamiento de los esquejes; 233
Manejo Agroecológico de Suelos
• mejora de la supervivencia y el desarrollo durante la aclimatación de plantas micropropagadas; • reducción de los requerimientos externos de osato; • incremento de la resistencia de las plantas al ataque de patógenos que aectan a la raíz; • mejora de la tolerancia al estrés abiótico (producido por agentes climáticos como alta de agua, altas o bajas temperaturas); • precocidad en la floración y ructificación; • incremento en la producción de rutos; • uniormidad en la producción. Las ormas de inoculación están estrechamente ligadas a los sistemas de producción vegetal en los que van a ser usadas. Las bases para la aplicación son las que derivan de la actibilidad de incorporar la técnica de inoculación en los procesos de la siembra de cultivos agrícolas, hortícolas o orestales. La inoculación micorrízica puede ser aplicada en los viveros como una operación cultural más e incluso puede hacerse junto a las aplicaciones de abonos y ertilizantes minerales complementarios. Uno de los métodos más comunes de inoculación es mezclar el inóculo con el suelo antes de plantar o trasplantar (semillas, plántulas, partes vegetativas). Para el caso de semillas pequeñas es aconsejable utilizar pellets con semillas incluidas. Según Abbott y Robson (1982), una MVA debe reunir las siguientes características para ser seleccionada como inoculante: • inectividad, • eectividad, • capacidad de colonización y dispersión del inóculo, • supervivencia del inóculo y persistencia de sus eectos.
2.3.7. Cultivos de hongos micorrízicos para utilizarlos como inóculos La técnica más adecuada para la producción y el mantenimiento de los hongos micorrízicos es la que se conoce como el sistema de cultivo axénico o puro llamado también cultivo in vitro. Mediante este método se ha llevado a cabo con éxito el cultivo de especies pertenecientes a Gigaspora, Glomus, Acaulospora, Scutellospora, Entrophospora y Sclerocystis . El método de cultivo axénico incluye: • la selección del inóculo apropiado de partida y su aislamiento, • la desinección de los propágulos (esporas y ragmentos de raíces colonizadas), • la asociación con una raíz huésped micótroa.
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IX - Los biofertilizantes
El mantenimiento a largo plazo de cepas se obtiene mediante cultivos sucesivos o con la criopreservación. El proceso de encapsulación permite manipular ácilmente el inóculo condicionado que luego puede ser utilizado de manera práctica.
2.3.8. Formulación de inoculantes a base de hongos micorrízicos Se han diseñado algunas ormas que permiten a los agricultores inocular esporas o raíces micorrizadas a las plántulas, sustratos y suelos, entre las que se encuentran las siguientes: • Sustratos con propágulos infectivos Los sustratos en los que se desarrolla la simbiosis planta-hongo suelen quedar enriquecidos con propágulos de hongos micorrízicos y por lo tanto tener alta inectividad ya que pueden micorrizar en 1 o 2 días. Estos sustratos así enriquecidos pueden ser utilizados como inóculos pues no requieren mucha intervención antes de su empleo. Las limitaciones son su peso y su volumen que dificultan el transporte y la manipulación. • Suspensiones, pastas y geles Se preparan suspensiones de esporas y raíces micorrizadas en carboximetil celulosa al 1 % en las que se sumergen las raíces de las plántulas antes del trasplante al vivero. Se pueden preparar también suspensiones de “inóculo suelo” en un gel líquido para aplicarlas junto con las semillas mediante un dispositivo apropiado. Además se han ensayado los tamizados de suelo inectado en solución de metil celulosa al 4 %. Se desconoce la supervivencia de los propágulos inectivos en estos geles acuosos. • Pellets Este procedimiento consiste en englobar esporas de MVA en pellets de polimetilamida. ambién se hacen pellets a partir de inóculo suelo mezclando 20 partes de este con una parte de loess y otra de arcilla. • Pellets con semillas Esta técnica se puede implementar con semillas grandes utilizando para ello una solución a base de goma arábiga del 10 al 40 % para fijar las esporas de los hongos a la superficie de las semillas. Se debe asegurar un rápido procesamiento entre la humidificación y el secado de los materiales para que las semillas no inicien la germinación antes de tiempo. 2.4. Las cianobacterias Las cianobacterias o algas verdeazules son microorganismos capaces de asimilar el nitrógeno atmosérico y fijar el bióxido de carbono contribuyendo de orma significativa a los sistemas de cultivo de arroz. Los mejores resultados parecen obtenerse cuando se usan sistemas simbióticos como el caso de la leguminosa sesbania que se 235
Manejo Agroecológico de Suelos
siembra como abono verde asociada con el arroz. Esta leguminosa puede fijar hasta 500 kg/ha/año gracias a sus nódulos aéreos. Sin embargo la simbiosis fijadora de nitrógeno comúnmente usada en el cultivo de arroz es la asociación Azolla-Anabaena. La Azolla es un pequeño helecho acuático que se reproduce por propagación vegetativa y crece entre los tallos del arroz inundado. La Anabaena es un alga verdeazul filamentosa que vive en cavidades de la planta y es capaz de fijar nitrógeno atmosérico y transormarlo en nitratos. Esta asociación en condiciones agroecológicas específicas es capaz de fijar nitrógeno en una proporción de 100 a 1000 kg/ha/año. Algunos estudios demuestran que inoculando cultivos de Azolla-Anabaena en el agua durante la época de crecimiento del arroz estos incrementan el nitrógeno de orma óptima en cultivos de cobertura o como abono verde (ver tabla 67). Tabla 67 - Nitrógeno fijado por la asociación Azolla - Anabaena
País
África China: Zhesiang Filipinas Indochina: Java Perú: Camaná México: Tabasco USA: California Ecuador: Guayas
Nitrógeno fijado (kg/ha/año)
50–75 600–750 45–70 65–125 75–125 65–105 75–105 800–1000
Estudios realizados recientemente por la ESPOL sobre la producción de arroz bajo el método de siembra por trasplante y sistema de riego por inundación llegaron a las siguientes conclusiones: • el arroz necesita 150 kg de nitrógeno/ha/ciclo para producir por encima de 4 t/ ha. La Azolla-Anabaena produce 108 kg/ha/mes; • la Azolla-Anabaena podría aportar con casi la totalidad del nitrógeno requerido para producir por lo menos 4 t/ha de arroz paddy (arroz con cáscara); • la Azolla-Anabaena libera el nitrógeno fijado en 8 a 10 días cuando muere y se incorpora al suelo mediante el proceso de mineralización; • la Azolla-Anabaena mejora la estructura del suelo incrementando la MO del mismo y la biodiversidad microbiana; • la Azolla-Anabaena se emplea en la alimentación de aves y ganado caprino, porcino y bovino, al igual que en la alimentación de peces;
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IX - Los biofertilizantes
• su uso abarata los costos de producción de los cultivos donde se aplica; • la Azolla-Anabaena sirve para la preparación de ertilizantes orgánicos líquidos y sólidos (bioles, compost, bocashi).
2.4.1. Modo de empleo de la Azolla • Después del trasplante del arroz diseminar las plántulas iniciadoras de Azolla en las cabeceras del dique de agua; • cuando la siembra es directa esparcir, usando medios mecánicos, las plántulas de Azolla en el agua que bordea el cultivo de arroz; • cuando el cultivo se realiza en seco, después de inundar el campo sembrar las plántulas de Azolla en todo el dique que contenga agua; • cuando la siembra se hace sobre terreno inundado adicionar cultivos iniciales de Azolla en el agua antes de realizar el trasplante; • después de la cosecha de arroz la cobertura ormada por las plántulas de Azolla debe ser utilizada como abono verde para el suelo de cultivo. Ventajas
La inoculación con asociaciones de Azolla-Anabaena en cultivos de arroz aun en condiciones adversas presenta las siguientes ventajas: • una vez establecido el cultivo inoculado con asociaciones de Azolla Anabaena en el agua que inunda el arroz, se logra una cobertura vegetal que puede ser usada como abono verde; • esta cobertura vegetal evita el alto consumo de agua y la pérdida de la misma por evaporación ya que el espejo de agua que se orma se cubrirá totalmente; • la asociación Azolla-Anabaena actúa en un cultivo de arroz como diluyente de los compuestos nitrogenados; • la asociación Azolla-Anabaena desempeña un papel importante en la economía del nitrógeno en los terrenos arroceros; • la asociación Azolla-Anabaena tiene la capacidad de regular la intensidad lumínica fijando el bióxido de carbono y usando la energía solar para aumentar su crecimiento y población.
3. RECOMENDACIONES PARA EL USO DE PRODUCTOS BIOFERTILIZANTES El mercado orece actualmente a los agricultores un sinnúmero de preparados con principios bioertilizantes que contienen diversos agentes microbiológicos. Como estos productos son elaborados a base de organismos vivos, deben ser sometidos a rigurosos controles de calidad con el fin de asegurar que cumplan las indicaciones de la etiqueta y se pueda garantizar su eectividad. 237
Manejo Agroecológico de Suelos
Los controles de calidad pueden ser encargados a laboratorios especializados que deberán tener en cuenta que aunque las concentraciones son muy variables se pueden considerar para el control los siguientes promedios: • bacterias: 10 a 100 millones por ml o gramo de sustrato • hongos: mil a 1 millón por ml o gramo de sustrato • actinomicetos: mil a 1 millón por ml o gramo de sustrato • algas: mil a 10 mil por ml o gramo de sustrato • protozoarios: mil a 10 mil por ml o gramo de sustrato. • Para su aplicación los agricultores deberán tener en cuenta las siguientes recomendaciones: • no exponer estos productos a altas temperaturas ni a la acción de la radiación solar pues los rayos ultravioletas desactivan la acción microbiana; • si se aplican a las semillas estas deben sembrarse inmediatamente después de inocular, a más tardar dentro de las siguientes 24 horas; • evitar el contacto del producto con ungicidas y herbicidas; • si las semillas que se van a sembrar han sido tratadas con ungicidas, aplicar el producto al suelo a un lado de las mismas; • evitar aplicaciones oliares del producto junto o muy cerca de las aplicaciones con ungicidas; • asegurarse de la buena preparación del producto antes de colocarlo en el equipo de aspersión; • usar la cantidad apropiada de producto; • lavar adecuadamente el equipo de aspersión antes de aplicar el producto bioertilizante; • utilizar el producto antes de su echa de vencimiento; • almacenar el producto a las temperaturas indicadas en la etiqueta hasta su empleo; • no aplicar el bioertilizante si la humedad del suelo es deficiente.
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X - Los Microorganismos Eficaces Autóctonos (EMA) y los Inóculos Microbianos Activados (IMA) 1. LOS MICROORGANISMOS EFICACES AUTÓCTONOS (EMA) La tecnología de los Efficient Microorganisms (EM por sus siglas en inglés) ue desarrollada por eruo Higa, proesor de horticultura de la Universidad de Ryukyus en Okinawa, Japón. A comienzos de los años 1960 el proesor Higa comenzó a buscar una alternativa que reemplazara los ertilizantes y plaguicidas sintéticos y en los últimos años ha explorado su uso en procesos de compostaje, tratamiento de aguas residuales, ganadería y en la limpieza del hogar (Higa 1993). Los EMA están compuestos principalmente por bacterias otosintéticas o ototrópicas (Rhodopseudomonas spp.), bacterias ácido-lácticas ( Lactobacillus spp.) y le vaduras (Saccharomyces spp.). Estudiando las unciones individuales de dierentes microorganismos, Higa encontró que el éxito de su eecto potenciador estaba en su mezcla. Los EMA trabajan en sinergia ya que la suma de sus 3 componentes tiene mayor eecto que cada uno por separado. Se trata de biopreparados que contienen varios tipos de microorganismos con unciones dierentes en la naturaleza como bacterias ácido-lácticas, levaduras, actinomicetos, hongos filamentados y bacterias fotosintéticas que se obtienen en los ecosistemas locales y que coexisten a través de mecanismos especiales en un medio líquido. La utilización de microorganismos benéficos para reactivar biológicamente los suelos que han sido degradados por un uso y manejo inadecuados (mecanización, aplicación de ertilizantes y biocidas de síntesis) está tomando uerza a nivel mundial. Investigaciones recientes confirman la importancia de incluir el uso de preparados a base de agentes microbiológicos en la producción agrícola y pecuaria. Las enzimas, las sustancias bioactivas, los aminoácidos, los ácidos nucleicos, etc. producidos por las diversas especies de microorganismos ejercen directa o indirectamente una influencia positiva en el crecimiento de la planta. Entre los aspectos positivos del uso de EMA en las prácticas agrícolas se encuentran los siguientes: • aumentan el rendimiento y la calidad de la producción agrícola; • promueven una mayor germinación, floración y ructificación de los cultivos acelerando también la maduración de los rutos; • reducen los daños fisiológicos de las plantas; 239
Manejo Agroecológico de Suelos
• permiten un uso eficaz de los nutrimentos procedentes del suelo reduciendo la aplicación de abonos y ertilizantes; • avorecen el uso eficaz de la materia orgánica (MO) —materia verde— no descompuesta; • aumentan la capacidad otosintética de las plantas; • reducen los daños causados por los monocultivos; • reducen los daños causados por las plagas (insectos, ácaros, nematodos y patógenos); • aumentan la absorción de nutrimentos del suelo; • incrementan y protegen el sistema radicular. • controlan los microorganismos patógenos a nivel del suelo y del ollaje. En la tabla 68 se presenta el contenido de los EMA. Tabla 68 - Contenido promedio de EMA por mililitro
Microorganismos Streptomyces albus albus Rhodopseudomonas sphaeroides Lactobacillus plantarum Propionibacterium freudenreichii Streptococcus lactis Streptococcus faecalis Aspergillus oryzae Mucor hiemalis Saccharomyces cerevisiae Candida utilis
Contenido por ml
105 105 105 105 105 105 105 105 105 105
Fuente: Laboratorio de la Escuela de Bioanálisis de la PUCE, Quito.
