Evaluación de la calidad de los abonos orgánicos producidos

UNIVERSIDAD EARTH
EVALUACION DE LA CALIDAD DE LOS ABONOS ORGÁNICOS
PRODUCIDOS EN LA UNIVERSIDAD EARTH
Por
ARIEL MIRANDA HUANCA
GEM JAVIER VALLE VERA
Trabajo de graduación
presentado como
requisito parcial para
optar al título de
INGENIERO AGRÓNOMO
Con el grado de
LICENCIATURA
Guácimo, Costa Rica
Diciembre, 2005
Trabajo de graduación presentado como requisito parcial para optar
al título de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura
Profesor Asesor
(Espacio para la firma)
Humberto Leblanc, Ph. D.
Profesor Asesor
(Espacio para la firma)
Manuel Cerrato, Ph.D.
(Espacio para la firma)
Marlon Brevé Reyes, Ph.D.
Decano
Candidato
(Espacio para la firma)
Ariel Miranda Huanca
Candidato
(Espacio para la firma)
Gem Javier Valle Vera
Diciembre, 2005
iii
DEDICATORIA
Al mejor hombre que he conocido y le debo todo lo que soy, mi difunto padre el
Dr. Reinaldo Polivio Valle Carrera.
A las mujeres más admirables y hermosas que he conocido, mi difunta abuelita
la Sra. Luisa Trinidad Rengifo y mi madre la Sra. Aurora Consuelo Vera Rengifo de
Valle, que siempre estuvieron pendientes de mí, durante mis estudios y fueron mi
motivo de inspiración para seguir estudiando.
A mis adorados hermanos él Dr. Rubén Ernesto Valle Vera, Eco. Polivio Lenín
Valle Vera, Ing. Gustavo Neptalí Valle Vera e Ing. María Luisa Valle Vera de Ávila que
siempre me apoyaron con su ayuda desinteresada y fueron pilar fundamental en mi
formación profesional y personal.
A mi esposa la Ing. Shirley Paola Calderón Intriago y mi hija Luciana Paulette
Valle Calderón, que han sido mi norte y motivo de inspiración en mis estudios.
A la familia Ávila Carrera, en especial a mí cuñado el Mayor de las Fuerzas
Especiales Ecuatorianas, él Ing. Jorge Ávila Carrera por su ayuda incondicional.
A la familia Calderón Intriago en especial a mi suegro el Lic.. Marcos Calderón
Calderón que me ofreció su aporte incondicional para la realización de mis estudios.
A la familia Encalada, en especial a los Ingenieros Carlos y Jorge Encalada,
amigos que considero mucho y me ofrecieron su aporte incondicional para terminar mis
estudios.
A mis profesores asesores de proyecto Humberto Leblanc y Manuel Cerrato,
quienes fueron los guías para la realización de este proyecto y aportaron su experiencia
en mi formación profesional.
Dios, gracias por permitirme llegar hasta este momento tan especial de mi vida.
Gracias a todos,
Gem Javier Valle Vera
v
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a:
Mis abuelitos María y Alberto, por su cariño y esperanza puesta en mí.
Mis padres María y Nolberto, quienes con sus consejos, sacrificio y dedicación
son la fuente de mi inspiración.
Mis hermanas Lissett y Wara, por sus ánimos, cariño y porque siempre han
estado en mi pensamiento.
Ariel Miranda Huanca
vi
AGRADECIMIENTO
A la universidad EARTH, por permitirnos desarrollar nuestros estudios
superiores. Gracias a la Facultad de la Universidad EARTH, porque por ustedes somos
mejores personas ética y profesionalmente.
De manera especial agradecemos la colaboración de nuestros asesores
Humberto Leblanc y Manuel Cerrato por habernos guiado, aconsejado en esta
investigación.
De igual forma, agradecemos a las personas que han contribuido en esta
investigación: Herbert Arrieta, Ricardo Palacios, Eufren, Nancy, Maria Virginia, Cristino
y Blanca.
vii
RESUMEN
La Universidad EARTH produce bokashi en la Finca Integrada Orgánica (FIO),
en la Finca Pecuaria Integrada (FPI) y en la Finca Comercial (FC). Estos ¨bokashis¨
difieren entre si, porque cada finca utiliza insumos propios, además los procesos de
elaboración tienen ciertas diferencias. Esta variación en composición y forma de
elaboración, podría ser determinante en la calidad de los abonos, específicamente en la
relación C:N y por consiguiente en su capacidad de mineralización de N. Este proyecto
pretende evaluar la calidad los abonos orgánicos producidos en la Universidad EARTH
a través de la respuesta de una planta indicadora como el maíz (Zea mayz L.).
Los abonos orgánicos producidos en la Universidad EARTH, se evaluaron en
pruebas de campo para ver su efecto en el rendimiento y en pruebas cortas en
invernadero, para determinar si estas pruebas era un indicativo de la calidad de los
abonos orgánicos. Los tratamientos evaluados fueron los bokashis de FIO, FPI y FC,
(aplicados a una dosis de 20 Mg ha-1en base seca) fertilizante 10-30-10 (20 kg N ha-1),
fertilizante 10-30-10 más urea (100 kg N ha-1) y un testigo.
