Residuos sólidos agropecuarios y agro

Residuos sólidos agropecuarios y agro-industriales reutilizados como biofertilizantes
alternativos a la aplicación de urea en la producción de albahaca (Ocimum basilicum
L.) variedad Catamarca Inta (Hoja Ancha)
Agricultural and agro-industrial solid refuse reused as biofertilizers alternative to urea for
production of basil (Ocimum basilicum L.) variety Catamarca Inta (Wide Leaf)
Carmen Cabanillasab*, Alicia Ledesmaac, Daniel Stobbiaad
a: Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Nacional de Córdoba. Valparaíso s/n°.
Ciudad Universitaria. Córdoba. Argentina.
b: E-mail: [email protected]
c: E-mail: [email protected]
d: E-mail: [email protected]
*Autor para correspondencia: +54 351 4334116. E-mail: [email protected]
Palabras clave: lombricompuestos de estiércol de conejo y contenidos ruminales,
crecimiento, desarrollo, cultivo de aromáticas
Keywords: rabbit manure and ruminal contents vermicompost, growth, development,
aromatics crop.
Título abreviado: Biofertilizantes en la producción de albahaca
1
ABSTRACT
The objective of this research is to assess the effects of two sources of agricultural and
agro-industrial solid refuse (vermicompost) compared to one chemical fertilizer (urea) in
the production of basil (Ocimum basilicum L.) variety Catamarca INTA (Wide Leaf). The
treatments used were: soil, 1 soil: 1 vermicompost from bovine ruminal contents, 1 soil: 1
vermicompost from rabbit manure and application at soil of urea equivalent to 100kg.ha-1.
The production characters (height, leaf number, branch number, leaf area, and aerial,
radical and total dry and fresh weight) were significantly higher in vermicompost compared
with those under the urea and control treatments. From an agronomical point of view, plant
vigor is defined througth morphological and physiological attributes. Among the
morphological attributes, the shoot/root growth ratio is important both for weight and
length and among the physiological ones, chlorophyll higth content, inflorescence dry
weight and seed dry weight are important. These results indicate that replacing urea
applications with vermicompost improves basil production.
RESUMEN
El objetivo de esta investigación es evaluar el efecto de residuos sólidos agrícolas y agroindustriales (lombricompuesto) en comparación con un fertilizante químico (urea) en la
producción de albahaca variedad Catamarca INTA (Hoja Ancha). Los tratamientos fueron:
suelo, 1 suelo: 1 lombricompuesto a partir de contenidos ruminales bovinos, 1 suelo: 1
lombricompuesto a partir de estiércol de conejo y aplicación al suelo de urea equivalente a
100 kg.ha-1. Las variables de producción (altura, número de hojas, número de ramas, área
foliar, peso aéreo, radical y total y peso fresco y seco) fueron significativamente mayores
con lombricompuestos en comparación con los tratamientos urea y testigo. Desde un punto
2
de vista agronómico las plantas vigorosas estan definidas por atributos fisiológicos y
morfológicos. Entre los atributos morfológicos la relación de crecimiento del tallo/raíz es
importante tanto para el largo como para el peso de los mismos y entre algunos atributos
fisiológicos los más importantes son el contenido de clorofila, el peso seco de las
inflorescencias y el peso seco de las semillas. Estos resultados indican que el reemplazo de
las aplicaciones de urea por lombricompuesto aumenta la producción de albahaca.
INTRODUCCIÓN
El incremento en la actividad agropecuaria de los últimos tiempos ha llevado a la
intensificación del uso de insumos como plaguicidas y fertilizantes, que producen
contaminación de aguas superficiales y subterráneas, suelos, aire, flora, fauna y ejercen
efectos perjudiciales en la salud de la población. De acuerdo al Consejo Agropecuario del
Sur (CAS, 2008), la importación de fertilizantes en los países del MERCOSUR y sus
asociados alcanza al 70% debiendo invertir la región 12.000 millones de dólares para la
compra de los mismos.
En Argentina el fertilizante de uso masivo que se aplica en cultivos extensivos como trigo,
maíz, sorgo y en cultivos intensivos como papa, tomate, albahaca es la urea. El uso de
fertilizantes nitrogenados conlleva impactos ambientales positivos como aporte de
nutrientes a las plantas e incremento de la actividad biológica del suelo. Sin embargo, las
relaciones costo/beneficio de la fertilización nitrogenada no contemplan los perjuicios
ambientales como la eutroficación de cuerpos superficiales de agua, acidificación o
alcalinización del suelo y contaminación de acuíferos.