2. FUNCIONES ESPECÍFICAS DE LOS EMA 2.1. Bacterias ácido-lácticas Las bacterias ácido-lácticas transorman en ácido láctico los azúcares producidos por las bacterias otosintéticas así como las levaduras y azúcares de los vegetales. En condiciones anaeróbicas descomponen las proteínas en aminoácidos. ambién tienen una importante capacidad bactericida en especial en el control de la reproducción de microorganismos nocivos y en el proceso de descomposición de la MO. El ácido láctico tiene una acción esterilizante en el suelo, que puede
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X - Los Microorganismos Eficaces Autóctonos (EMA) y los Inóculos Microorgánicos Activados (IMA)
suprimir microorganismos nocivos y reducir la velocidad de descomposición de agregados orgánicos. Estas bacterias solubilizan la MO de diícil descomposición como la lignina y la celulosa, y eliminan varios de los eectos nocivos causados por la MO no descompuesta. Al mismo tiempo ejecutan el importante trabajo de descomposición ermentativa de la MO. Los eectos acidificantes del ácido láctico también ayudan a solubilizar minerales como la cal y la roca osórica incrementando así la disponibilidad de nutrimentos para las plantas de cultivo y también para otros microorganismos presentes en el inoculado de EMA. El ácido láctico suprime el crecimiento y la actividad del Fusarium spp. que es un hongo patógeno de gran poder destructivo para las plantas, que actúa recuentemente en especial en monocultivos. Un microorganismo de este grupo (lactobacilo) se encuentra en el yogur, bebida láctea que viene siendo usada desde tiempos antiguos.
2.2. Levaduras Las levaduras usan la energía ermentativa y como materia prima las sustancias segregadas por las raíces de las plantas, los aminoácidos y los azúcares producidos por las bacterias otosintéticas y la MO existente en el suelo. Sintetizan las sustancias útiles para las plantas, en especial las bioactivas (vitaminas, hormonas y enzimas). Activan la raíz y la división celular. Las levaduras producen sustancias necesarias para la reproducción de otros microorganismos eficaces (bacterias lácticas y actinomicetos).
2.3. Actinomicetos Los actinomicetos son microorganismos morológicamente intermedios entre las bacterias y los hongos, que aprovechan los aminoácidos producidos por las bacterias otosintéticas y producen sustancias antimicrobianas. Estas sustancias son capaces de controlar los microorganismos patógenos y la reproducción anticipada de sustancias que son requeridas por hongos y bacterias patógenas, provocando un ambiente avorable para la reproducción de otros microorganismos útiles. Los actinomicetos y las bacterias otosintéticas coexisten en el cultivo líquido de EMA así como después de ser inoculados al suelo. Esta relación es mutuamente benéfica y proporciona un uerte vínculo ecológico. Los actinomicetos también benefician directamente el crecimiento y la actividad de Azotobacter (bacterias libres fijadoras de nitrógeno) y de MVA.
2.4. Hongos filamentados Este grupo de agentes coexiste con otros microorganismos y es especialmente eficaz en el aumento de ésteres dentro del suelo. Por su gran capacidad de ormación 241
Manejo Agroecológico de Suelos
de alcohol y ácidos orgánicos, previene el ataque de larvas y otros insectos dañinos observándose también un importante eecto en la disipación de malos olores. Los hongos filamentados que están presentes en los EMA son los mismos que se encuentran en la producción de alimentos ermentados.
2.5. Bacterias fotosintéticas Las bacterias otosintéticas son microorganismos autotróficos que tienen como uente de energía la luz y el calor recibidos por el suelo. Sus alimentos son las secreciones que salen por las raíces de las plantas, la MO y los gases nocivos (sulato de hidrógeno, etc.). Las bacterias otosintéticas pueden fijar nitrógeno atmosérico y bióxido de carbono en moléculas orgánicas como aminoácidos y carbohidratos respectivamente. Sintetizan aminoácidos, ácidos nucleicos, sustancias bioactivas (vitaminas y hormonas) y azúcares. Al ser absorbidas por las plantas se convierten en sustratos utilizados por otros microorganismos. La fijación y la reproducción de las bacterias otosintéticas en el suelo estimulan a otros microorganismos. Los compuestos nitrogenados (aminoácidos) que son segregados por las bacterias otosintéticas aumentan las micorrizas (raicillas y pelos absorbentes). Las bacterias otosintéticas también hacen simbiosis con una especie fijadora de nitrógeno ( Azotobacter ) activando su capacidad de fijación de este elemento. Es importante recalcar que las bacterias otosintéticas llevan a cabo una otosíntesis anaeróbica incompleta lo que tiene como eecto que la planta genere nutrimentos, carbohidratos y aminoácidos sin necesidad de activar el proceso con luminosidad solar. Esto permite que la planta intensifique sus procesos completos durante las 24 horas del día. Se puede afirmar entonces que los EMA tienen la capacidad de cambiar el equilibrio microbiológico del suelo para avorecer el crecimiento, el rendimiento y la protección de las plantas de cultivo. La presencia y la actividad de los EMA pueden suprimir microorganismos patógenos indeseables, proceso que se denomina exclusión competitiva o dominación absoluta. Además los EMA permiten el incremento de la población de microorganismos eectivos y benéficos aumentando directamente el potencial nutricional de la planta así como la reconversión de la MO en el suelo. Se ha demostrado que aplicaciones de EMA al ollaje han avorecido su aumento hasta en un 22 %, lo que incide en un mejoramiento de la nutrición de la planta.
3. PROCEDIMIENTO PARA LA CAPTURA Y PROPAGACIÓN DE LOS EMA Los EMA así como otros seres vivos se encuentran en el ambiente en sitios sanos que no han sido muy intervenidos por el hombre, agredidos con uego o tratados con biocidas. Su captura y propagación se puede llevar a cabo de manera artesanal siguiendo el protocolo que se describe a continuación. 242
X - Los Microorganismos Eficaces Autóctonos (EMA) y los Inóculos Microorgánicos Activados (IMA)
3.1. Materiales requeridos 3.1.1. Para la captura de los EMA Para la captura de los EMA se deben elaborar previamente los “capturadores” que son pequeños recipientes donde se coloca un sustrato compuesto por arroz cocido, melaza, miel de caña o de panela, harina de pescado o caldo blanco de carne (proteína hidrolizada). En la elaboración de un capturador se requieren los siguientes materiales: • 1 recipiente de plástico no transparente, de boca ancha y que tenga una capacidad de 1 litro (tarrina), • 120 gramos de arroz cocido con sal pero sin manteca, • 100 ml de melaza, miel de caña o de panela, • 50 gramos de harina de pescado y/o 50 ml de caldo blanco de carne, • 1 pedazo de tela de nilón (se recomienda que sea un pedazo de tela de media nilón de mujer), • 1 liga (para sujetar medias) o un pedazo de elástico. Se recomienda reunir material suficiente para elaborar 50 o más capturadores a fin de asegurar una elevada diversidad microbiana para la obtención de 100 litros de solución madre de EMA. 3.1.2. Para la obtención de la solución madre de EMA Antes de propagar los microorganismos se requiere preparar una solución madre de EMA para lo cual se necesitarán los siguientes materiales: • un tanque de plástico con capacidad para 150 litros, • una olla o perol con capacidad para 100 litros, • un conector plástico de manguera, • 1 metro de manguera plástica de jardín, • 20 litros de melaza, miel de caña o de panela, • 10 kg de harina de pescado, • 500 gramos de sal de cocina, • 70 litros de agua, • 1 colador o cernidera. 3.1.3. Para la propagación de los EMA • un tanque de plástico con capacidad para 500 litros (125 galones), • un conector plástico de manguera, • 1 metro de manguera plástica de jardín, • 50 litros de solución madre de EMA, • 50 litros de melaza, miel de caña o de panela, • 5 kg de torta de soya, arecho de maíz o chocho, • 380 litros de agua sin cloro, • 1 colador o cernidera. 243
Manejo Agroecológico de Suelos
3.2. Procedimiento 3.2.1. Para la captura de los EMA Para elaborar 50 o más capturadores se procederá de la siguiente manera: • colocar dentro de cada tarrina de plástico 60 gramos de arroz cocido con sal pero sin manteca (2 cucharadas soperas colmadas); • agregar 100 ml de melaza, miel de caña o de panela; • agregar 50 gramos de harina de pescado y/o 50 ml de caldo blanco de carne; • mezclar con una cuchara el arroz con la melaza, la harina de pescado y/o el caldo blanco; • tapar la boca de la tarrina utilizando un pedazo de media de nilón y luego tensarlo utilizando la liga o el pedazo de elástico; • buscar en el campo un talud húmedo y sombreado, la orilla de un curso de agua o el borde de un reservorio en el bosque o las goteras de los árboles o arbustos sanos en el manglar; • en los sitios elegidos hacer hoyos para enterrar las tarrinas (capturadores); • enterrar las tarrinas (capturadores) de manera que su borde quede a una proundidad de 10–12 cm con respecto al nivel original del suelo, dejando al descubierto la tela de nilón tensada; • sobre la tela de nilón del capturador colocar el material orgánico en proceso de descomposición que se encuentre en el entorno de las áreas escogidas (hojarasca, estiércol, etc.); • si en el sitio en que se enterró el capturador de microorganismos no hay vegetación que lo pueda proteger naturalmente de la insolación o de las precipitaciones, se deberá elaborar una pequeña cubierta con cualquier tipo de material (plástico, cartón, latón, hojas de banano, plátano, higuerilla, bijao, etc.); • dejar los capturadores de microorganismos instalados en el lugar escogido durante 21 días (3 semanas) procurando identificar los sitios donde se enterraron mediante una señal visible para poder realizar luego la cosecha; • transcurrido ese tiempo desenterrar los capturadores y retirar el pedazo de tela de nilón que cubría la boca de entrada de cada uno de ellos. Se podrá observar que el arroz ha sido colonizado por una gran variedad de microorganismos visibles por su coloración distinta (verdosos, azulados, rojizos, grisáceos) y que vistos con un microscopio se pueden identificar de manera precisa. Estos son los microorganismos eficaces que están listos para ser propagados y utilizados; • recoger el producto de la cosecha en un balde plástico (arroz colonizado por microorganismos). 244
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3.2.2. Para la obtención de la solución madre de EMA • En una olla o perol con capacidad para 100 litros poner a cocinar por espacio de 45 minutos 20 litros de melaza, miel de caña o de panela, 10 kg de harina de pescado, 500 gramos de sal de cocina y 70 litros de agua; • cuando la mezcla cocinada se haya enriado, trasvasarla a un tanque plástico de 150 litros y colocar en ella el contenido de las tarrinas cosechadas con arroz impregnado de microorganismos. Batir vigorosamente por aproximadamente 10 minutos; • tapar el tanque de manera hermética y colocar sobre la tapa una trampa de agua utilizando el conector plástico y la manguera de jardín que deberá introducirse en una botella desechable con agua para asegurar el carácter anaeróbico del proceso de ermentación; • mantener el tanque cerrado durante 30 días al cabo de los cuales se destapará para filtrar la mezcla utilizando un colador a fin de eliminar las partes gruesas del sustrato. De esta manera se habrá obtenido la solución madre con una alta concentración de EMA. La solución madre o cepa de EMA se puede mantener durante 6 a 8 meses en espacios rescos y cerrados. A medida que vaya disminuyendo el biopreparado se lodebe realimentar con los mismos ingredientes que se utilizaron para su preparación. 3.2.3. Para la propagación de los EMA • En el tanque de plástico con capacidad para 500 litros (125 galones) colocar 50 litros de solución madre de EMA, 50 litros de melaza, miel de caña o de panela, 5 kg de torta de soya, arecho de maíz o chocho y 380 litros de agua sin cloro. Batir la mezcla vigorosamente por 10 minutos; • cerrar el tanque de manera hermética y colocar sobre la tapa una trampa de agua utilizando el conector plástico y la manguera de jardín que deberá introducirse luego en una botella desechable con agua para asegurar el carácter anaeróbico del proceso de ermentación; • mantener en esta ocasión el tanque cerrado durante 7 días al cabo de los cuales se destapará para filtrar la mezcla utilizando un colador para eliminar las partes gruesas del sustrato. De esta manera se habrá realizado la propagación de los EMA. Las partes gruesas desechadas de la mezcla se pueden poner en las composteras, en el bocashi o en los lechos de lombrices. 4. USO Y MANEJO DE LOS EMA Los EMA tienen múltiples aplicaciones como agentes de biorremediación ambiental y como agentes de uso agrícola y pecuario. 245
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4.1. Aplicaciones ambientales • Aceleran la descomposición de la basura orgánica y otros materiales; • purifican aguas servidas, aguas residuales y aguas contaminadas de lagos, ríos y arroyos; • reducen y eliminan la producción de gas metano y otros gases dañinos para la tierra; • ayudan a controlar malos olores y la prolieración de moscas. 4.2. Aplicaciones agrícolas • Reconstituyen la actividad microbiana del suelo; • mejoran la asimilación de nutrimentos del suelo reduciendo el uso de ertilizantes; • incrementan el rendimiento y la calidad de los cultivos; • ayudan a corregir trastornos nutricionales y fisiológicos en los cultivos; • reducen la inestación por plagas y el uso de pesticidas para su control; • aceleran la descomposición de los desechos orgánicos de origen vegetal y animal y de los abonos verdes; • reducen los eectos adversos de los cultivos continuos; • mejoran la calidad total de la tierra incrementando la capacidad de retención de agua y la resistencia a la erosión; • incrementan las poblaciones de microorganismos beneficiosos en la tierra y ayudan al control de patógenos por exclusión competitiva. 4.3. Aplicaciones pecuarias • Mejoran la asimilación de nutrimentos por parte de las especies animales mayores y menores; • mejoran la asimilación de nutrimentos por parte de las especies bioacuáticas (peces y camarones); • reciclan desechos y controlan olores desagradables en los ambientes donde se manejan especies animales. 4.4. Usos generales y aplicaciones de los EMA Los EMA pueden ser aplicados como inoculantes al ollaje de los cultivos, al suelo, a los sustratos, a los materiales orgánicos cuya descomposición se quiere acelerar para obtener abonos orgánicos así como también al agua.
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Tabla 69 - Usos específicos, formas de aplicación y dosis de los EMA
Usos
Formas de aplicación
Dosis
Como tratamiento presiembra en los suelos
Aplicación al suelo con bomba o a través del fertirriego Con bomba de bajo volumen (gota fina)
2,5 ml/l + 2,5 ml de melaza/l 2,5 ml/l + 2,5 ml de melaza/l 2,5 ml/l + 2,5 ml de melaza/l
48 horas antes de la siembra
2,5 ml/l + 2,5 ml de melaza/l 2,5 ml/l + 2,5 ml de melaza/l
48 horas antes de la siembra
250 ml + 500 ml de melaza en 20 l de agua/m3 de material orgánico) 100 ml/en bomba de 20 litros
En el bocashi o la compostera puede aplicarse después de cada volteo
En aplicaciones foliares
Como inoculante para semillas y trasplantes
Como inoculante de sustratos de almácigos y viveros Como inoculante para cultivos de hortalizas, granos, frutales, raíces, tubérculos, flores, forrajes, cereales y cultivos inundados como el arroz.