De los abonos orgánicos producidos en EARTH el FIO y FPI produjeron los
mejores rendimientos, e igualaron al 10-30-10. Por consiguiente fueron los abonos
orgánicos con mejor calidad nutricional, este resultado está relacionado con su
capacidad de mineralizar N. El abono de FC, produjo el menor rendimiento. La relación
C:N fue un factor determinante en la calidad de los abonos orgánicos evaluados. Los
abonos con relaciones C:N de 25 ó menos produjeron la mejor acumulación de biomasa
seca y rendimiento, los abonos con relaciones mayores, produjeron menor acumulación
de materia seca y rendimiento de grano. La pruebas de invernadero pueden predecir la
calidad de los abonos orgánicos estudiados, si estos presentan una relación C:N menor
de 20, ó una relación C:N mayor de 30. Pero no son precisas para relaciones C:N
intermedias como 25.
Palabras claves: Abono orgánico, bokashi, mineralización de N, relación C:N.
Miranda Huanca, A; Valle Vera, G. 2005. Evaluación de la calidad de los abonos
orgánicos producidos en la Universidad EARTH, Proyecto de Graduación Lic.
Ing. Agr. Guácimo, CR, Universidad EARTH. 21 p.
ix
ABSTRACT
EARTH University produces bokashi at the Organic Integrated Farm, at the
Animal Production Farm and at the Commercial Farm. Each bokashi differs from each
other because are prepared using different supplies and elaboration methods. This
variation in their composition and elaboration methods could determine the quality of the
amendments, specifically the C:N ratio and consequently its capacity to mineralize N.
This project pretends to evaluate the quality of the organic amendments produced in
EARTH-University by measuring response in corn plants.
The organic amendments were evaluated on the field to determinate their effect
on plant productivity and with short tests at a greenhouse to verify if these tests could
indicate the quality of the amendments. The treatments evaluated were the different
bokashis produced in EARTH-University farms (applied at a dosage of 20 Mg ha-1 dry
matter base), 10-30-10 fertilizer ( 20 kg N ha-1), 10-30-0 fertilizer plus urea (100 kg N
ha-1) and a control.
The amendments produced in the Organic Integrated Farm and the Animal
Production Farm presented the best productivity results, which were the same as those
obtained with the application of 10-30-10 fertilizer. This result is related to the
amendments capacity to mineralize N. The amendment from the Commercial Farm
showed the lowest productivity. The C:N ratio was a factor that determined the quality of
the amendments evaluated. The amendments with a C:N ratio of 25 or less gave the
best productivity and the highest result of dry biomass accumulation. The amendments
with the highest C:N ratio gave the lowest grain production results and also the lowest
accumulation of dry biomass. The greenhouse tests allows to predict the quality of the
organic amendments only if these have a C:N ratio lower than 20 or higher than 30, they
are not precise with intermediate ratio such as 25.
Key words: Bokashi, C:N ratio, N mineralization, organic amendment.
Miranda Huanca, A; Valle Vera, G. 2005. Evaluación de la calidad de los abonos
orgánicos producidos en la Universidad EARTH, Proyecto de Graduación Lic.
Ing. Agr. Guácimo, CR, Universidad EARTH. 21 p.
x
CONTENIDO
Página
DEDICATORIA........................................................................................................ V
AGRADECIMIENTO.............................................................................................. VII
RESUMEN.............................................................................................................. IX
ABSTRACT............................................................................................................. X
LISTA DE CUADROS ........................................................................................... XII
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................ XIII
1
INTRODUCCIÓN ...............................................................................................1
2
OBJETIVOS ......................................................................................................3
2.1 GENERAL..................................................................................................3
2.2 ESPECÍFICOS...........................................................................................3
3
METODOLOGÍA................................................................................................4
3.1 LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO......................................................4
3.2 DISEÑO EXPERIMENTAL.........................................................................4
3.2.1
Abonos orgánicos evaluados .......................................................4
3.2.2
Experimento de Campo................................................................6
3.2.3
Experimento de Invernadero ........................................................8
3.2.4
Análisis estadístico.......................................................................9
4
RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................10
4.1 EXPERIMENTO DE CAMPO...................................................................10
4.1.1
Producción de biomasa..............................................................10
4.1.2
Absorción neta de nutrientes......................................................12
4.1.3
Rendimiento ...............................................................................13
4.2 EXPERIMENTO DE INVERNADERO......................................................14
4.2.1
Producción de biomasa..............................................................14
4.2.2
Absorción neta de nutrientes......................................................16
4.2.3
Precisión de las pruebas de invernadero como predictoras de la
calidad los abonos orgánicos.....................................................18
5
CONCLUSIONES ............................................................................................19
6
RECOMENDACIONES....................................................................................20
7
BIBLIOGRAFÍA CITADA.................................................................................21
xi
LISTA DE CUADROS
Cuadro
Página
Cuadro 1. Composición química de los bokashis evaluados en este estudio.................4
Cuadro 2. Propiedades químicas del suelo utilizado en este estudio. ............................7
xii
LISTA DE FIGURAS
Figura
Página
Figura 1. Producción de biomasa seca total, de tallos y de granos en maíz, utilizando
diferentes bokashis y fertilizantes inorgánicos...............................................11
Figura 2. Absorción neta de nutrientes total, en tallos y grano en maíz, utilizando
diferentes bokashis y fertilizantes inorgánicos...............................................12
Figura 3. Rendimiento en el grano de maíz en el campo, utilizando diferentes bokashis
y fertilizantes inorgánicos. .............................................................................14
Figura 4. Producción de biomasa seca total en maíz, utilizando diferentes bokashis y
fertilizantes inorgánicos. ................................................................................15
Figura 5. Absorción neta de N, P y K en tallos en maíz, utilizando diferentes bokashis y
fertilizantes inorgánicos. ................................................................................17
xiii
1 INTRODUCCIÓN
Los abonos orgánicos constituyen una práctica de manejo fundamental en la
rehabilitación de la capacidad productiva de los suelos degradados. Los abonos
orgánicos son enmiendas que se incorporan al suelo para mejorar sus propiedades
físicas, químicas, biológicas y con ello su fertilidad. Tal es el caso del bokashi, el cual
se aplica en las zonas agrícolas con el propósito de activar e incrementar la actividad
microbiana del suelo, ya que es rico en materia orgánica, energía y microorganismos,
pero bajo en elementos inorgánicos. Entre las ventajas que presenta el bokashi se
pueden mencionar: el aumento de microorganismos benéficos en el suelo, incremento
de la biodiversidad, producción de abono en un tiempo corto, no produce malos olores
y proporciona sustancias orgánicas como aminoácidos, vitaminas, ácidos orgánicos,
enzimas y sustancias antioxidantes (FAO, 1991).