Por otra parte, en ámbitos agro-industriales (frigoríficos) y agropecuarios como los
criaderos de conejos, los residuos sólidos (contenidos ruminales, estiércol) y líquidos
3
(sangre, orina) con frecuencia van a parar a lagunas en anaerobiosis, terrenos baldíos,
contaminando el suelo, el aire y las napas subterráneas y produciendo focos de infección, al
atraer insectos y roedores. Por sus propiedades intrínsecas, los materiales de los residuos
desechados a menudo son reutilizados y se pueden considerar como un recurso en otros
marcos. De esta manera, frente a la problemática de contaminación que producen los
fertilizantes provenientes de síntesis química, una alternativa es la reutilización de residuos
sólidos de frigoríficos y de criaderos de conejos para ser aplicados como enmiendas
orgánicas o biofertilizantes como lombricompuestos. Se ha observado que el efecto del
lombricompuesto sobre el crecimiento de cultivos en general produce una mejor calidad de
los productos, en relación a un testigo sin abono, así como el adelanto de la fecha de
cosecha y una producción más precoz y duradera de las flores. En investigaciones
realizadas en hortícolas se observó el aumento en el contenido de Calcio y vitamina C
(Premuzic, 1998). En tomate, la germinación, el crecimiento y el rendimiento fue mayor
cuando se reemplazó una parte de un sustrato comercial por lombricompuesto (Atiyeh et al,
2000; Atiyeh et al, 2001). En pimiento cuando se reemplazó una parte del sustrato
comercial por lombricompuesto el peso de los frutos y el número de frutos fueron mayores
(Arancon et al., 2004). En plantines de lechuga el lombricompuesto aumenta el vigor de
los mismos en la mitad del tiempo que en los testigos lo que permite mayor producción y
alta calidad (Ledesma et al., 2007), en hortícolas de bulbo, las plantas que crecen en este
sustrato orgánico producen bulbos de mayor tamaño y calidad (Argüello et al., 2006).
En plantas de albahaca en contraestación las variables de crecimiento se incrementaron
significativamente cuando se utilizaron lombricompuestos en comparación con urea
(Cabanillas et al., 2006).
4
En un contexto de agricultura sustentable, el proceso de producción orgánica de albahaca
requiere de investigaciones que determinen los aportes del lombricompuesto sobre el
rendimiento de plantas de albahaca.
El objetivo de esta investigación es evaluar los efectos que producen diferentes residuos
sólidos agropecuarios y agroindustiales reutilizados (lombricompuestos) y un fertilizante
químico como la urea en la producción estacional de plantas de albahaca (Ocimum
basilicum L.) var. Catamarca Inta (Hoja Ancha).
METODOLOGIA
Se sembró albahaca a principios de octubre en invernáculo, en contenedores de 250 cc.,
colocándose tres semillas por envase. Luego de la emergencia se realizó un raleo, dejando
una plántula por envase. Los tratamientos fueron: lombricompuesto a partir de contenidos
ruminales vacunos 50% en mezcla con 50% suelo, lombricompuesto a partir de guano de
conejo 50% en mezcla con 50% suelo, urea equivalente a 100 kg.ha-1 y testigo 100% suelo.
La urea se aplicó una vez emergidas las plántulas. A los 45, 52 y 59 días a partir de la
emergencia (se hacen visibles botones florales y flores), se determinó:
– Estadios fenológicos Vegetativo, Botón Floral y Floración.
A los 63 días a partir de la emergencia (estadio de inicio de floración para los tratamientos
con lombricompuestos), se evaluaron:
– Variables de Producción: Peso Fresco Aéreo (gr.), Peso Fresco de la Raíz (gr.), Peso
Fresco Total (gr.), Peso Seco de la Raíz (gr.), Peso Seco Aéreo (gr.), Peso Seco Total
(gr.), Altura (cm.), Número de Hojas, Número de Ramas y Área Foliar (cm2).
– Variable Metabólica: Contenido de Clorofila
A fines de la primavera las plantas de albahaca se trasplantaron a envases de 1000 cc. y al
5
final del ciclo se determinó:
– Los componentes de rendimiento: Peso Seco de las inflorescencias y de las semillas.
Se realizó una evaluación física y química de los lombricompuestos puros y en mezcla con
suelo, determinando % de materia orgánica (Dicromathe Method), pH (Aqueous Extraction
1:2), conductividad eléctrica (Electrode Method), nitratos (Cadmium Reduction Method),
fosfatos (Bray P1), sulfatos (Sulfa Ver 4 Method), Ca+Mg (Calmagite Colorimetric
Method), % comercial de la muestra y evaluación esteroscópica (Sparks, 1996).
Diseño experimental y análisis estadístico.
Se llevó a cabo un diseño completamente aleatorizado, con tres repeticiones y treinta
plantas por tratamiento. Las variables se analizaron mediante un ANOVA y la comparación
de medias se realizó por LSD Fisher (p<0,05) (Grupo InfoStat, 2004).