Como inoculante para hacer varios tipos de abonos
Como inoculante en establos (para descomponer desechos y evitar malos olores) Como inoculante para renovar aguas residuales y aguas de superficie contaminadas (estanques, reservorios)
Sumergir la semilla por 30 minutos, dejar orear y sembrar/ Introducir por 5 minutos las raíces de las plántulas, luego trasplantar Aplicación al sustrato húmedo con bomba Con bomba de bajo volumen (gota fina) al follaje, en cultivos perennes. Aplicar en media luna al suelo o en hoyos practicadas a la altura de la copa de los árboles. Aplicar con bomba o regadera a medida que se van apilando o mezclando los materiales orgánicos.
Asperjar directamente los desechos con bomba o regadera Aplicar con bomba sobre el espejo de agua
Frecuencia
Al prendimiento, al inicio de la floración, al llenado de los frutos.
Al inicio de la floración, al llenado de los frutos/ Cuando haya presencia de ataque de patógenos o insectos
Aplicaciones semanales
500 ml/ 20 Aplicaciones semanales litros de agua por cada 100 m3 de agua a tratar
247
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4.5. Precauciones y recomendaciones para el uso y manejo de los EMA omando en cuenta que los EMA son seres vivos, se deben tomar las siguientes precauciones para su utilización a fin de que no se pierda su eficacia y su acción sea la deseada: • no se deben hacer diluciones de EMA con agroquímicos (ungicidas) ni ertilizantes de síntesis; • en caso de que el agua sea clorada es necesario dejarla en reposo durante 12 horas para que el cloro se volatilice y no haya intererencia en la actividad de los microorganismos; • las diluciones de microorganismos deben hacerse con agua de buena calidad con un pH máximo de 6,5. Si uera mayor se recomienda utilizar vinagre o jugo limón para bajarlo; • los microorganismos son muy sensibles a la sequía por lo que en el período de verano, cuando la insolación es uerte, la aplicación debe realizarse en horas de la tarde o en días nublados. La condición ideale para la aplicación de los EMA es cuando el suelo está húmedo. Los EMA diluidos deben aplicarse en un período máximo de 3 días; • considerando que los materiales porosos mejoran el suelo ísica y químicamente al aumentar la capacidad de retención de nutrimentos y volverse morada de los microorganismos, es recomendable incorporar cascarilla de arroz pura o semicarbonizada; • al interior de los invernaderos en la época en que no hay cultivos se debe regar y cubrir el suelo con paja o plástico para evitar que se reseque y los microorganismos mueran; • los EMA deben conservarse en lugares sin variaciones sensibles de temperatura, rescos y oscuros o con poca luz. No es aconsejable almacenarlos al interior de los invernaderos porque pueden registrarse grandes variaciones térmicas durante el día. En caso de que los EMA tengan mal olor no deben ser usados. Pueden tener variaciones en su coloración (color de té más oscuro o más claro) debido a la materia prima, sin que esto aecte su calidad. En la actualidad la industria de insumos para la práctica de una agricultura limpia orece una variada gama de productos ricos en EMA. La ventaja es que muchos de ellos estabilizan mezclas de microorganismos selectos y algunos los combinan con otros microorganismos con principios bioertilizantes ( Azotobacter , Azospirillum, Clostridium , Bacillus, etc.), biocontroladores de agentes patógenos ( richoderma viride, . harzianum, . koniggi y nematodos (Paecilomyces lilacinus). Cuando se adquieren estos productos hay que tener cuidado con la echa de caducidad pues siendo elementos vivos se desactivan rápidamente.
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5. INÓCULOS MICROBIANOS ACTIVADOS (IMA) 5.1. Concepto Los Inóculos Microbianos Activados (IMA) al igual que los EMA son microorganismos descomponedores y ermentadores de MO que contienen además microorganismos fijadores de nitrógeno atmosérico (N 2), solubilizadores de ósoro (P), calcio (Ca), movilizadores de azure (S) y potasio (K), así como antagónicos de patógenos y algunos elementos entomapatógenos y nematóagos. Se encuentran presentes en los bosques, donde se los puede recolectar para multiplicarlos en sustratos ricos en nutrientes con la humedad adecuada y en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno), a fin de poder utilizarlos en la solución de múltiples problemas de manejo de desechos orgánicos así como en la reactivación biológica de suelos. Los IMA constituyen un producto que respeta la ecología microbiológica de los agroecosistemas. Su producción se realiza en el área de aplicación y por lo tanto los microorganismos colectados son los que se encuentran presentes en la misma biorregión donde serán aplicados.
5.2. Protocolo para la obtención y propagación de IMA en base sólida Los materiales y el procedimiento necesarios para la obtención y propagación de los IMA en base sólida se detallan a continuación.
5.2.1. Materiales • 1 tanque de plástico con capacidad para 200 litros, • 1 balde de plástico con capacidad para 30 litros, • 1 regadera o 1 bomba de umigar, • 1 conector plástico para manguera, • 1 metro de manguera de jardín, • 1 abrazadera metálica, • 1 botella desechable de plástico, • 4 litros de melaza, • 2 litros de leche cruda de vaca o 4 litros de suero, • ½ saquillo de polvillo de arroz, • ½ saquillo de salvado de trigo, • ½ saco de carbón vegetal molido, • 500 ml de yogur simple, • 500 gramos de levadura para pan, • 1 saquillo de cascarilla o granza de arroz o quinua, • 1 saquillo de aserrín de madera blanca, • agua limpia y resca sin clorar.
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5.2.2. Procedimiento 1. Recolectar en un ecosistema natural cercano (bosques no intervenidos de preerencia) un saquillo de mantillo (capa de MO en descomposición que se encuentra entre las hojas superficiales y el suelo del bosque). Este mantillo es una uente rica en una gran variedad de microorganismos; 2. en el balde de plástico mezclar 4 litros de melaza con 8 litros de agua. Agregar 2 litros de leche cruda de vaca o 4 litros de suero, 500 ml de yogur y 500 gramos de levadura para pan previamente disuelta en 1 litro de agua tibia. Agitar la mezcla vigorosamente durante 10 minutos; 3. sobre una base de cemento limpia o sobre un pedazo de lona o plástico mezclar 1 saquillo de mantillo con ½ saquillo de polvillo de arroz, ½ saquillo de salvado de trigo o cebada, ½ saquillo de carbón vegetal molido, 1 saquillo de cascarilla o granza de arroz o quinua y 1 saquillo de aserrín de madera blanca; 4. asperjar la mezcla sólida con la solución líquida que se preparó anteriormente utilizando una bomba de mochila o una regadera, para ormar un sustrato rico en nutrientes que permita alimentar a los microorganismos presentes en el mantillo. La mezcla debe tener una humedad aproximada del 30 %; 5. colocar la mezcla en un tanque plástico sellado con una tapa de seguridad sobre la que se debe instalar una válvula de escape con una trampa de agua (un conector con una manguera sujeta con una abrazadera) a fin de posibilitar el escape de gases del sustrato. Es importante que no entre oxígeno ya que se busca desarrollar la ermentación anaeróbica; 6. dejar tapado el tanque en un lugar resco y a la sombra por un período lunar (30 días). Una vez transcurrido este tiempo el sustrato ya se encuentra colonizado por millones de microorganismos que se alimentan de la MO en descomposición; 7. al destapar el tanque el sustrato debe tener un olor agradable, similar al de una ermentación alcohólica, lo que probará que el producto obtenido es de buena calidad. 5.2.3. Forma de aplicación • Para la elaboración de abonos orgánicos sólidos Aplicar 1 kg de sustrato rico en IMA en base sólida por cada metro cúbico de desechos orgánicos a descomponer. En los recipientes que se utilizan para manejar los desperdicios orgánicos de las cocinas y comedores, tanto a nivel amiliar como en los bares y restaurantes, colocar un puñado de inóculo (100 gramos) por cada capa de 10 cm de desperdicios. Esto evitará la presencia de malos olores y permitirá 250
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mantener más tiempo los desperdicios en el recipiente antes de ser llevados a la compostera. • Como desodorizante de ambientes En las letrinas colocar 2 puñados (200 a 300 gramos) cada vez que se utiliza. Esto ayuda a eliminar los malos olores. En los ambientes pecuarios (establos, apriscos, chancheras, gallineros, cuyeros, conejeras, etc.) esparcir los IMA sólidos sobre la cama o sobre los desechos de las especies animales a razón de 200 gramos por metro cuadrado de superficie.
5.3. Presentación líquida de IMA a partir del inóculo sólido Para obtener una presentación líquida de IMA a partir del inóculo activado sólido se procede de la siguiente manera: 1. colocar 25 kg del inóculo sólido en un tanque con capacidad para 200 litros; 2. agregar 10 litros de melaza diluida en agua limpia no clorada y agitar vigorosamente la mezcla durante 10 minutos; 3. dejar reposar la mezcla durante 7 días. Se obtiene un inóculo líquido activado que contiene millones de microorganismos listos para degradar de orma eectiva los desechos orgánicos, siendo capaz también de eliminar los malos olores.
5.3.1. Formas de aplicación La utilización de este tipo de productos biológicos es muy diversa. Los IMA sirven para enriquecer microbiológicamente cualquier tipo de abono orgánico,además de eliminar los malos olores cuando se aplican en sistemas de producción pecuaria o en sistemas de aguas negras, por lo que constituyen un producto de vanguardia para múltiples sistemas productivos. • Para la elaboración de abonos orgánicos Aplicar 500 ml de IMA diluidos en 20 litros de agua y 500 ml de melaza o miel de panela por cada metro cúbico de desechos orgánicos a descomponer. • Para desodorizar ambientes El mal olor es el producto de una actividad microbiana no deseada donde predominan altas cantidades de coliormes. Dicha actividad puede ser cambiada con la aplicación de IMA logrando transormar un proceso de pudrición en un proceso de ermentación y degradación sin malos olores. Para eliminar malos olores en lugares como cañerías, porquerizas, establos, etc. se recomienda diluir el inóculo líquido en agua al 20 % (20 litros de IMA en 80 litros de agua limpia) y aplicarlo o asperjarlo sobre el lugar utilizando una regadera o una bomba de aspersión.
251
Manejo Agroecológico de Suelos
5.3.2. Calidad de los IMA en base sólida En la tabla 70 se muestra la gran riqueza de microorganismos contenida en una muestra de IMA en base sólida. Se estima que indistintamente de la región del país donde sean colectados los microorganismos del mantillo de bosque el producto obtenido siempre tendrá una alta calidad biológica. Tabla 70 - Resultados del análisis microbiológico de IMA en base sólida (21/07/2006)
Identificación
Bacterias Actinomicetos (UFC/g) (UFC/g)
IMA sólido 4,0 × 105
7
7,5 × 10
Bacillus
Lactobacillus
(UFC/g)
(UFC/g)
1,9 × 10
5
6,6 × 10
8
Coliformes Coliformes totales fecales (NMP/100 ml) (NMP/100 ml)
Hongos (UFC/g) 5,7 × 10
4
13
<2
Fuente: Pacheco & Uribe 2006.
El análisis de la diversidad microorgánica de este tipo de IMA destaca la presencia de una alta población de Lactobacillus (660 millones de unidades ormadoras de colonias, UFC, de Lactobacillus por gramo) lo que evidencia la excelente calidad del producto. La tabla 71 muestra los resultados del análisis microbiológico de los IMA en base líquida. Se observa que su diversidad biológica es cuantitativamente inerior a la versión sólida presentada en la tabla 70. Esto se debe a que el sustrato sólido presenta una mayor cantidad de nichos ecológicos para la vida microscópica. En los IMA en base líquida se observan bajos niveles poblacionales de levaduras y Bacillus lo que posiblemente tiene que ver con dierentes relaciones de competencia y antagonismo entre las Lactobacillus, las levaduras y las Bacillus. Tabla 71 - Resultados del análisis microbiológico de IMA en base líquida (21/07/2006)
Identificación
Bacterias (UFC/ml)
Levaduras (UFC/ml)
IMA líquido
2,6 × 107
< 10
3
Bacillus
Lactobacillus
(UFC/ml)
(UFC/ml)
4
< 10
3,2 × 10
6
Coliformes totales (NMP/100 ml) <2
Coliformes fecales (NMP/100 ml) <2
Fuente: Pacheco & Uribe 2006.
Las Lactobacillus producen una serie de sustancias metabólicas con eectos antagónicos, que son ácilmente dispersadas en el medio líquido por lo que la prolieración de las colonias de Bacillus y levaduras se vuelve más diícil. Algunas poblaciones disminuyen y otras predominan. Sin embargo este producto líquido es cualitativamente una excelente alternativa como inóculo.
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A pesar de tener una diversidad microbiana inerior, el inóculo líquido no deja de ser uncional ya que su aplicación por medio de aspersión permite inocular grandes extensiones de orma rápida y barata. Un ejemplo es la aspersión de este producto en granjas porcinas o en tuberías de aguas negras que presenten problemas de mal olor. El análisis de los IMA presentado en la tabla 71 muestra que por su característica líquida este inóculo avorece la prolieración de bacterias y disminuye considerablemente las poblaciones de hongos y actinomicetos que sí aparecen en la tabla 70. En los IMA líquidos se destaca la presencia de 26 millones de UFC de bacterias por mililitro de sustrato. Se evidencia además en la tabla 71 que la microbiología albergada en este tipo de productos es totalmente inocua. Las ciras obtenidas para el número más probable (NMP) en 100 mililitros muestran poblaciones de coliormes ecales menores a 2, cira que demuestra la seguridad de estos productos.