El contenido de nutrientes en los abonos orgánicos está en función de las
concentraciones de estos en los residuos utilizados. Los abonos orgánicos
básicamente actúan en el suelo sobre tres propiedades: Las físicas, mejorando
estructura y textura del suelo, así como su permeabilidad. Las propiedades químicas,
aumentando la capacidad amortiguadora por consiguiente reduciendo las oscilaciones
de pH, y aumentando la capacidad de intercambio catiónico, con lo que mejora la
fertilidad del suelo. Finalmente las propiedades microbiológicas, que al producir
sustancias inhibidoras y activadoras de crecimiento incrementan considerablemente el
desarrollo de microorganismos benéficos, tanto para degradar la materia orgánica del
suelo como para favorecer el desarrollo del cultivo (Arias, 2001).
El bokashi, cuyo nombre en Japonés significa “materia orgánica fermentada” o
“fertilizante orgánico fermentado” es un tipo de abono, producto de un proceso de
degradación anaeróbica o aeróbica de materiales de origen animal y vegetal, el cual es
más acelerado que el compostaje, permitiendo obtener el producto final de forma más
rápida (Arias, 2001). El principal uso que se le da al bokashi es como mejorador del
suelo, ya que aumenta la diversidad microbiana y la cantidad de materia orgánica.
(Shintani; et al. 2000).
1
La Universidad EARTH produce bokashi en la Finca Integrada Orgánica, en la
Finca Integrada Pecuaria y en la Finca Comercial. Estos bokashis difieren entre si,
porque cada finca utiliza insumos propios, además los procesos de elaboración tienen
ciertas diferencias. Esta variación en composición y forma de elaboración, podría ser
determinante en la calidad de los abonos, específicamente en la relación C:N y por
consiguiente en su capacidad de mineralización de N.
Este proyecto pretende evaluar la calidad los abonos orgánicos producidos en
la Universidad EARTH, a través de la respuesta de una planta indicadora como el maíz
(Zea mayz L.).
2
2 OBJETIVOS
2.1
GENERAL
Determinar la eficiencia nutricional de varios abonos orgánicos producidos en
las fincas de la Universidad EARTH, utilizando el maíz (Zea mayz L.) como planta
indicadora.
2.2
ESPECÍFICOS
•
Evaluar el efecto de la aplicación de bokashi de Finca Orgánica (FIO), Finca
Comercial (FC) y Finca Pecuaria Integrada (FPI), 10-30-10 y 10-30-10 con urea,
sobre el rendimiento del grano, la producción de biomasa y la absorción neta de
N, P y K en maíz.
•
Evaluar el efecto de los abonos orgánicos en pruebas cortas en invernadero,
para determinar si estas pruebas son un indicativo de la calidad de los abonos
orgánicos.
3
3 METODOLOGÍA
3.1
LOCALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO
El experimento fue realizado en la Finca Académica de la Universidad EARTH,
la cual está ubicada en el Cantón de Guácimo, Provincia de Limón, Costa Rica. La
Universidad se encuentra a una altura de 64 msnm, recibe una precipitación anual
promedio de 3460 mm y tiene una temperatura promedio de 25.1 °C, esas
características la ubican en la zona de vida de bosque muy húmedo premontano con
transición a basal (Bolaños y Watson, 1993). El suelo del sitio experimental se clasifica
como Andic Humitropept, textura franco arcilloso limoso (Sancho, et al., 1989).
3.2
DISEÑO EXPERIMENTAL
La eficiencia nutricional de tres abonos orgánicos tipo bokashi fue evaluada en
un experimento de campo y un experimento de invernadero usando el cultivo de maíz
como planta indicadora.
3.2.1 Abonos orgánicos evaluados
Se evaluaron tres abonos orgánicos tipo bokashi, uno de la Finca Integrada
Orgánica (FIO), otro de la Finca Pecuaria Integrada (FPI) y otro de la Finca Comercial
(FC). Las características químicas de cada bokashi se presentan en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Composición química de los bokashis evaluados en este estudio.
Bokashi
FIO
FPI
FC
C
N
P
K
Ca
Mg
Fe
Cu
Zn
Mn
C:N
C:P:
----------------------- % ------------------------
------------ ppm ------------
----- % -----
58.3
3.19
0.49
1.31
2.17
0.37
4400
14
175
200
18
119
13.7
0.55
0.09
2.09
1.64
0.69
1720
62
175
550
25
152
53.6
1.49
0.29
4.22
1.92
1.1
20200
43
175
1050
36
185
El bokashi de FPI es elaborado a partir de las excretas (estiércol y orina)
bovinas, aserrín y EM Activado (EMA). El proceso de elaboración se inicia colocando
una capa de aserrín de aproximadamente 7 cm de espesor en el piso de la sala de
4
ordeño de la lechería de la finca. Las excretas son depositadas diariamente por
aproximadamente 100 cabezas de ganado mientras permanece alrededor de 4 horas
en sala de ordeño. Las excretas y el aserrín son mezclados por el pisoteo de los
mismos animales durante su estadía en el corral. Para acelerar el proceso de
degradación y evitar malos olores, se adicionan semanalmente 4 L de una mezcla
preparada a partir de 320 mL de EMA y el resto de agua.
La mezcla de excretas y aserrín permanece en la sala de ordeño por
aproximadamente 21 días, sin embargo, dependiendo de las condiciones de humedad
y precipitación este período puede alargarse hasta 6 meses para lo cual se hace
necesario la adición mensual de una nueva capa de aserrín de 7 cm. y la adición
semanal de la mezcla de EMA. Una vez finalizado el período de elaboración, el
material es retirado del corral y luego es colocado en una pila por 15 a 20 días.
Durante este proceso el material es volteado dos veces por semana, adicionándole un
volumen de mezcla de EMA igual al usado en la sala de ordeño. Después el bokashi
puede ser empacado para su uso.
El bokashi de FC es elaborado a partir de los desechos de banano y pinzote
generados por la producción de banano de la finca. En un área designada para la
producción de abonos, los desechos son picados y colocados en camas de 1 m de
ancho por 1 m de alto y de 14 m de largo. Seguidamente a cada cama se le adiciona
aproximadamente 20 % (p/p) de aserrín y una mezcla de 2 L de EMA y 60 L de agua.
(1:30). Una vez preparada, se deja reposar la cama por 5 días antes de realizar el
primer volteo y luego es volteada cada 3 días por 5 semanas. La adición de EMA se
realiza diariamente durante todo el proceso reproducción. La cantidad de aserrín
adicionada varía según sea la necesidad de controlar la humedad de la cama.
Después de finalizado el período de 5 semanas, el material es empacado para su uso.
El bokashi de FIO se elabora mezclando 450 kg de tierra, 100 kg de estiércol
de cabra, 100 kg de estiércol de gallina, 100 kg de granza de arroz, 50 kg de semolina,
5 kg de carbón y 6 kg de melaza. A esa mezcla se le agrega agua hasta alcanzar una
humedad de un 60%. El material se distribuye en montículos, los cuales son volteados
5
diariamente durante 25 días. Después de finalizado ese período, el material es
empacado para su uso.
3.2.2 Experimento de Campo
El experimento de campo fue estructurado en un Diseño de Bloques
Completamente al Azar (DBCA) con 3 bloques cada uno con 6 tratamientos. El modelo
estadístico empleado fue:
yij = µ + βi + ζi + εij
donde:
yij = Respuesta al abono
µ = Media poblacional
βi = Efecto del bloque
ζi = Efecto de los tratamientos
εij = Error experimental
Los tratamientos evaluados fueron los bokashis de FIO, de FPI y de FC
fertilizante 10-30-10, fertilizante 10-30-10 más urea y un testigo. Los bokashis fueron
aplicados a una dosis de 20 Mg ha-1 en base seca, el fertilizante 10-30-10 fue aplicado
a una dosis de 20 kg de N ha-1 y el fertilizante 10-30-10 más urea fue aplicado a una
dosis de 100 kg de N ha-1. Todos los tratamientos fueron aplicados al boleo una
semana antes de la siembra con excepción del tratamiento 10-30-10 más urea, donde
el N fue aplicado en forma fraccionada, aplicándose el 10-30-10 a la siembra y la urea
seis semanas después de la siembra.
Cada bloque fue dividido en 6 parcelas de 35 m2 cada una y en cada bloque se
establecieron los seis tratamientos. Todos los tratamientos fueron aplicados al voleo.
Luego, cada parcela fue sembrada con el híbrido de maíz HS-5G a una densidad de
siembra de 40000 plantas por ha, con una distancia de 1 m entre hileras y de 0.5 m
entre plantas. Cada parcela tenía cinco hileras de maíz.
Antes de la aplicación de los tratamientos, 20 muestras de suelo del área
experimental fueron tomadas, hasta una profundidad de 30 cm, y mezcladas para
formar una muestra compuesta. La muestra fue secada, molida y analizada en el
6
Laboratorio de Aguas y Suelos de la Universidad EARTH. Las características químicas
del suelo se presentan en el Cuadro 2.
Cuadro 2. Propiedades químicas del suelo utilizado en este estudio.
Acidez
Extractable
K
Ca
Mg
----------------------- cmol+/L -----------------------
pHH2O
5.73
0.38
0.65
5.53
P
Fe
Cu
Zn
Mn
----------------- ppm -----------------
1.87
17.2
171
9
3
23
MO
N
------- % ------6.04
0.56
También, cinco muestras de suelo de cada parcela fueron tomadas, hasta un
profundidad de 30 cm, después de la cosecha y mezcladas para formar una muestra
compuesta. Las muestras de suelo fueron secadas, molidas y analizadas en el
Laboratorio de Aguas y Suelos de la Universidad EARTH.