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XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica 1. CONSIDERACIONES GENERALES Siendo los suelos ecuatorianos de origen volcánico, en muchos sectores del territorio existen importantes yacimientos de minerales primarios con principios ertilizantes, cuyo aprovechamiento es todavía muy limitado excepto en el caso de las rocas calcáreas y sulurosas que son utilizadas desde hace mucho tiempo en actividades agropecuarias, armacéuticas y de la construcción. La tabla 72 presenta un listado de los elementos que los organismos mundiales competentes permiten utilizar de manera complementaria en la práctica de la producción orgánica. Tabla 72 - Elementos de origen mineral permitidos internacionalmente como complementos de la fertilización orgánica
Para proveer
Nitrógeno Fósforo Potasio
Azufre
Calcio
Elementos fertilizantes permitidos
Ninguno Roca fosfórica, escorias básicas de desfosforación (escorias Thomas y fosfatos Thomas). Sal potásica en bruto (ejemplos: kainita, silvinita): 10 % K 2O y 5 % de MgO Sulfato de potasio Sulfato doble de potasio y magnesio Polvo de granito, arena fresca, basalto fino molido. Azufre puro elemental (98 % S) Gypsum o sulfato de calcio (yeso) 25 % CO2 y 35 % SO3 Sulfato de potasio Sulfato doble de potasio y magnesio Sulfato de magnesio hidratado (sales de Epsom/kieserita) Carbonato de calcio Carbonato de calcio y magnesio (dolomita) Cal agrícola, cal apagada. Escorias Thomas o calfos
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Manejo Agroecológico de Suelos
Tabla 72 (continuación)
Para proveer
Magnesio
Boro Cobre Molibdeno
Elementos fertilizantes permitidos
Carbonato de calcio y magnesio (dolomita) Sulfato doble de potasio y magnesio Sulfato de magnesio hidratado (sales de Epsom/kieserita) Bórax Sulfato de cobre Molibdato de sodio
2. ROCAS CALCÁREAS 2.1. Carbonato de calcio o cal agrícola Es un compuesto químico de órmula CaCO 3. Se trata de un compuesto ternario que entra en la categoría de las oxosales. Es una sustancia muy abundante en la naturaleza, que orma rocas en todas partes del mundo y es el principal componente de conchas y esqueletos de muchos organismos (como moluscos y corales) o de la cáscara de huevo. Es la causa principal del agua dura. En orma natural se encuentra como piedra caliza o piedra de cal, con una riqueza en calcio del 70 % como mínimo. Las calizas así como el carbonato de calcio se definen como una materia ertilizante que puede contener calcio y magnesio en orma de hidróxidos, óxido o carbonatos. Estos compuestos están destinados principalmente a mantener o elevar el pH del terreno además de mejorar sus propiedades. A estos productos se les llama también correctores por tener la capacidad de modificar el pH. El control del pH del suelo de cultivo es undamental para el correcto crecimiento de las plantas y la absorción de nutrientes. La disponibilidad de nutrientes y la estructura del suelo así como la actividad de microorganismos y la humificación dependen en gran medida del pH del terreno por lo que es necesario tener un control exhaustivo de él. El carbonato de calcio molido o en polvo es un material de una gran pureza, encalador, bueno, barato, ácil de almacenar y de manipular. Caliza es el término que se aplica a los minerales constituidos en su mayor parte por CaCO3 o por CaCO 3 y mgCO3. Cuando la cantidad de carbonato de calcio es considerable se llama caliza dolomítica.
2.2. Óxido de calcio o cal viva Es la misma piedra caliza o carbonato de calcio calcinada o quemada en hornos. Se encuentra en el comercio en orma de terrones más o menos grandes. Para aplicarla al suelo es necesario molerla y pulverizarla. Inmediatamente después de la 256
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
aplicación produce gránulos que se endurecen por la ormación en su superficie de carbonato de calcio. En este estado puede permanecer en el suelo por largo tiempo. Para su aplicación se recomienda tratarla con agua a fin de apagarla ya que sin este proceso se corre el riesgo de quemar las semillas y eliminar buena parte de la actividad microbiológica del suelo.
2.3. Hidróxido de calcio o cal apagada El óxido de calcio es una sustancia blanca, ligera, cáustica y alcalina que en estado natural se halla siempre combinada con alguna otra. Es la misma cal viva después de haberla tratado y apagado con agua. Recibe en este estado el nombre de cal hidratada. En contacto con el agua reacciona químicamente con desprendimiento de calor (cal apagada o muerta). Mezclada con arena orma la argamasa de mortero.
2.4. Carbonato de calcio y magnesio (dolomita) Este material generalmente está compuesto por un 40 % de carbonato de calcio (CaCO3) y entre un 8 y un 10 % de carbonato de magnesio (MgCO 3). La contribución de la cal dolomita a la práctica de la agricultura se detalla a continuación: • corrige la acidez de los suelos neutralizando los ácidos producidos y elevando el pH; • proporciona calcio (Ca) y magnesio (Mg), elementos esenciales para el crecimiento de las plantas; • reduce la actividad de las sustancias tóxicas del suelo como el aluminio (Al) y el manganeso (Mn) aumentando la disponibilidad del ósoro (P), del nitrógeno (N) y del azure (S); • acelera la descomposición de la materia orgánica (MO) y la liberación de nutrimentos. La toxicidad del aluminio (Al) es con recuencia el actor más limitante para el desarrollo de los cultivos especialmente en suelos ácidos del trópico. Cada cultivo tiene una tolerancia distinta a la toxicidad producida por este elemento, lo que ayuda a determinar la cantidad óptima de dolomita que se debe aplicar. En la tabla 73 (página siguiente) se muestra el porcentaje de saturación de aluminio (Al) tolerable para algunos cultivos tropicales. La aplicación de la dolomita se puede hacer en orma manual con la ayuda de herramientas de labranza o con una máquina dispensadora especial para distribuir el material de manera homogénea en el suelo y luego incorporarlo. Se recomienda aplicar la primera mitad del material antes de la arada y la segunda después de la rastrillada. En los pastizales se sugiere encalar superficialmente. 257
Manejo Agroecológico de Suelos
En los cultivos anuales la aplicación debe realizarse por lo menos un mes antes de la siembra o trasplante. En cultivos perennes se puede aplicar durante la plantación y durante el desarrollo del cultivo. Tabla 73 - Porcentaje de saturación de Aluminio (Al) tolerable para algunos cultivos tropicales
Producto
%
Fréjol Soya Maíz Camote Piña Caupí Arroz Yuca Banano Coco Cacao Café Cítricos Kudzú
Stylosanthes
10 20 25 25 60 60 70 75 30 30 40 60 50 70 70 75 80
Sorgo
15
Desmodium Brachiaria
Fuente: CORDEP/Proyecto de Desarrollo Regional Alternativo de Cochabamba, Bolivia.
La estimación de los volúmenes de dolomita que se deberán aplicar se puede realizar utilizando las siguientes modalidades: • estimación de la cantidad de dolomita en unción del pH del suelo y la saturación de aluminio (Al) tolerable para el cultivo (tabla 74, página siguiente). • estimación de la cantidad de dolomita en unción de la saturación de aluminio (Al) del suelo y del porcentaje de saturación de aluminio tolerable para el cultivo (tabla 75, página siguiente).
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XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
Tabla 74 - Estimación de la cantidad de dolomita (t/ha) en función del pH del suelo y la saturación de aluminio (Al) tolerable para el cultivo
pH 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
0
6,13 5,56 4,84 3,95 2,87 1,57
Saturación de aluminio tolerable por el cultivo (SAT %) 10 20 30 40 50 60
5,28 4,67 3,90 2,95 1,79 0,42
4,44 3,78 2,95 1,94 0,60 0,80
3,59 2,89 2,01 0,93 0,72
2,75 2,00 1,06
1,91 1,10 0,11
1,06 0,21
70
0,22
Fuente: Iriarte & Quiroga 1993.
Tabla 75 - Estimación de la cantidad de dolomita (t/ha) en función de la saturación de aluminio (Al) del suelo y del porcentaje de saturación de aluminio tolerable para el cultivo
% cal 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
0
10
6,2 5,9 5,7 5,4 5,2 4,9 4,6 4,3 4 3,7 3,4 3,1 2,7 2,3 1,9 1,4 0,8 0
5,7 5,4 5,2 4,9 4,6 4,3 4,0 3,7 3,4 3,7 2,7 2,3 1,9 1,4 0,8 0,2
Saturación de aluminio tolerable por el cultivo (%) 20 30 40 50 60 70
5,1 4,9 4,6 4,3 4,0 3,7 3,4 3,1 2,7 3,1 1,9 1,4 0,8 0,2
4,6 4,3 4,0 3,7 3,4 3,1 2,7 2,3 1,9 2,3 0,8 0,2
4 3,7 3,4 3,7 2,3 1,9 1,4 0,8 0,2 1,4
3,4 3,1 2,7 2,3 1,9 1,4 0,8 0,2
2,7 2,3 1,9 1,4 0,8 0,2
1,9 1,4 0,8 0,2
80
90
0,8 0,2
90
Fuente: Iriarte & Quiroga 1993.
259
Manejo Agroecológico de Suelos
2.4.1. Efectos de la dolomita en los cultivos Los eectos de la acción nutritiva o directa del calcio (Ca) y del magnesio (Mg) en los cultivos se detallan a continuación. • El calcio (Ca): – estimula el desarrollo de las raíces y de las hojas, – ayuda a reducir los nitratos en los tejidos de las plantas, – activa numerosos sistemas enzimáticos y neutraliza los ácidos orgánicos en las plantas. • El magnesio (Mg): – es constituyente de la clorofila involucrada en la otosíntesis, – ayuda en el metabolismo de los osatos, la respiración y la activación de numerosos sistemas enzimáticos, – ayuda en la traslocación de los almidones en la planta, – remueve los compuestos tóxicos, – aumenta la asimilación de nutrimentos, – aumenta las actividades microbianas avoreciendo la nutrición. 2.5. Sulfato de calcio o yeso El sulato de calcio mejor conocido como yeso es un producto que se utiliza en la agricultura desde hace casi 3 siglos. Probablemente el uso más conocido es como acondicionador halomórfico de suelos, es decir para mejorar suelos con exceso de sales, de sodio o de ambos. Este producto también sirve para mejorar suelos ácidos y se lo puede emplear además como ertilizante por su contenido en azure y en calcio. Su ormulación es CaSO 4 aunque técnicamente esta órmula química corresponde a la anhidrita, ya que el yeso propiamente dicho es una combinación de esta molécula con otras 2 de agua, por lo que pasa a llamarse sulato de calcio di-hidratado y su ormulación sería CaSO 4•2H2O. En estado natural el sulato de calcio es una roca de color blanquecino. El sulato de calcio mejora la estructura del suelo permitiendo una mayor tasa de infiltración que posibilita un aprovechamiento más eficiente del recurso agua. En suelos pesados o con problemas de compactación el sulato de calcio provee una eficaz solución actuando como acondicionador. Al mismo tiempo aporta más nutrientes esenciales para el correcto desarrollo de cualquier tipo de cultivo actuando como ertilizante. Para el caso de suelos con altos valores de salinidad y pH elevado, se recomienda realizar correcciones con sulato de calcio para lograr la recuperación de la capacidad productiva. En este caso el sulato de calcio es utilizado como enmienda de suelos. odo cultivo puede beneficiarse con la adición de sulato de calcio o yeso agrícola ya que también contiene azure, elemento esencial para el desarrollo de cualquier
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XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
vegetal. En cultivos de pasturas como la alala se obtienen incrementos de hasta un 30 % en los rendimientos en lotes testigo. Se aplica en dosis de hasta 6 toneladas/ha cuando es necesario corregir deficiencias ísicas o químicas del suelo como compactación, salinización en invernaderos, baja permeabilidad, baja retención de humedad y exceso de boro. odas estas deficiencias se logran corregir en un solo lavado después de la incorporación del yeso ya que este mejora la estructura y se combina molecularmente con las sales que se quieren eliminar del suelo ayudando a drenarlas verticalmente. En suelos pesados, de diícil drenaje y con problemas de sodicidad, se consiguen resultados inmediatos eliminando los ojos de sal y emparejando el rendimiento de la superficie plantada. En particular en lotes que han sido destinados a la ganadería y que han disminuido su rendimiento debido al pisoteo se pueden ver buenos resultados después de una enmienda con sulato de calcio. El eecto de estabilización es de acción prolongada ya que mientras el yeso se va disolviendo en el suelo, drena las sales perjudiciales y mantiene acotado el pH en valores neutros. La mejora de la estructura que produce el yeso proporciona suelos mejor aireados y más preparados para un correcto desarrollo de las raíces. Si estas pueden expandirse tanto vertical como horizontalmente aprovechan de mejor manera los nutrientes presentes en el suelo así como aquellos aportados por la ertilización. Si el suelo no necesita una enmienda correctiva al no presentar ninguno de los problemas antes citados, puede beneficiarse igualmente con una aplicación de yeso anual en bajas dosis, que le aportará azure y calcio elementales en orma balanceada. Una adecuada provisión de yeso promueve el desarrollo de lombrices de tierra que producen a su vez un “eecto arado” particularmente importante en sistemas de labranza cero. Se recomienda la aplicación conjunta con enmiendas orgánicas como compost, bocashi o estiércol descompuesto ya que se produce una rápida mineralización de los nutrientes para que puedan ser asimilados por las plantas. El yeso contribuye a controlar la erosión de los suelos y a ahorrar el agua de riego. Además impide la pérdida de nitrógeno por volatilización de amoníaco, común en los ertilizantes de síntesis, generando un aprovechamiento eficiente de las estrategias de ertilización tradicional. Si bien ciertos tipos de suelo presentan una mejor respuesta a la aplicación de sulato de calcio, cualquier suelo y cualquier cultivo se pueden beneficiar de una estrategia que incluya la adición de este producto. El yeso es uno de los ertilizantes naturales por excelencia en los sistemas de agricultura orgánica, dada su triple acción (enmienda-acondicionamiento-ertilización) y su prolongado eecto.
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Manejo Agroecológico de Suelos
La aplicación de yeso como ertilizante es ampliamente recomendada en la práctica de conservación del suelo y agricultura orgánica en cultivos tanto intensivos como extensivos. Se trata de un producto natural de origen mineral que proviene de grandes depósitos de rocas cristalinas y metamórficas, muy numerosos en el país. Es ambientalmente seguro ya que evita contaminaciones de las napas reáticas y no produce toxicidad por exceso de dosificación, por lo que se lo puede utilizar en la producción orgánica.
3. ROCAS FOSFATADAS O FOSFÓRICAS 3.1. Fosforitas La osorita es una roca sedimentaria no detrítica que contiene altas cantidades de minerales osatados, que representan por lo menos 15–20 %, valores significativamente superiores al de una roca sedimentaria típica que contiene menos de un 0,2 %. Los osatos están presente como Ca 5(PO4)3F típico en masas criptocristalinas (tamaños de grano < 1 μm), así como en orma de hidroxiapatita Ca 5(PO4)3(OH), que a menudo se obtiene a partir de la disolución de los huesos de animales vertebrados. ambién se encuentran disueltos en rocas ígneas y metamórficas. A menudo existen depósitos de osorita en capas extensas, que en conjunto cubren decenas de miles de kilómetros cuadrados de la corteza terrestre. Como se señaló anteriormente, en Ecuador existen significativos afloramientos de rocas osatadas o osóricas (osoritas) en la provincia de Napo, cuyas cualidades ueron evaluadas por Guachamin & Calvache (2001), habiéndose obtenido resultados satisactorios con los niveles de 100 y 200 kg de P 2O5/ha, aplicados sobre el suelo ácido de la localidad de Maldonado (Carchi) de características ándicas, alcanzando sus valores más altos, de 8,73% a los setenta y cinco días (42,49 % en su proyección anual) y 7,53 % (36,65 % en su proyección anual). Estos análisis deberán ser realizados y validados en otros cultivos, procurando establecer la granulometría adecuada, así como los medios y los tiempos de acidulación más apropiados, para que la osorita pueda ser aprovechada adecuadamente al tiempo que se disminuyen los costos de producción cuando se trata de dotar al suelo especialmente de ósoro. Para lograr una absorción más rápida y un eecto residual más prolongado, la osorita debe molerse finamente hasta alcanzar una granulometría del 90 % pasando por una malla 100. Por su alto contenido de calcio en orma de óxido de calcio (CaO) tiene una gran capacidad para neutralizar los suelos ácidos haciendo de esta manera que el ósoro aplicado o el ósoro contenido en el suelo sea asimilable. La utilización de osorita representa un doble beneficio cuando se aplica en suelos ácidos, ya que aporta simultáneamente ósoro y calcio al suelo. La osorita aplicada aprovecha la acidez normal del suelo y produce una reacción lenta con el ósoro 262
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
haciéndolo asimilable, evitando que sea fijado por las partículas del suelo para que pueda ser tomado por las plantas. La roca osórica o osorita debe aplicarse al suelo antes de la siembra o cuando se preparan abonos orgánicos para posibilitar su acidulación natural. Debido a su reacción lenta y por los altos contenidos de ósoro (22 a 30 %) este elemento se mantiene disponible para las plantas durante varias cosechas después de su aplicación.
3.2. Escorias básicas de desfosforación: escorias Thomas o calfos Las escorias Tomas o calos son un subproducto de la industria del acero. Poseen un contenido relativamente alto en ósoro (P 2O5) de aproximadamente el 60 al 70 % y alrededor del 14 % de calcio (CaCO 3). Se aplican a los suelos más por el contenido de ósoro que como material de encalado. Su poder de neutralización las convierte en un material adecuado para ser aplicado en suelos ácidos deficientes en ósoro. ambién son uente de magnesio.
4. AZUFRE ELEMENTAL El azure es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latín sulphur ). Es un no metal abundante que posee un olor característico. Se encuentra en orma nativa en regiones volcánicas y en orma reducida en suluros y sulosales, o bien en su orma oxidada como sulatos. Es un elemento químico esencial constituyente de los aminoácidos cisteína y metionina y por consiguiente necesario para la síntesis de las proteínas presentes en todos los organismos vivos. Se usa principalmente como ertilizante pero también en la abricación de ungicidas e insecticidas. El azure (S) es el décimo tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. Es uno de los 9 macronutrientes por lo que es esencial para el crecimiento y el desarrollo de los organismos vivos, debido a su participación en la síntesis de proteínas. Se encuentra en el suelo en dierentes ormas químicas: azure como parte de compuestos orgánicos asociados con la Materia Orgánica del Suelo (MOS) o azure inorgánico que orma principalmente sulatos (disponible para los vegetales). Del azure total del suelo aproximadamente el 97 % se encuentra en ormas orgánicas y el 3 % restante en ormas inorgánicas. Es necesario entonces que los suelos estén adecuadamente dotados de MO para que los procesos de descomposición de la misma entreguen a los vegetales las cantidades necesarias de azure. Es común asociar el nitrógeno con la MO y con los procesos de descomposición que lo transorman en mineral asimilable para las plantas. Este mismo proceso es válido para el azure. El contenido de azure de los suelos es muy variable. Los valores más bajos se encuentran en suelos arenosos (a razón de 20 mg de S/kg de suelo) mientras que los 263
Manejo Agroecológico de Suelos
más altos están en zonas de mareas donde el azure tiende a acumularse (a razón de 35 000 mg de S/kg de suelo). Pero el rango normal en suelos agrícolas en regiones húmedas y semihúmedas es de 100 a 500 mg de S/kg de suelo lo que equivale a 225 a 1120 kg de este nutriente por hectárea.
5. SULFATOS 5.1. Sulfato de cobre El sulato de cobre también llamado sulato cúprico (CuSO 4), vitriolo azul, piedra azul, caparrosa azul, vitriolo romano o calcantita, es un compuesto químico derivado del cobre que orma cristales azules solubles en agua y metanol y ligeramente solubles en alcohol y glicerina. Su orma anhídrida (CuSO 4) es un polvo verde o grisblanco pálido, mientras que la orma hidratada (CuSO 4•5H2O) es azul brillante. Si se descubre una deficiencia de cobre en el suelo de cultivo se la puede corregir simplemente dispersando sulato de cobre (aproximadamente 50 kg por hectárea) sobre la capa superior del suelo para que actúe como ertilizante o rociándolo sobre los cultivos de cereales diluido en agua. Los agricultores administran este tratamiento porque la deficiencia de cobre en los cultivos de cereales puede generar granos más pequeños.
5.2. Sulfato de hierro El sulato de hierro es un compuesto químico en orma de cristales blancos o azules verdosos. Su órmula química es FeSO 4 y se obtiene por la reacción de hidróxido erroso y ácido sulúrico. Es una oxisal ormada por 1 átomo de hierro, 1 átomo de azure y 4 átomos de oxígeno. El sulato de hierro aporta gran cantidad de nutrientes a los cultivos (azure, hierro, manganeso) y ayuda a la reducción del pH tanto de la MO como del suelo, lo que permite mejorar la estructura de los suelos avoreciendo así la producción agrícola. La MO enriquecida con hierro ejerce una completa acción ísico-química en los suelos que mejora su regulación térmica, reduce los procesos erosivos, aumenta su capacidad de retención de agua y mantiene las condiciones hidrológicas generales, entre otros aspectos.
5.3. Sulfato de magnesio hidratado: sales de Epsom o kieserita El sulato de magnesio o sulato magnésico, conocido también como sales de Epsom (o sal inglesa), es un compuesto químico que contiene magnesio cuya órmula es MgSO4•7H2O. El magnesio es absorbido por la planta bajo la orma de MgO. En caso de deficiencia la uente más utilizada para suplirla es el sulfato de magnesio que por su elevada solubilidad puede ser utilizado en ertirrigación, en el suelo o oliarmente. 264
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
La dosis recomendada es de 250 kg de producto por hectárea. Cuando se aplica el sulato de magnesio al suelo se lo puede hacer mediante un solo abonado al momento de preparar el terreno. La dosificación será de 2,5 kg de sulato de magnesio por surco. Una buena opción es dividir el abonado del producto y aplicarlo también al momento del aporque. Si se trabaja con riego tecnificado se podrá dividir la dosis 3 a 4 veces.
5.4. Sulfato doble de potasio y magnesio El sulato doble de potasio y magnesio es un ertilizante de origen natural que se somete a procesos de lavado y refinado. Es una excelente uente de magnesio y de potasio en aquellos cultivos sensibles al agregado de cloruros, como algunos rutales. Como se señaló anteriormente, una de las características importantes del sulato doble de potasio y magnesio es que proviene de una uente 100 % natural obtenida a partir de un material llamado lagbeinita depositado en el proceso de sedimentación natural hace millones de años. Es extraído de yacimientos ubicados en Nuevo México (Estados Unidos). El proceso al que es sometido el material (lagbeinita) luego de su extracción es solamente ísico: se realiza un lavado y una separación granulométrica de alta tecnología. Esto lo convierte en un ertilizante aceptado a nivel mundial como uente natural aplicable a cultivos orgánicos o que requieran la utilización de insumos naturales que no sean producto de síntesis química. El sulato doble de potasio y magnesio aporta 3 nutrientes: potasio, magnesio y azure, todos inmediatamente asimilables por parte de las plantas. A pesar de que la mayoría de los suelos contienen miles de kilogramos de potasio, solo una pequeña cantidad está disponible para la planta durante el ciclo de crecimiento (menos del 2 %). La órmula del sulato doble de potasio y magnesio es: 22 % óxido de potasio (K 2O), 46,1 % de magnesio (Mg), 46 % de azure (S), 2,5 % de cloro (Cl) y 0,3 % de humedad. Es importante mantener niveles adecuados de potasio en el suelo. Al agregarse al suelo y disolverse, la sal disociará sus componentes. El potasio y el magnesio serán retenidos en los sitios de intercambio con la arcilla y la MO. En cambio los sulatos serán absorbidos en la superficie disponible de las arcillas, inmovilizados por los microorganismos del suelo o eventualmente lixiviados a horizontes más proundos. El sulato doble de potasio y magnesio es una excelente uente de potasio y magnesio solubles inmediatamente asimilables para la planta. Es un ertilizante de origen natural, apto para la producción orgánica. Puede aplicarse solo o con otros ertilizantes. Es adecuado para uso directo o como ingrediente de mezclas ísicas. El potasio es el nutriente esencial de la planta. Es uno de los 3 nutrientes principales junto con el nitrógeno y el ósoro. A dierencia de estos 2 últimos, no orma compuestos orgánicos en la planta. Es vital para la otosíntesis, esencial para la síntesis de proteínas y muy importante en procesos que proveen energía a la planta para su crecimiento. Mejora la resistencia de las plantas a las enermedades y 265
Manejo Agroecológico de Suelos
heladas y es importante en la ormación del ruto. Está involucrado en la activación de más de 60 sistemas enzimáticos que regulan las principales reacciones metabólicas de la planta. Es también una uente compatible con todos los demás productos para realizar mezclas ísicas. Para ertirriego y aplicaciones oliares es preerible optar por su presentación cristalina. Como uente de potasio en cultivos anuales puede ser utilizado en el momento de siembra o hasta un mes antes. Como abono de ondo para los cultivos leñosos, conviene realizar una ertilización antes de la plantación y posteriormente eectuar solo el abonado de mantenimiento un tanto antes de que inicie la brotación. Las aplicaciones de sulato doble de potasio y magnesio para hortalizas de ruto y de hoja van de 150 a 300 kg/ha (en siembra, trasplante o en línea) y para rutales de 0,2 a 0,5 kg/planta (antes de la brotación). ambién se puede utilizar para enriquecer los abonos sólidos y los abonos líquidos ermentados.
5.5. Sal potásica en bruto: kainita o silvinita Se trata de un mineral de la clase de los minerales sulatos. Fue descubierta en 1865 en Sajonia (Alemania). Su nombre proviene del término griego kainos que significa reciente o contemporáneo, en alusión a su reciente ormación como mineral secundario. Algunos sinónimos, aunque poco usados son: caenita, cainita o cenita.
6. SILICIO J. Ruiz (2014) sostiene que el silicio es el único elemento que en cantidades excesivas no causa problemas a las plantas. Este elemento se deposita como una capa gruesa de 2,5 micras de espesor en el espacio inmediatamente inerior a la cubierta cuticular ormando una doble capa de cutícula-silicio. Esta ormación contribuye para que el silicio alivie el estrés biótico y abiótico. Este sería uno de los mecanismos que promueven la resistencia de las plantas a enermedades e insectos. Las acumulaciones de sílice (SiO 2)en los tejidos actúan como una barrera ísica a la penetración de las hias de los hongos y en el caso de insectos les ocasionan daños en el aparato bucal. En el cultivo de banano reduce la velocidad de desarrollo de la sigatoka negra en las hojas. En la agricultura el silicio tiene beneficios a nivel edáfico y vegetal. En el suelo las aplicaciones inciden de manera destacada en el estrés mineral. Este estrés puede consistir en una deficiencia o un exceso de elementos esenciales. Muchos reportes han mostrado los beneficios de aplicaciones de sílice en condiciones tanto de exceso de ósoro, sodio, manganeso, nitrógeno y aluminio así como de deficiencia de ósoro. A continuación se detallan algunos ejemplos de estas interacciones. Cuando el suministro de ósoro (P) es muy alto el silicio lo regula limitando la absorción del ósoro inorgánico. Así, los excesos internos de ósoro inorgánico que 266
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
causan la inactivación de otros nutrientes como el zinc se ven limitados. Se evitan de esta manera problemas fisiológicos como la inhibición de la actividad enzimática y una presión osmótica anormal. El estrés por deficiencia de ósoro es un tema de vital importancia para los suelos dedicados al cultivo del banano. Debido a los componentes aloánicos de su constitución mineralógica o por sus altos contenidos de hierro y manganeso, estos suelos presentan una fijación de ósoro por lo que necesitan aplicaciones adicionales de ertilizantes osorados. La reacción mediante la cual el silicio ayuda a liberar el ósoro fijado por el hierro se detalla a continuación: 2FePO4 + Si(OH)4 + 2H = Fe 2SiO4 + 2H3PO4 De esta reacción se desprenden 2 consideraciones importantes: 1. para que la reacción ocurra, la aplicación de silicio debe realizarse al suelo por lo que se necesitan uentes edáficas; 2. además de ayudar a la liberación de ósoro para que este sea asimilable para las plantas, la aplicación de silicio también inactiva el hierro del suelo ormando filosilicatos de hierro, compuestos muy estables que impiden la resolubilización de este elemento a fin de que pueda ser asimilado por las plantas. Las aplicaciones de silicio han mostrado un eecto benéfico en cultivos bajo estrés salino. La traslocación de sodio a los nuevos brotes está parcialmente ligada a la transpiración y se ha establecido que el silicio disminuye la transpiración. Esto sugiere que los eectos benéficos de este elemento en condiciones salinas resulta del decrecimiento de la transpiración que reduce el flujo de sodio hacia la planta. Los eectos benéficos del silicio en las plantas han sido reportados en una amplia gama de cultivos bajo estrés biótico y abiótico. En presencia de silicio, las hojas, tallos y panículas de arroz muestran un crecimiento erecto promoviendo una mejor distribución de luz en el dosel. En cucurbitáceas, la senescencia de las hojas se retarda haciendo que estas luzcan más verdes y tengan una mayor área oliar. El silicio activa mecanismos de deensa en cucurbitáceas mostrando un incremento en la actividad de enzimas (quitinasas, peroxidasas, polienol y oxidasas) y compuestos enólicos. Es muy importante señalar que el principal constituyente de la pared celular del hongo Mycosphaerella fijiensis es la quitina por lo que un incremento en la actividad de la enzima quitinasa resultará en una respuesta de deensa del banano rente a la inección de ese hongo. Existen resultados sin publicar sobre el eecto positivo que tienen aplicaciones de silicio, principalmente al suelo, en el retardo de la velocidad de desarrollo de la sigatoka negra. Sin embargo los eectos benéficos del silicio en la protección vegetal desaparecen al ser interrumpido su suministro, lo que conduce a una pérdida de resistencia aun si el silicio ha sido acumulado (Samuels y otros 1991). Este argumento contrarresta 267
Manejo Agroecológico de Suelos
recientes publicaciones en medios de prensa que afirman que en cultivos como palma y banano apenas 2 aplicaciones al año han producido importantes incrementos en el rendimiento. La experiencia en el campo, específicamente en el cultivo de banano, refleja la necesidad de aportes continuos de este elemento y su indiscutible eecto benéfico en la producción. Los estudios sobre los eectos del silicio en el banano han demostrado que la absorción de este elemento por parte de la planta se realiza de una orma pasiva, guiada por el consumo de agua. Esto hace que durante la época de crecimiento vegetativo los valores de silicio que se absorben puedan ser bastante altos. Se ha establecido que la traslocación de la molécula de silicio como H 4SiO4 en la planta es altamente dependiente del flujo transpiratorio que lleva el elemento del sitio de absorción hacia los puntos de terminación de la transpiración, donde se acumula en orma de ópalo biogénico. Así, para obtener las ventajas que orece el silicio en las plantas y para que este elemento se deposite en las hojas, las aplicaciones deben realizarse específicamente al suelo para que pueda desplazarse a través de la planta mediante la transpiración.