Una vez alcanzada la madurez fisiológica, las tres hileras centrales de cada
parcela fueron cosechas, con excepción de 0.5 m en los extremos de cada hilera. Las
mazorcas de maíz de todas las plantas dentro del área de muestreo fueron
cosechadas a mano y luego fueron secadas a temperatura ambiente por tres días.
Posteriormente, las mazorcas fueron desgranadas y el peso de todo el grano de maíz
cosechado fue obtenido. De ese maíz, una muestra de 0.5 kg fue tomada y secada en
un horno a 60 °C por 72 horas. El rendimiento o biomasa seca del grano fue calculado
y ajustado a un 14% de humedad.
Por otra parte, todo el material foliar, tallos y hojas, de las plantas del área de
muestreo de cada parcela fue secado y su peso fue obtenido. Luego todo el material
foliar de cada parcela fue picado y una muestra de 0.5 kg fue tomada y secada en un
horno a 60 °C por 72 horas. El rendimiento o biomasa seca del material foliar fue
calculado.
Tanto las muestras de grano como las de material foliar fueron molidas hasta
pasar un tamiz de 60 ¨mesh¨ y el contenido de N, P, K, Ca y Mg fue analizado en cada
muestra en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad EARTH.
7
Para determinar la absorción neta de cada elemento, o sea la cantidad que la
planta tomó de cada abono o fertilizante; se le restó a cada tratamiento dentro de cada
bloque la cantidad de dicho elemento que tomó el testigo.
3.2.3 Experimento de Invernadero
El experimento de invernadero fue estructurado en un Diseño Completamente al
Azar (DCA). El modelo estadístico empleado fue:
yij = µ + ζi + εij
donde:
yij = Respuesta al abono
µ = Media poblacional
ζi = Efecto de los tratamientos
εij = Error experimental
En este experimento se evaluaron los mismos tratamientos que en el
experimento de campo, los cuales son los bokashis de FC, FPI y FIO, los fertilizantes
10-30-10, 10-30-10 más urea y un testigo. Cada tratamiento fue repetido tres veces. El
experimento se hizo en macetas con suelo obtenido del sitio en donde se realizó el
experimento de campo, el suelo se tomó a una profundidad de 0-20 cm. Materiales
extraños y piedras fueron removidos del suelo, luego este fue tamizado y uniformizado.
Cinco kg de suelo fueron colocados en cada maceta. Los tratamientos fueron
aplicados a la superficie del suelo en las macetas. Luego, dos semillas del híbrido de
maíz HS-5G fueron sembradas en cada maceta.
El experimento fue conducido bajo condiciones controladas de humedad con un
sistema de riego por microclima y propagación de la marca Hadar 7110. La distancia
de cada aspersor fue de 4x4 m, con una capacidad de riego de cada boquilla de 6 mm
hora-1. El periodo de irrigación fue de 10 minutos con intervalos de tres horas por día.
Las dos plantas de cada maceta fueron cosechadas a las ocho semanas de
desarrollo. Las plantas fueron picadas y secadas en un horno a 60 °C por 72 horas. El
rendimiento o biomasa foliar en base seca fue calculado para cada maceta. La
8
muestra fue molida hasta pasar un tamiz de 60 ¨mesh¨ y el contenido de N, P y K fue
analizado en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad EARTH.
3.2.4 Análisis estadístico
Los datos fueron analizados a través de un análisis de varianza usando el
programa estadístico SAS (Statistical Analysis System, Institute. 1999). Las medias
fueron separadas por la prueba de Duncan (α = 0.05).
9
4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1
EXPERIMENTO DE CAMPO
4.1.1 Producción de biomasa
El efecto de los tratamientos sobre la producción de biomasa total y de tallos,
siguió la misma tendencia para estas dos variables. El tratamiento que produjo la
mayor biomasa seca (p < 0.05) fue 10-30-10 más urea, seguido de 10-30-10 y FIO que
produjeron la misma biomasa seca, luego siguió el tratamiento FPI, el testigo, y el
tratamiento que menos biomasa seca produjo fue el FC (Figura 1). La producción de
biomasa seca del grano siguió una tendencia similar a los resultados de producción de
biomasa seca total y de tallos. En este caso nuevamente el tratamiento que produjo la
mayor biomasa seca (p < 0.05) fue 10-30-10 más urea, seguido de 10-30-10 y FIO que
produjeron la misma biomasa seca, los tratamientos FIO y FPI no presentaron
diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05). Es importante resaltar que el
tratamiento FC produjo menos biomasa seca de grano que el testigo.
Estos resultados son fácilmente explicados debido a las exigencias nutricionales
del cultivo del maíz, pues la planta responde a altas dosis de N. El MAG (1991)
recomienda para la zona donde se condujo el experimento una dosis de 100 kg N ha-1,
por eso el tratamiento que produjo más biomasa seca total, en tallos y grano fue el 1030-10 más urea que tenía la recomendación para la zona. En los abonos orgánicos
gran parte del N se encuentra en forma orgánica, por consiguiente para que sea
utilizable por la planta este debe ser mineralizado a una forma inorgánica, esto está
determinado por la relación C:N, además del N que contenga el abono. En este caso el
tratamiento FIO produjo resultados similares al utilizar 10-30-10, esto se debe a que
este abono posee una relación C:N menor de 20 y un contenido de N de 3.19 (Cuadro
1). Paul y Clark (1996) afirman que un abono de calidad debe tener una relación C:N
menor de 20 y un porcentaje de nitrógeno de 2 %. El abono de FIO cumple con estos
requisitos de calidad, lo que es consistente con los resultados encontrados.