7. ZEOLITA Las zeolitas o ceolitas son minerales alumino-silicatos microporosos que se destacan por su capacidad de hidratarse y deshidratarse reversiblemente. Hasta octubre de 2012 se habían identificado 206 tipos de zeolitas según su estructura, de los cuales más de 40 se encuentran en la naturaleza y los restantes son sintéticos. La zeolitas naturales son una amilia de minerales con estructura cristalina tetraédrica, con poros generalmente llenos de agua enlazados de tal manera que orman canales, lo que les permite perder y ganar agua reversiblemente e intercambiar los cationes componentes de su estructura, sin alterarla. Según Ezcurra & Pérez Domínguez (1989), las zeolitas son minerales del grupo de los alumino-silicatos hidratados que se presentan preerentemente en las rocas de origen volcánico donde se agrupan en cantidades industriales y constituyen yacimientos. Debido a la alta capacidad de intercambio iónico de la zeolita y a su habilidad para absorber humedad ,es perecta para incrementar la eficiencia de los ertilizantes y reducir la lixiviación y volatilización de los nutrientes. En la agricultura se la conoce como el ertilizante inteligente ya que libera lentamente los nutrientes cuando las plantas lo requieren. Esto ocurre porque estas últimas se alimentan por medio del intercambio catiónico y la zeolita no suelta los nutrientes a menos que exista un intercambio iónico. A continuación se presentan algunos de los beneficios de la utilización de zeolita en la agricultura: • retiene los ertilizantes en la zona de enraizamiento, • previene la lixiviación y volatilización de los ertilizantes, • mejora la capacidad del suelo para retener nutrientes, 268
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
• • • • • • • •
reduce costos de irrigación al retener humedad, absorbe gases de desecho, absorbe iones de metales pesados, mejora la nitrificación en el suelo, controla la acidez del suelo nivelando el pH, permite ahorrar recursos en ertilizantes, pesticidas y plaguicidas, aumenta los rendimientos de los cultivos, sirve de sustrato.
Al aplicar la zeolita directamente en los suelos o incorporarla a los abonos orgánicos se pueden observar los siguientes resultados: • las raíces se ortalecen y brindan un perecto soporte ísico a la planta, • la necesidad de agua se reduce ya que esta se almacena en la zona de enraizamiento y la planta la puede utilizar cuando lo necesita, • el uso de ertilizantes se reduce ya que estos son capturados y liberados lentamente, • las raíces tienen una mejor aeración, • la germinación y el crecimiento de las plantas son más ágiles. Se recomienda realizar aplicaciones de zeolita según las siguientes indicaciones: • arroz: 125 kg/ha • maíz: 150 kg/ha • hortalizas de raíz: 250 kg/ha • hortalizas de rutos pendientes (tomate, pimiento, berenjena): 250 kg/ha • papa: 2 t/ha Las aplicaciones se pueden hacer de manera directa o mezcladas con abonos orgánicos sólidos (compost, bocashi o humus de lombriz). En el país existen 3 yacimientos de zeolita ubicados en las provincias de Loja, Santa Elena y Guayas. Este último yacimiento es un afloramiento existente en los predios de la ESPOL en La Prosperina.
8. OLIGOELEMENTOS O MICROELEMENTOS Los oligoelementos o microelementos son bioelementos que se encuentran en cantidades ínfimas (menos del 0,1 %) en los seres vivos. Su ausencia así como una concentración por encima de su nivel característico pueden ser perjudiciales para un organismo vegetal. Ocho de los 17 nutrientes esenciales para las plantas constituyen el grupo de los oligoelementos o microelementos y en general son elementos por excelencia catalíticos ya que son esenciales en las reacciones redox a nivel biológico.
269
Manejo Agroecológico de Suelos
Los microelementos u oligoelementos aceptados como esenciales y cuya utilización es permitida en la práctica de la agricultura orgánica, ecológica o biológica son el boro (B), el cobalto (Co), el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el molibdeno (Mo), el selenio (Se) y el zinc (Zn). Estos son tan importantes para la planta como los nutrientes primarios y secundarios a pesar de que son requeridos en concentraciones menores a 100 μg/g de masa seca. Los elementos menores como el cobre, el zinc, el hierro y el manganeso se aplican en orma de quelatos mientras que el boro y el molibdeno se aportan en orma de sales.
8.1. Boro El boro es un elemento químico de símbolo B, de número atómico 5 y peso atómico 10,811. iene 3 elementos de valencia y se comporta como no metal. Se clasifica como metaloide y es el único elemento no metálico con menos de 4 electrones en la carga externa. El elemento libre se prepara en orma cristalina o amora. La orma cristalina es un sólido quebradizo, muy duro. Es de color negro azabache a gris plateado con brillo metálico. Una orma de boro cristalino es rojo brillante. La orma amora es menos densa que la cristalina y es un polvo que va del caé castaño al negro. En los compuestos naturales el boro se encuentra como una mezcla de 2 isótopos estables, con pesos atómicos de 10 y 11. Es un nutriente esencial para el crecimiento y el desarrollo natural de plantas sanas. Los compuestos de boro se usan en pequeñas concentraciones como micronutrientes en los ertilizantes. Cuando se usan en grandes concentraciones uncionan como herbicidas, alguicidas y otros pesticidas. El uso del boro en las plantas produce los siguientes beneficios: • es esencial para mantener un equilibrio entre el azúcar y el almidón y ayuda con la traslocación del azúcar y los carbohidratos, • es importante para la polinización y la producción de semillas, • es necesario para la división normal de la célula, el metabolismo del nitrógeno y la ormación de proteínas. El boro es un elemento esencial para el desarrollo natural de las semillas, el crecimiento de las plantas y el rendimiento de la cosecha. Contribuye a la transerencia de agua y la alimentación de las plantas. Aunque los requisitos de boro son muy bajos en cantidad, el crecimiento de las plantas y los rendimientos de la cosecha se ven gravemente aectados cuando el suelo es deficiente en este elemento. Generalmente se usa el ácido bórico en la industria agrícola como uente de boro para ertilizantes líquidos. Estos están compuestos por un 10 % de boro y son utilizados para aplicaciones oliares y del suelo. En la agricultura orgánica se pueden añadir a los biopreparados tipo biol, té de estiércol y lactoermentos en dosis que fluctúan entre 1,25 gramos y 2,5 gramos por cada litro de preparación. 270
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
Se pueden aplicar boratos en orma sólida directamente al suelo donde, en condiciones húmedas, se disolverán ácilmente y serán absorbidos por las raíces de las plantas. Los productos típicamente usados para esta aplicación son bórax pentahidratado granular y ulexita granular. Se los puede aplicar directamente pero son utilizados más comúnmente como parte de una mezcla de nutrientes que contiene otros componentes ertilizantes. La cantidad que se deberá aplicar al suelo varía según la clase de planta, el método de aplicación, la cantidad de lluvia y de cal y el contenido de material orgánico del suelo. ambién se pueden rociar los productos de boro sobre las hojas de la planta. Esta aplicación es ventajosa para plantas que tienen una mejor absorción oliar. El producto preerido para la pulverización oliar es el tetrahidratado octaborato disódico elaborado especialmente para aplicaciones agrícolas porque tiene mejor solubilidad en comparación con los productos convencionales de boro, como el bórax decahidrato y el bórax pentahidratado, y tiene además un contenido de boro más elevado que el ácido bórico. Otros productos utilizados en ertilizantes incluyen el bórax decahidrato y el bórax pentahidratado. Debido a su buena solubilidad se pueden aplicar directamente los boratos de sodio al suelo o rociarlos sobre las plantas. La ulexita, que es un borato de calcio de origen natural, es preerida para las tierras arenosas debido a su baja solubilidad. Esta característica le permite permanecer en el suelo por más tiempo que los boratos de sodio.
8.2. Cobalto El estado del cobalto en su orma natural es sólido (erromagnético). Es un elemento químico de aspecto metálico con tono gris y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cobalto es 27 y su símbolo químico Co. Su punto de usión es de 1768 grados K o 1495,85 °C y el de ebullición de 3200 grados K o 2927,85 °C. El cobalto es necesario para la fijación del nitrógeno en las leguminosas yes un mineral esencial para los rumiantes por ser un componente central de la vitamina B12. Se ha demostrado que en ambientes pobres en cobalto la fijación del nitrógeno es escasa. En leguminosas el cobalto está ligado a la nodulación y a la consecuente fijación del nitrógeno, por lo que su deficiencia se refleja en alta de nitrógeno. La disponibilidad del cobalto aumenta en medios ácidos y disminuye con la presencia de óxidos cristalinos de manganeso.
8.3. Cobre El cobre es un elemento químico que pertenece al grupo de metales de transición y su aspecto es metálico, rojizo. Su número atómico es el 29 y su símbolo químico Cu. El estado del cobre en su orma natural es sólido (diamagnético). Su punto 271
Manejo Agroecológico de Suelos
de usión es de 1357,77 grados K o 1085,62 °C y el de ebullición de 3200 grados K o 2927,85 °C. Las plantas con deficiencia de cobre presentan marchitamiento de las hojas jóvenes debido a dificultades en el transporte del agua por una insuficiente lignificación en las células del xilema. El cobre es importante en la otosíntesis por lo que su deficiencia resulta en bajas tasas otosintéticas y por lo tanto bajos niveles de carbohidratos. La alta de cobre ocasiona hojas deormes en los girasoles y en las rosas, hojas cloróticas y botones marchitos. En los crisantemos se observa necrosis marginal de las hojas las mismas que se deorman así como láminas oliares y peciolos curvados. En el tomate los rutos se agrietan antes de madurar. Un gran número de especies tiene un desarrollo óptimo en un medio con pH entre 5 y 7. Es necesario considerar que el cobre a pH básico se precipita ormando hidróxidos insolubles que no son disponibles para la planta. La MO cumple una unción importante para que el cobre soluble pueda estar presente en el suelo. Las necesidades son pequeñas y el contenido de este elemento debe ser de 4 a 6 ppm para suelos minerales y de 20 a 30 ppm para suelos orgánicos. Como la lixiviación de este microelemento es insignificante una sola aplicación solucionará todas las necesidades de cobre de las plantas durante muchos años.
8.4. Hierro El hierro es un elemento perteneciente al grupo de metales de transición y su aspecto es metálico brillante con un tono grisáceo. Su número atómico es el 26 y su símbolo químico Fe. La deficiencia de hierro se caracteriza porque las plantas desarrollan una clorosis intervenal pronunciada. Debido a que este elemento es poco móvil dentro de la planta, los síntomas de deficiencia aparecen en las hojas jóvenes de la parte superior. Las plantas de rosa son particularmente sensibles a esta deficiencia que puede ser inducida por el exceso de nitratos en la rizósera y generar clorosis severas en las hojas. En el sistema de riego el hierro puede ocasionar taponamiento de los métodos por goteo. Cuando el agua proviene de pozos proundos ricos en este mineral, al llegar a la superficie este orma Fe(OH) 3 que se precipita y es insoluble. al ormación es lenta por lo que es posible tomar medidas correctivas a fin de evitar daños en el sistema.