El bokashi de FC tiene una relación C:N de 36 y un contenido de N de 1.49, por
lo que el N disponible en este abono orgánico fue inmovilizado por los
microorganismos del suelo debido a su alta relación C:N. Cuando la relación C:N es
10
mayor que 30:1 o 35:1, el material o el abono orgánico inmovilizarán el N inorgánico
mineralizado. Esto ocurre porque los microorganismos no encuentran suficiente N
dentro del abono orgánico y tienen que recurrir al N inorgánico del suelo para
satisfacer sus necesidades de síntesis proteica (Alexander 1980).
16000
14000
a
Total
b
b
12000
c
10000
d
e
8000
6000
Biomasa seca de maíz en campo (kg ha-1)
4000
2000
0
5000
Grano
a
4000
bc
c
d
3000
b
e
2000
1000
0
12000
Tallo
a
10000
6000
b
b
8000
c
d
e
4000
2000
0
go
sti
Te
O
FI
I
FP
FC
a
10
re
0+U
-3
0
0
1
1
0-3
10
Tratamiento
Figura 1. Producción de biomasa seca total, de tallos y de granos en maíz,
utilizando diferentes bokashis y fertilizantes inorgánicos.
11
4.1.2 Absorción neta de nutrientes
Se observó una tendencia similar en la absorción neta de N en la biomasa total
de tallos y grano. Los tratamientos 10-30-10 más urea, 10-30-10, FIO y FPI
recuperaron la misma cantidad de N del abono (p < 0.05). El tratamiento de FC
produjo una inmovilización de N, por lo que el cultivo no tomó N de ese abono (Figura
2). La recuperación de P fue muy similar entre los tratamientos, pero la tendencia fue
que el maíz recuperó menos P del abono de FC. El K fue recuperado en la biomasa
total y de tallos del maíz de forma parecida, pero el tratamiento de FC produjo
inmovilización de K y ambos casos no recuperaron K de este abono. En cambio en
grano el K recuperado fue similar entre todos los tratamientos, sólo el tratamiento 1030-10 más urea produjo una mayor recuperación de K que los abonos orgánicos, pero
-1
Absorción neta de nutriente en maíz (kg ha )
no fue estadísticamente diferente (p < 0.05) del tratamiento 10-30-10 (Figura 2).
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
30
25
To ta l
N itró g e n o
ab
14
12
a
ab
ab
a
ab
b
20
ab
a
ab
40
a
To ta l
P o ta s io
60
0
4
G ra n o
N itró g e n o
a
a
b
2
b
a
a
7
0
2
1
b
-10
80
Ta llo s
N itró g e n o
9
60
a
50
7
a
ab
ab
6
ab
b
4
b
Ta llo s
Fó s fo ro
a
a
a
ab
FIO
I
FP
FC
10
0-
10
-
10
30
10
+U
re
a
P o ta s io
Ta llo s
40
a
ab
ab
b
-20
1
-3
b
0
2
b
0
80
20
4
0
b
60
3
-10
b
2
5
10
a
10
8
ab
6
ab
G ra n o
P o ta s io
12
0
10
8
ab
G ra n o
Fó s fo ro
5
-5
c
-40
14
6
4
40
-20
0
8
3
20
a
10
5
30
To ta l
6
10
70
80
Fó s fo ro
8
20
15
16
b
0
FIO
I
FP
FC
10
-3
0-
10
-
10
30
10
+U
re
a
c
-40
FIO
FP
I
FC
10
-3
0-
10
-
10
30
10
+U
re
a
Tratamiento
Figura 2. Absorción neta de N, P y K en tallo, en grano y total en maíz, utilizando
diferentes bokashis y fertilizantes inorgánicos.
12
4.1.3 Rendimiento
El tratamiento que produjo el mayor rendimiento fue el 10-30-10 más urea, le
siguieron los tratamientos 10-30-10, FIO y FPI que produjeron los mismos
rendimientos. El tratamiento FC no produjo rendimientos diferentes al testigo (Figura
3). Estos resultados muestran una tendencia similar a los encontrados en la
producción de biomasa seca del maíz. Este rendimiento es una repuesta típica a N,
pues el tratamiento 10-30-10 más urea, aportó 100 kg ha-1. Estos resultados son
fácilmente explicados debido a las exigencias nutricionales del cultivo del maíz, pues la
planta responde a altas dosis de N, el MAG (1991) recomienda para la zona donde se
condujo el experimento una dosis de 100 kg N ha-1.
Los abonos de FIO y FPI tuvieron que mineralizar cantidades importantes de N,
pues su producción fue igual al tratamiento 10-30-10, el cual aportó 20 kg N ha-1, no
así el tratamiento de FC que no sólo produjo el rendimiento más bajo, sino también la
biomasa más baja. El abono de FIO posee una relación C:N de 18 y el FPI posee una
relación C:N de 25 (Cuadro 1), lo que permite la mineralización de N. El bokashi de FC
tiene una relación C:N de 36, por lo que el N disponible en este abono orgánico fue
inmovilizado por los microorganismos del suelo debido a su alta relación C:N. Cuando
la relación C:N es mayor que 30:1 o 35:1, el material o el abono orgánico inmovilizará
el N inorgánico mineralizado. Esto ocurre porque los microorganismos no encuentran
suficiente N dentro del material o del abono orgánico y tienen que recurrir al N
inorgánico del suelo para satisfacer sus necesidades de síntesis proteica (Alexander
1980). Esta alta relación C:N del tratamiento FC, se debe a que en su elaboración se
usa un 20 % de aserrín y los únicos ingredientes son banano y raquis de banano.
13
Rendimientos de
grano de maíz (kg ha-1)
3000
a
2500
b
2000
b
b
c
c
1500
1000
500
0
go
st i
e
T
I
FP
O
FI
FC
a
10
re
0U
3
+
10
10
03
10
Tratamiento
Figura 3. Rendimiento en el grano de maíz en el campo, utilizando diferentes
bokashis y fertilizantes inorgánicos.
4.2
EXPERIMENTO DE INVERNADERO
4.2.1 Producción de biomasa
En el experimento de invernadero, el tratamiento 10-30-10 más urea y el 10-3010 (Figura 4), produjeron la mayor cantidad de biomasa seca. El tratamiento FIO fue el
segundo en producción de biomasa seca y el que produjo más biomasa seca entre los
abonos orgánicos. Los tratamientos FPI y FC produjeron la misma cantidad de
biomasa seca que el testigo.
La producción de biomasa seca en el invernadero, mostró una tendencia similar
a la producción de biomasa seca en campo y al rendimiento de grano obtenido en
campo. El tratamiento 10-30-10 más urea, que fue uno de los dos tratamientos que
produjeron la mayor cantidad de biomasa seca en el invernadero, y que también
produjo la mayor cantidad de biomasa seca y rendimiento de grano en campo.
14
El tratamiento 10-30-10 produjo la misma materia seca y rendimiento en campo
que el tratamiento FIO, aunque en el invernadero el tratamiento 10-30-10, produjo más
biomasa que el tratamiento FIO. La producción de biomasa seca en el invernadero de
este último tratamiento muestra consistencia con lo encontrado en campo; donde
ocupa el segundo lugar en producción de biomasa seca y rendimiento de grano.
El tratamiento FC, produjo resultados consistentes con los encontrados en
campo, pues en todos los experimentos produjo la menor acumulación de biomasa
seca y rendimiento. El tratamiento FPI no mostró una tendencia similar entre los
resultados encontrados en campo y en el invernadero, debido a que aunque en el
campo presentó el segundo lugar en producción de biomasa total y rendimiento, en el
invernadero, no presentó diferencias en la producción de biomasa estadísticamente
significativa (p < 0.05) con respecto al testigo.
Biomasa seca de maíz
-1
en invernadero (g maceta )
140
Total
a
120
a
100
b
80
60
40
c
c
c
20
0
go
sti
e
T
O
FI
I
FP
FC
a
10
re
0U
3
+
10
10
03
10
Tratamiento
Figura 4. Producción de biomasa seca total en maíz, utilizando diferentes
bokashis y fertilizantes inorgánicos.
15
4.2.2 Absorción neta de nutrientes
El tratamiento que presentó la mayor absorción neta de N en el invernadero fue
el 10-30-10 más urea (Figura 5), este resultado era de esperar pues el tratamiento
tenía la recomendación para la zona (100 kg N ha-1), luego siguió el tratamiento 10-3010 el cual aportó 20 kg N ha-1, esta diferencia en absorción de N, no se reflejó en la
producción de biomasa seca en el invernadero. En el experimento de campo, no se
observó esta diferencia en la absorción neta de N, pero si se reflejó en una mayor
producción de biomasa seca y en el rendimiento. (Figura 1, 2 y 3).
La absorción neta de N del tratamiento FIO se reflejó en su producción de
biomasa seca en el invernadero, en campo este abono produjo una absorción neta de
N igual a la de los fertilizantes químicos, esto se reflejó al ocupar el segundo lugar en
producción de biomasa seca y rendimiento de grano junto con el tratamiento 10-30-10.
El tratamiento FPI tuvo una absorción neta de N baja en el invernadero, esto se
reflejó en una producción baja de biomasa seca en el invernadero, en campo esta
absorción neta de N fue buena y se reflejó en la producción de biomasa seca, pues
ocupó el tercer lugar en producción de biomasa seca y a que ocupó junto con los
tratamientos 10-30-30 y FIO, el segundo lugar en el rendimiento de grano.
El tratamiento FC, produjo una inmovilización de N en el invernadero, por lo que
no produjo más biomasa seca que el testigo. Esta misma situación se presentó en el
experimento de campo, donde también presentó una inmovilización de N, produjo
menos biomasa seca que el testigo y un rendimiento de grano igual al testigo.
Los tratamientos que tuvieron la mayor absorción neta de P fueron: el
tratamiento 10-30-10 más urea y el tratamiento 10-30-10, como era de esperase,
debido a su alto contenido de P en forma inorgánica. Los tratamientos con abonos
orgánicos tuvieron una absorción neta similar, pero con la tendencia a que el
tratamiento FC, produjera una menor absorción neta de P.
La absorción neta de K en el invernadero, fue similar para los tratamientos 1030-10 más urea, 10-30-10 y FIO. Los tratamientos FPI y FC produjeron la misma
16
absorción neta de K. Esta situación es extraña, pues la base del tratamiento FC es
banano, el cual aporta gran cantidad de K, además los análisis químicos demuestran
-1
Absorción neta de nutriente en biomasa de maíz (g maceta )
un alto contenido de K en este abono (Cuadro1).