8.5. Manganeso El manganeso es un elemento perteneciente al grupo de metales de transición. Su estado en orma natural es sólido (generalmente no magnético). Su aspecto es plateado metálico. Su número atómico es 25 y su símbolo químico Mn. El punto de 272
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
usión del manganeso es de 1517 grados K o 1243,85 °C y el de ebullición de 2235 grados K o 1962,85 °C. Este elemento se absorbe sobre todo como catión manganeso (Mn +2), aunque en el suelo también puede existir como Mn +3 o Mn+4, óxidos insolubles y quelatos. Es soluble a pH ácidos y en suelos encharcados. Su solubilidad se reduce en suelos alcalinos o ácidos con alto contenido de materia orgánica. Es importante en el proceso otosintético ya que junto con el cloro participa en la otólisis del agua. Por otra parte, la presencia de este elemento en el otosistema II avorece la otoosorilación, la reducción tanto del CO2 como del nitrito y del sulato. Además parece ser constituyente estructural de los ribosomas. Por tal razón, su deficiencia, aunque poco común, podría ocasionar una uerte reducción de la tasa otosintética. Es pues importante tener en cuenta que es un elemento poco móvil en la planta y su deficiencia se manifiesta primero en las hojas jóvenes. Al respecto, se ha identificado una sintomatología oliar para monocotiledóneas y dicotiledóneas: en el primer caso se manifiesta en orma de puntos de color gris verdoso, y en el segundo por la presencia de puntos amarillos. En ases avanzadas únicamente las nervaduras y las zonas adyacentes se mantienen verdes. La presencia de carbonatos y altos contenidos de ósoro disminuyen la disponibilidad de este micronutriente. Asimismo, un desbalance a avor del Fe, Cu y Zn disminuyen la absorción de este elemento por parte de la planta. La deficiencia de manganeso se encuentra generalmente asociada a suelos orgánicos y minerales de pobre drenaje. Su reducción a la orma divalente y la lixiviación son las responsables de su bajo nivel en el suelo. Después del hierro, el manganeso es el micronutriente que las plantas más necesitan. Su deficiencia o su toxicidad suelen ser conundidas con las del hierro debido a las semejanzas entre estos 2 elementos y pueden representar una limitación para el desarrollo de las plantas. • Función El manganeso es uno de los elementos que más contribuye al uncionamiento de varios procesos biológicos de las plantas, incluyendo la otosíntesis, la respiración y la asimilación de nitrógeno. ambién interviene en la germinación del polen, el crecimiento del tubo polínico, el alargamiento celular en la raíz y su resistencia a patógenos. • Deficiencia Los síntomas de deficiencia de manganeso son: clorosis intervenal (hojas amarillas con venas verdes) en las hojas jóvenes y en ocasiones manchas bronceadas hundidas en las áreas cloróticas intervenales. El crecimiento de las plantas puede verse disminuido y retrasado. La deficiencia de manganeso puede surgir cuando el pH del sustrato de cultivo es superior a 6,5 pues en esas circunstancias el elemento es fijado y pierde disponibilidad para su absorción. Asimismo la deficiencia puede presentarse
273
Manejo Agroecológico de Suelos
debido a bajos índices de aplicación de ertilizante, al empleo de ertilizantes para usos múltiples (cuyo contenido de micronutrientes normalmente es menor), a la lixiviación excesiva o a demasiadas aplicaciones de quelato de hierro. • Toxicidad La toxicidad del manganeso se manifiesta con la quemadura de las puntas y los bordes de las hojas más viejas o bien con la aparición de manchas de color rojizo a castaño. Cuando es severa, las manchas pueden aumentar en número y en tamaño ormando parches. Con niveles de pH por debajo de 5,5 el manganeso se vuelve altamente soluble y es probable que las plantas muestren síntomas de toxicidad. Esto ocurre particularmente con el geranio zonal, la caléndula y el lisianthus. La toxicidad del manganeso ocurre también cuando el índice de aplicación de ertilizantes es excesivo. En la producción agrícola el manganeso interviene en el metabolismo del ósoro y el nitrógeno, aumenta la disponibilidad del ósoro y del calcio, desempeña un papel directo en la otosíntesis y ayuda a la síntesis de la clorofila, acelera la germinación y la madurez y es undamental para la calidad de los rutos. Así como el hierro también es necesario para la ormación de la clorofila, la reducción de nitratos y la respiración. En algunos procesos metabólicos actúa como catalizador. En la agricultura orgánica el manganeso se puede incluir en la preparación de ertilizantes líquidos tipo biol, té de estiércol o lactoermentos. Durante el proceso ermentativo este elemento se liga con las moléculas orgánicas y se quelata por lo que está disponible para ser asimilado principalmente a través de los haces oliares de las plantas que son tratadas con este tipo de biopreparados. Se recomienda incorporar entre 0,6 y 1,25 gramos de manganeso por litro de preparado.
8.6. Molibdeno El molibdeno se encuentra en cantidades importantes en el agua de mar en orma de molibdatos (MoO4–2) y los seres vivos pueden absorberlo ácilmente de esta orma. iene la unción de transerir átomos de oxígeno al agua. Este micronutriente es absorbido bajo la orma de oxianión molibdato (MoO –2). Su absorción por parte de las raíces puede ser aectada por la presencia del ion SO 4–2 porque los mecanismos que controlan la absorción de este ion también pueden aectar la remoción de MoO 4–2. La importancia del molibdeno radica en que es un constituyente esencial de las enzimas responsables de la Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) y de la reducción de nitrato a amonio. Estas enzimas son la nitrogenasa y la nitrato reductasa respectivamente. La deficiencia de molibdeno está correlacionada con el metabolismo del nitrógeno. La coliflor y el repollo son sensibles a la deficiencia de este elemento presentando como síntoma la “cola de látigo” que se caracteriza por una nervadura central con un área oliar mínima. La alta de este elemento puede presentarse en suelos 274
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
ácidos con presencia de óxidos de hierro y aluminio, los cuales adsorben el molibdeno. Su disponibilidad aumenta por actores como el incremento del pH y la presencia de ósoro. El magnesio aumenta la toma de molibdeno por parte de la planta. La deficiencia de molibdeno suele darse en suelos arenosos y en suelos orgánicos y minerales ácidos, lo que significa que está muy influenciada por la acidez y la lixiviación.
8.7. Selenio El dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos. Este elemento es absorbido por las plantas como anión SeO 4–2 y orma proteínas al igual que el azure, pero estas no son uncionales. Existen plantas acumuladoras de selenio en miembros de la amilia Crucierae, como el brócoli, pero la mayoría de las plantas cultivadas no acumulan este nutriente. En el género Astragalus, cuyas plantas acumulan este mineral, se encontró que el selenio previene la absorción excesiva de osatos a niveles tóxicos. Pese a que no se reportan otros beneicios, este es un elemento esencial para animales y humanos.
8.8. Zinc El estado del zinc en su orma natural es sólido (diamagnético). Es un elemento químico de aspecto azul pálido grisáceo y pertenece al grupo de los metales de transición. Su número atómico es 30 y su símbolo químico Zn. Su punto de usión es de 692,68 grados K o 420,53 °C y el de ebullición de 1180 grados K o 907,85 °C. El zinc es absorbido por las plantas como catión divalente (Zn +2) o quelato vía radical o oliar. Este es un elemento transportado vía xilema y relativamente poco móvil al interior de la planta. Es importante porque es constituyente de la enzima anhidrasa carbónica que cataliza la ormación de ácido carbónico a partir de CO 2 y agua. Esta enzima está localizada tanto en los cloroplastos como en el citoplasma. Este micronutriente es necesario además para el mantenimiento de las biomembranas en las que orma complejos con grupos osolípidos y sulfidrilos protegiendo los lípidos de la membrana y las proteínas rente a daños oxidativos, por lo que su deficiencia ocasiona un aumento de la permeabilidad de las membranas. Otra unción importante del zinc es que orma parte del aminoácido aromático triptóano, precursor de las auxinas. En plantas de tomate con deficiencia de zinc hay retardo en la elongación del tallo lo que está correlacionado con una disminución de la síntesis de ácido indol acético (AIA). La deficiencia de zinc comienza en las hojas jóvenes que presentan un amarillamiento progresivo y una disminución de su tamaño. En las rosas la deficiencia de este nutriente se manifiesta con la muerte de los puntos de crecimiento y la consecuente 275
Manejo Agroecológico de Suelos
aparición de brotes laterales por lo que se presentan desarrollos vegetativos en orma de roseta. La disponibilidad de este nutriente aumenta con la disminución del pH y la presencia de sulato, mientras que su disponibilidad disminuye a pH básico. Otros actores, como la interacción con cobre, hierro o manganeso y suelos con alta disponibilidad de ósoro, reducen la absorción de zinc. En la agricultura el zinc es importante para el crecimiento y la producción de los cultivos. Influye en gran medida en el tamaño de los entrenudos, es ácilmente absorbido vía oliar y actúa en el crecimiento de las plantas por su participación en la ormación del AIA. En las siguientes tablas se presentan los contenidos nutrimentales presentes en las sales cuyo uso está permitido en la agricultura orgánica, ecológica o biológica: sales procedentes de ertilizantes minerales primarios (tabla 76) y sales naturales (tabla 77). Tabla 76 - Sales procedentes de fertilizantes minerales primarios, de uso permitido en la producción orgánica ecológica o biológica
Fertilizante
Fosforita Óxido de manganeso Óxido de zinc Óxido de hierro Óxido de calcio Hidróxido de calcio Carbonato de calcio Carbonato de calcio y magnesio
276
Fórmula
% P2O5
% K 2O
%S
% Zn
% Mn
MnO
68 78
FeO
69
CaO
85
Ca(OH)2
65
CaCO3
80,9
CO3CaMg
% Fe
40
30
ZnO
% CaO
52
XI - El uso de fertilizantes minerales y oligoelementos en la agricultura orgánica
Tabla 77 - Sales naturales de uso permitido en la producción orgánica
Fertilizante
Sulfato de potasio Sulfato de magnesio Sulfato de calcio Sulfato de manganeso Sulfato de potasio y magnesio Bórax
Fórmula
SO4K 2
% P2O5
% K 2O
50
17,6
S04Mg
13
S04Ca
18,6
SO4Mn
21,2
K 2SO4•2MgSO4 Na2B407•10H2O
22
22
%S
% Zn
% Mn
% CaO
% mg
%B
9,8 32,6 36,4 16
11
277
XII - Medidas para la conservación del suelo 1. CÓMO EVITAR LOS RIESGOS DE EROSIÓN No se puede concebir un buen programa de Manejo Agroecológico de Suelos (MAS) si no se reducen los riesgos de erosión, especialmente en las zonas de ladera donde los suelos empinados, con poca vegetación o desnudos son aectados por las lluvias que arrastran todo el material értil de la capa arable ocasionando una intensa erosión hídrica. La restauración y el mantenimiento de la capacidad productiva del suelo a través de medidas conservacionistas son undamentales para mejorar la producción agrícola. Una vez protegido el terreno con obras ísicas, se debe iniciar la recuperación de la capacidad productiva por medio de la aplicación de medidas o prácticas agronómicas y mecánicas.
2. PRÁCTICAS AGRONÓMICAS DE CONSERVACIÓN DE SUELOS Las medidas agronómicas de conservación de suelos permiten principalmente el aumento de su capacidad productiva mediante sistemas de manejo directo. Estas medidas incluyen prácticas de preparación del terreno que se realizan para aumentar la producción pero que además reducen la escorrentía (agua de lluvia que se desplaza por la superficie del terreno) y la erosión. ambién contribuyen directamente a me jorar la textura, porosidad y ertilidad del suelo. A continuación se describen algunas prácticas agronómicas recomendadas para evitar la erosión.
2.1. Labranza Se refiere a la manipulación mecánica de los suelos con el fin de mantenerlos en condiciones óptimas para el desarrollo de los cultivos. Es una práctica agrícola tan antigua como la agricultura misma. La labranza incluye el conjunto de operaciones que se realizan en el terreno para introducir modificaciones ísicas en su estado natural con los siguientes objetivos: • preparar la cama de la semilla para avorecer su germinación y establecimiento; • incorporar abonos, ertilizantes y enmiendas; • controlar la aparición de hierbas indeseadas (malezas) y plagas; • aumentar la infiltración y la penetración de las raíces en el suelo;
279
Manejo Agroecológico de Suelos
• preparar el suelo para prácticas como el riego y el drenaje; • controlar la erosión. Entre los principales tipos de labranza se encuentran los siguientes: 1. Labranza reducida Se refiere a varias modalidades como la disminución del número de pases, la sustitución de implementos que deterioran más el suelo o requieren mayor potencia mecánica por otros de menor impacto. Se realizan los surcos a nivel, lo que permite cultivar en terrenos poco aptos. 2. Labranza vertical Se utilizan únicamente implementos diseñados para realizar cortes verticales en el suelo con arados de cincel. 3. Labranza sobre cubierta (mulch) iene como objetivo realizar operaciones de control de malezas y preparar la cama de siembra de manera que se puedan mantener altos niveles de residuos en superficie. 4. Labranza cero (siembra directa) Consiste en la siembra de cultivos sin preparar cama de semillas y sin alterar el suelo, salvo lo necesario para colocar la semilla. 5. Labranza sobre camellones Consiste en la práctica de cultivos en laderas sobre camellones permanentes que pueden ser establecidos a partir de restos de cosechas.
2.2. Aplicación de abonos orgánicos La incorporación de materiales de origen orgánico mejora las propiedades ísicas y químicas del suelo. La materia orgánica (MO) es una enmienda relativamente completa ya que contiene casi todos los elementos importantes para las plantas. Existen varios tipos de abonos orgánicos y enmiendas que pueden aplicarse a los suelos después de analizarlos. Es recomendable incorporar los residuos de los cultivos que quedan en el campo después de la cosecha. Este material retiene una parte de los nutrientes extraídos del suelo y absorbidos por la planta durante su desarrollo. Generalmente tiene una mayor cantidad de materia fibrosa y una menor cantidad de materia verde, es decir más carbono y menos nitrógeno, lo que inhibe su rápida descomposición. La incorporación de abonos orgánicos y harinas de rocas es necesaria además para mejorar la ertilidad del suelo.
2.3. Rotación de cultivos Es la sucesión de cultivos dierentes en ciclos continuos en una determinada área de terreno. Sus principales objetivos son: 280
XII - Medidas para la conservación del suelo
• • • • •
lograr una ocupación máxima del suelo en espacio y tiempo, mantener una cobertura permanente para disminuir los riesgos de erosión, mantener y mejorar la ertilidad del suelo, ayudar a prevenir la incidencia de plagas, reducir los eectos negativos del clima.
Los principios de una buena rotación de cultivos son los siguientes: 1. hacer siembras precoces (tempranas) y con alta densidad, y realizar una buena ertilización para permitir una cobertura rápida; 2. elegir el cultivo más denso para la época de mayor precipitación; 3. propiciar el crecimiento alternado de cultivos con dierentes proundidades del sistema radicular (por ejemplo zanahorias, remolachas y rábanos con lechuga, acelga y brócoli; yuca, camote, malanga, papa y oca con melloco, réjol y haba, etc.); 4. alternar cultivos agotadores del suelo como los cereales (maíz, trigo y cebada) con cultivos que mejoren la ertilidad como las leguminosas (réjol, haba, lenteja).
2.4. Cultivos múltiples Consiste en la utilización de la tierra para más de un cultivo en el año. La modalidad más interesante de este sistema de explotación consiste en intercalar varios cultivos en una unidad de terreno. Este tipo de operación recibe el nombre de cultivos asociados y ya era practicada por los pueblos originarios antes de la llegada de los españoles. Las premisas undamentales para una buena selección de cultivos asociados como práctica de producción agrícola y conservación de suelos son las siguientes: 1. que los cultivos a intercalar presenten rangos amplios de variabilidad en sus períodos de crecimiento para aprovechar el tiempo de manera más eficiente; 2. que se seleccionen cultivos dierentes en cuanto a sus características botánicas y fisiológicas con el fin de utilizar mejor el espacio y disminuir el riesgo de aparición de plagas; 3. que se escojan las mejores variedades de los dierentes cultivos y las mejores épocas de siembra.