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
0.20
0.18
N itró g e n o
a
b
c
d
d
Fó s fo ro
a
0.16
0.14
a
a
0.12
0.10
ab
0.08
0.06
0.04
b
0.02
0.00
2.0
1.8
P o ta s io
1.6
a
a
a
1.4
1.2
1.0
0.8
b
0.6
0.4
b
0.2
0.0
FIO
I
FP
FC
10
30
10
-1
-3
0
0
0
-1
+U
re
a
Tratamiento
Figura 5. Absorción neta de N, P y K en tallos en maíz, utilizando diferentes
bokashis y fertilizantes inorgánicos.
17
4.2.3 Precisión de las pruebas de invernadero como predictoras de la calidad
los abonos orgánicos
Las pruebas de invernadero demostraron ser buenas indicadoras de la calidad
de los abonos orgánicos producidos en EARTH. Estas pruebas cortas de ocho
semanas, mostraron tener precisión para determinar la calidad de abonos orgánicos
con relaciones C:N bajas como las del tratamiento FIO (C:N=18) y con relaciones muy
altas como el tratamiento FC (C:N=36). Pero no tienen la precisión para determinar la
calidad de abonos con relaciones C:N intermedias como el de FPI (C:N=25). Al
parecer en el periodo de ocho semanas el tratamiento FIO mineraliza suficiente
cantidad de N para que esto se aprecie en la producción de biomasa seca. El
tratamiento FC mineraliza tan poca cantidad de N lo que se aprecia fácilmente en
producción de biomasa seca. En el caso del tratamiento FPI, este no mineraliza
suficiente cantidad N en un periodo de ocho semanas, pero sí en campo al tener un
periodo más largo para mineralizar N, esto se reflejó en la producción de biomasa seca
y en el rendimiento.
Esta observación de que la prueba de invernadero no tiene la precisión para
detectar la calidad de abonos orgánicos con relaciones C:N intermedias como en el
caso del tratamiento FPI. Es avalada por otros autores como Alexander (1980), que
afirma que cuando la relación C:N está entre 20:1 y 30:1 puede ocurrir tanto
mineralización o inmovilización de N inorgánico, dependiendo de las condiciones bajo
las cuales se lleva a cabo el proceso incluyendo los materiales usados en la
elaboración del abono.
18
5 CONCLUSIONES
•
El tratamiento 10-30-10 más urea, produjo la mayor cantidad de biomasa seca
en el invernadero, y de biomasa seca y rendimiento de grano en el campo.
•
De los abonos orgánicos el tratamiento FIO, fue el más consistente en la
producción de biomasa seca en el invernadero y en el campo. Además junto al
tratamiento FPI y 10-30-10 ocuparon el segundo lugar en rendimiento de grano.
•
El tratamiento FC, fue muy consistente en su baja producción de biomasa en el
invernadero y en el campo, además produjo el menor rendimiento de grano.
•
Los abonos orgánicos FIO y FPI produjeron el mismo rendimiento que el
tratamiento 10-30-10. Por consiguiente fueron los abonos orgánicos con mejor
calidad nutricional. Esto está muy relacionado con su capacidad de mineralizar
N.
•
La relación C:N fue un factor determinante en la calidad de los abonos
orgánicos evaluados. Lo abonos con relaciones C:N de 25 ó menos produjeron
la mejor acumulación de biomasa seca y rendimiento, los abonos con relaciones
mayores, produjeron menor acumulación de materia seca y rendimiento de
grano.
•
La pruebas de invernadero pueden predecir la calidad de los abonos orgánicos
estudiados, si estos presentan una relación C:N menor de 20, ó una relación
C:N mayor de 30. Pero no son precisas para relaciones C:N intermedias como
25.
19
6 RECOMENDACIONES
•
Continuar el estudio de campo por al menos 3 años, para poder investigar el
efecto residual de los abonos orgánicos.
•
Realizar estudios de invernadero, aplicando los abonos orgánicos en diferentes
tiempos antes de la siembra, para sincronizar la mineralización de N con la
fenología de la planta.
•
Recomendarle a la finca comercial de la EARTH, reducir la relación C:N del
abono que producen. Reduciendo el uso de aserrín, e incorporando alguna
fuente de nitrógeno como el estiércol.
20
7 BIBLIOGRAFÍA CITADA
Alexander, M. 1980. Introducción a la microbiología del suelo. 2. ed. México, D F,
Calypso. 491 p.
Arias, A. 2001. Suelos tropicales. San José, CR, EUNED. 168 p.
Bolaños, RA; Watson, VC. 1993. Mapa ecológico de Costa Rica, según el Sistema de
Clasificación de Zonas de Vida del Mundo. San José, CR. Centro Científico
Tropical. Escala 1:200.000.
FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, IT).
1991. Manejo del suelo: producción y uso del compostaje en ambientes
tropicales y subtropicales. Boletín (56): 180.
MAG. 1991. Aspectos técnicos sobre cuarenta y cinco cultivos agrícolas de Costa
Rica. San José, CR. 560 p.
Paul, EA; Clark, FE. 1996. Soil Microbiology and biochemistry. United States,
Academic Press. 273 p.
Sancho, F; Mata, R; Molina, E; Salas, R. 1989. Estudio de suelos de la finca de la
Escuela de Agricultura de la Región del Trópico Húmedo. San José, CR,
Universidad EARTH. 149 p.
SAS Institute. 1999. SAS/STAT user’s guide. North Carolina, United States, 8 (2): 846
p.
Shintani, M; Leblanc H y Tabora P. 2000. Bokashi (abono orgánico). Guía para uso
práctico. Guácimo, CR, Universidad EARTH. 24 p.
21