2.5. Abonos verdes Esta práctica consiste en sembrar una determinada especie vegetal en un terreno con la única finalidad de incorporarla al suelo para mejorar sus condiciones ísicas y químicas. Los objetivos de la siembra de abonos verdes son los siguientes: 281
Manejo Agroecológico de Suelos
• • • • •
incorporar materia orgánica (MO), mantener y mejorar la ertilidad del suelo, disminuir la escorrentía, la erosión y mejorar la infiltración, aumentar la capacidad de retención de humedad, mejorar la agregación y la estructura del suelo.
Algunas de las características que deben tener las especies utilizadas como abono verde son las siguientes: 1. ser principalmente leguminosas ya que estas incorporan nitrógeno al suelo a partir de la atmósera y de las plantas; 2. ser de consistencia suculenta y no leñosas para acelerar la descomposición y lograr una rápida mineralización; 3. tener un vigoroso desarrollo oliar para incorporar una mayor cantidad de MO verde por unidad de superficie; 4. tener un tamaño adecuado para acilitar su incorporación en orma manual o con maquinaria convencional; 5. ser de rápido crecimiento.
2.6. Cultivos de cobertura Esta práctica consiste en establecer una cubierta vegetal densa, generalmente de gramíneas o de plantas herbáceas, una vez cosechado el cultivo principal para pre venir la erosión. Algunos cultivos de cobertura pueden cumplir un doble propósito: proteger el suelo después de la cosecha y servir de abono verde posteriormente. Se pueden asociar con mulch vivo. Los objetivos de la siembra de cultivos de cobertura son los siguientes: • desarrollar una cobertura vegetal densa para proteger el suelo después de cosechar el cultivo principal; • reducir el escurrimiento superficial e incrementar la infiltración; • proporcionar un pasto artificial útil como uente adicional de pastoreo; • ser incorporado eventualmente como abono verde. Los cultivos de cobertura pueden establecerse en los siguientes casos: 1. en plantaciones arbóreas permanentes (entre hileras y plantas): coberturas permanentes (como alala) o periódicas (como réjol, trébol o crotalaria); 2. en cultivos anuales: semillas de pasto o leguminosas mezcladas con cultivos anuales como sorgo.
282
XII - Medidas para la conservación del suelo
2.7. Barreras vivas Son hileras de plantas perennes o de larga vida, densas, sembradas en dirección perpendicular o transversal a la pendiente (según la inclinación del terreno), a la dirección del viento o en contorno. Esta práctica tiene como objetivo disminuir el poder erosivo del escurrimiento o contener las partículas desprendidas por la erosión eólica. Los principales objetivos de las barreras vivas son los siguientes: • detener el escurrimiento, • proteger de la sedimentación obras estructurales como canales de desviación, zanjas de absorción y acequias de laderas, • servir para la construcción de terrazas de ormación lenta. Las especies que se escojan para ormar las barreras vivas deben constituir plantaciones arbóreas permanentes a fin de reducir la infiltración y el escurrimiento del agua, por lo que deben tener las siguientes características: 1. ser de rápido crecimiento; 2. tener una conormación densa y ormar hileras continuas o casi continuas; 3. ser bajas para que no hagan sombra; 4. tener larga vida, es decir ser perennes; 5. reproducirse de manera asexual (estacas, rizomas, esquejes o bulbos) para prevenir la invasión de malezas en los campos de cultivo.
2.8. Cultivos en fajas Esta práctica consiste en alternar ajas o ranjas de cultivos de escarda o limpios (papa, maíz) con otras de cultivos densos (quinua, trigo, cebada), siguiendo un programa de rotación. El cultivo en ajas es una práctica agronómica que se puede llevar a cabo en terrenos con posibilidad de mecanización. Se adapta a terrenos tanto de ladera como planos o casi planos. Los protege contra la erosión debido a que las ajas donde se desarrollan los cultivos densos disminuyen el impacto de la lluvia, aumentan la infiltración y reducen la escorrentía que aectaría a la aja de cultivo limpio ubicado inmediatamente debajo. Algunos tipos de cultivos en ajas son los siguientes: • ajas en contorno y en rotación, • ajas amortiguadoras, • ajas en contraviento, • ajas por racciones.
283
Manejo Agroecológico de Suelos
2.9. Cultivo en contorno Es una práctica que consiste en labrar el terreno, hacer surcos y sembrar el cultivo en dirección perpendicular a la pendiente, siguiendo las curvas de nivel. Es común en suelos con ligeras pendientes. Los objetivos del cultivo en contorno son: • reducir la velocidad del escurrimiento superficial, • aumentar la infiltración, • reducir la erosión, • evitar la ormación de surcos y cárcavas.
2.10. Cortinas rompevientos Representan una práctica agroorestal muy conveniente y eectiva en áreas planas, áridas o semiáridas, donde los uertes vientos aectan la producción agrícola. En áreas donde predomina el riego por aspersión las cortinas rompevientos contribuyen a mantener una aplicación más uniorme del agua evitando pérdidas que reduzcan la eectividad del sistema. ambién sirven como áreas verdes y reugios de auna sil vestre (oto 10).
Foto 10 - Establecimiento de una cortina rompevientos
Para el diseño de las cortinas rompevientos se deben tener en cuenta los siguientes criterios: 1. deben orientarse en dirección perpendicular a los vientos dominantes; 2. deben mantenerse cortinas permeables que permitan el paso de un 50 a 60 % del viento;
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XII - Medidas para la conservación del suelo
3. deben tener varias hileras de árboles, normalmente 5, de dierentes densidades y alturas dándoles una conormación transversal adecuada preeriblemente triangular o rectangular; 4. los caminos y aberturas para atravesar una cortina deben construirse en diagonal. Las aberturas rectas pueden aumentar la velocidad del viento hasta en un 140 %; 5. el distanciamiento entre cortinas debe ser de aproximadamente 20 veces su altura, viento abajo. Se ha demostrado que una cortina orece una protección equivalente a 7 veces su altura viento arriba y 20 veces viento abajo.
3. PRÁCTICAS MECÁNICAS DE CONSERVACIÓN DE SUELOS Se trata de obras de ingeniería realizadas para manejar y encauzar las aguas de escorrentía y controlar las remociones de masa del suelo. El manejo de las aguas de escorrentía pretende evitar que grandes volúmenes recorran distancias largas, acortándolas y evacuando el agua hacia lugares adecuados. Algunas prácticas buscan controlar los encharcamientos por medio de obras de drenaje. Entre las prácticas mecánicas más comunes se pueden mencionar las siguientes:
3.1. Construcción de zanjas Son canales angostos transversales a la pendiente trazados a un intervalo predeterminado siguiendo la curva de nivel. Se construyen con el propósito de interceptar las aguas de escorrentía para luego almacenarlas o evacuarlas de orma controlada. Reducen el grado de la pendiente disminuyendo el riesgo de erosión (oto 11).
Foto 11 - Construcción de zanjas transversales a la pendiente del suelo
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Manejo Agroecológico de Suelos
Esta práctica debe emplearse en zonas de escasas lluvias o en suelos de textura gruesa o muy gruesa, sin estructura o con estructura débil con el fin de propiciar la infiltración y la retención de humedad. ambién se usa en suelos de textura fina, compactos y con baja capacidad de infiltración en regiones secas. No se deben construir zanjas en suelos sueltos con capas interiores impermeables ni en zonas lluviosas, ya que si los suelos son de pendiente suave las zanjas ocasionan problemas de drenaje y si son de pendiente alta ocasionan deslizamientos, derrumbes o problemas de solifluxión. A continuación se detallan los tipos de zanjas más comunes: • Zanjas de absorción ienen como finalidad el almacenamiento temporal de las escorrentías superficiales para lograr la estabilización de los suelos. La absorción de la humedad permitirá que más adelante se reoreste sin limitaciones por la insuficiencia de agua. Esta práctica no modifica la pendiente del terreno pero sí su longitud real o eectiva.
0,7 m 6–12 m 0,3 m 0,5 m
0,5 m
Figura 9 Zanjas de absorción
• Zanjas filtrantes Son zanjas de poca proundidad, tienen menos de 1 m de largo y entre 0,45 y 0,80 m de ancho. Son excavadas en el terreno y recogen y distribuyen las aguas residuales en un lecho de tierra vegetal, grava y arena. • Zanjas de trinchera Las zanjas de trinchera permiten retener grandes cantidades de agua de lluvia infiltrándola al subsuelo y posibilitando la recuperación o en muchos casos hasta el surgimiento de nuevos manantiales. Por ejemplo una zanja de 60 cm de proundidad por 60 cm de alto y 1 m de largo puede retener 360 litros de agua cada vez que se llena. Una hectárea con 400 metros lineales de zanjas de trinchera puede retener más de 140 000 litros de agua cada vez que las zanjas se llenan y esto ocurre varias veces durante la época de lluvias. 286
XII - Medidas para la conservación del suelo
3.2. Construcción de terrazas La construcción de terrazas es muy eectiva para controlar la erosión y es probablemente una de las obras más estéticas. Sin embargo debido a su costo relativamente alto y a que requiere suelos proundos, su aplicación se limita a condiciones más específicas que las zanjas. A continuación se describen algunos tipos de terrazas: • Terrazas individuales Son pequeñas plataormas circulares o redondas trazadas al tresbolillo. Al igual que las demás terrazas tienen un corte y un relleno pero no son continuas. Además de reducir la erosión, la terraza individual permite la captación y conservación de la humedad y un mejor aprovechamiento de los ertilizantes. Son obras complementarias que se usan con terrazas angostas o zanjas de ladera para la siembra de rutales u otros cultivos permanentes. • Terrazas angostas Son plataormas continuas y de base estrecha trazadas de manera transversal a la pendiente para interceptar el agua de escorrentía. El agua captada se almacena en la plataorma para que se infiltre si está trazada a nivel o para que se evacúe lentamente a lugares debidamente protegidos cuando está trazada a desnivel. La plataorma o banco está ormada por un corte y un relleno y tiene una pendiente inversa (figura 10).
Figura 10 - Terrazas angostas
• Terrazas de banco Son plataormas o bancos escalonados construidos de manera transversal a la pendiente y separados por taludes protegidos por vegetación. El ancho del banco varía con la pendiente, el cultivo y la proundidad del suelo (figura 11). 287
Manejo Agroecológico de Suelos
Figura 11 - Terrazas de banco
En la tabla 78 se muestran las distancias recomendadas para la construcción de terrazas de acuerdo a la pendiente del suelo. Tabla 78 - Distancias que deben observarse para la construcción de terrazas, respondiendo a la pendiente del suelo
Desnivel del terreno (%)
Distancia recomendada entre terrazas (m)
<4% ≈4 ≈ 5% ≈ 6% ≈ 7% ≈ 8% ≈ 10 % ≈ 15 % ≈ 20 % > 20 %
25 22 19 18 16 15 12,5 12 11 9
3.3. Canales de desviación Este tipo de construcciones se utilizan para interceptar, desviar y transportar el agua de escorrentía superficial proveniente de las zonas altas de la cuenca a otras áreas donde no causen ningún daño a cultivos o a la inraestructura, protegiendo así 288
XII - Medidas para la conservación del suelo
los cultivos o las zonas altamente erosionables. Se recomienda su uso en áreas de ele vada precipitación para evitar la concentración y la alta velocidad del agua superficial sobre todo en zonas de pendiente uerte o en zonas más planas con un nivel reático (agua subterránea) alto.
3.4. Barreras de piedras La barrera de piedra es un tipo de barrera de materia muerta (colocación de piedras sobre el terreno) puesta en sentido transversal a la pendiente con el propósito de disminuir la velocidad del agua de escorrentía y a la vez propiciar la deposición de sedimentos gruesos. La gran abundancia de piedras en muchas zonas montañosas y la tradición de los agricultores de construir cercos de piedra hacen que este tipo de estructura tenga mucha importancia y aceptación como práctica de conservación de suelos.
3.5. Diques para el control de cárcavas Estas obras de control y recuperación tienen el propósito de proteger el corte de la cabecera de la cárcava (pequeño surco excavado por las aguas de escorrentía) y al mismo tiempo reducir la velocidad del flujo de las corrientes esporádicas o intermitentes de la escorrentía, y disminuir la pendiente en el cauce. Muchas veces no son económicamente rentables si el área a proteger tiene poco potencial productivo. Sin embargo sirven para contrarrestar el progreso de la cárcava y proteger el resto del área contribuyente así como el área aguas abajo.
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Siglas utilizadas ABA Ácido abscísico AIA Ácido Indol Acético AP Adenosín triosato BID Banco Interamericano de Desarrollo CE Conductividad Eléctrica CCE Consejo de las Comunidades Europeas CIA Centro Internacional de Agricultura ropical CIA-UCR Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica CIC Capacidad de Intercambio Catiónico Cidere Bio Bio Corporación Industrial para el Desarrollo Regional del Bio Bio (Chile) CSIC Consejo Superior de Investigación Científica (España) EESC Estación Experimental Santa Catalina Efficient Microorganisms EM EMA Microorganismos Eficientes Autóctonos (en Ecuador) ENAMI Empresa Nacional Minera ESPAC Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua ESPOL Escuela Superior Politécnica del Litoral FAO Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FBN Fijación Biológica de Nitrógeno Fundagro Fundación para el Desarrollo Agropecuario GA Giberelinas GAD Gobierno Autónomo Descentralizado ICA Instituto Colombiano Agropecuario IEE Instituto Espacial Ecuatoriano IFOAM Federación Internacional de Movimientos de Agricultura Orgánica IMA Inóculo de Microorganismos Activados INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos INIAP Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias MAE Ministerio del Ambiente del Ecuador MAG Ministerio de Agricultura y Ganadería MAGAP Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca 297
Manejo Agroecológico de Suelos
MAS MAP MO MOS MVA NMP OMS OPS PM PUCE PVC UFC UPA UV
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Manejo Agroecológico de Suelos Manejo Agroecológico de Plagas Materia Orgánica Materia Orgánica del Suelo Micorrizas Vesículo-Arbusculares Número Más Probable Organización Mundial de la Salud Organización Panamericana de la Salud Peso Molecular Pontificia Universidad Católica del Ecuador Policloruro de vinilo Unidades Formadoras de Colonias Unidad de Producción Agropecuaria Ultravioleta
Manejo Agroecológico de Suelos
se terminó de imprimir en marzo de 2017 en Empresa Pública Medios Públicos del Ecuador Quito, Ecuador.