Para los estadíos fenológicos Vegetativo, Botón Floral y Floración se hizo una descripción
de la Frecuencia según el tipo de sustrato utilizado.
RESULTADOS
A los 63 días desde la emergencia, cuando se hacen visibles botones florales y flores, es
decir que cambian las relaciones entre crecimiento y desarrollo, se realizó un muestreo para
comparar los efectos que producen los diferentes lombricompuestos en base a residuos
sólidos agropecuarios, agroindustriales y la urea sobre las plantas de albahaca.
Para la altura, el número de ramas, el peso fresco y seco aéreo, el testigo difiere
significativamente (P<0,0001) del tratamiento con urea y éste de los restantes tratamientos,
no existiendo diferencias entre lombricompuestos. Para el número de hojas, se encontró que
el testigo y el tratamiento con urea difieren significativamente (P<0,0001) del tratamiento
de lombricompuesto a partir de contenidos ruminales, y éste a su vez de aquel producido en
6
base a guano de conejo. Estas relaciones se repiten para el área foliar salvo que hay
diferencias entre testigo y aquellas con urea. Los resultados se indican en la siguiente tabla.
Tratamiento
Altura
(cm.)
Nº
Hojas
Nº
PF
Ramas aéreo
(gr)
PF
Raíz
(gr)
PF
Total
(gr)
PS
Aéreo
(gr)
PS
Raíz
(gr)
PS
Total
(gr)
Area
Foliar
(cm2)
Testigo 23,47 A 14,20 A 12,90 A
8,64 A
11,23 A
19,88 A
1,42 A
1,94 A
3,96 A
175,13A
31,51 B 14,40 A
13,53 B
11,60 A
27,03 B
2,05 B
2,06 A
4,12 A
281,10B
Lombri. 36,49 C 15,20 B 14,75 C 18,80 C 13,50 A 30,4 BC 2,78 C
Rumen
2,53 A
4,72 AB 393,31C
Lombri. 37,72 C 15,95 C 14,85 C 21,05 C 13,88 A 34,94 C 2,85 C
Conejo
2,66 A
5,51 B
Urea
LSD
13,65 B
2,36161 0,61077
0,63585
2,61778 3,49259
4,77653 0,34723 0,79685
473,63D
0,97158 65,5123
Letras distintas indican diferencias significativas(p<= 0,05)
Tabla 1: Valores promedios para las Variables de Crecimiento bajo tratamiento de
lombricompuestos (guano de conejo, contenidos ruminales), de urea y testigo.
El contenido de clorofila muestra que urea y testigo difieren significativamente del
lombricompuesto ruminal el que, a su vez, difiere del tratamiento lombricompuesto guano
conejo (P<0,0001) (Figura 1)
c
1,408
Clorofila(ug/ml)
1,284
b
1,160
a
1,036
a
0,911
Tratamientos
L.cont.rum.
Testigo
L.est.conejo
Urea
Letras distintas indican diferencias significativas(p<= 0,05)
Figura 1: Contenido de Clorofila de acuerdo a los diferentes sustratos.
7
La frecuencia relativa de los estadios Vegetativo, Botón Floral y Floración se puede
observar a los 45, 52 y 59 días desde la emergencia (Fig. 2). A los 45 y 52 días la mayor
parte de las plantas tratadas con lombricompuestos se encuentran en Botón Floral, un
menor porcentaje en estadio vegetativo; a los 59 días la mayor parte está en Botón Floral,
seguido por Floración y por último en estadio vegetativo. En los tratamientos con urea y
testigo la mayor parte de las plantas se encuentran en estadio vegetativo, una menor
proporción están en Botón Floral y un bajo número en Floración, como puede observarse
en la figura siguiente:
1,00
0,80
FR
0,60
0,40
0,20
0,00
VEG.:29/11
B.F. 29/11
VEG.:06/12
BF:06/12
F:06/12
VEG.:13/12
BF:13/12
F:13/12
Estadio fenológico y Fecha
lomb.est.conejo
lomb.rumen
testigo
urea
Figura 2: Frecuencia de Estadios Fenológicos a los 45, 52 y 59 días desde la emergencia de
acuerdo a los tratamientos
La figura 3 resume las relaciones entre las fechas y los distintos estadios fenológicos en la
estación estival para los diferentes tratamientos. El Eje 1 muestra una separación entre las
plantas testigo y aquellas con lombricompuesto de contenidos ruminales para la fecha 29/11.
Mientras en el testigo hay una alta proporción de plantas en estadio vegetativo, en el
lombricompuesto dicha proporción es baja. En el Eje 2 la separación está dada por las
8
fechas de diciembre (6 y 13) y por los estadios Botón Floral y Floración de las plantas con
tratamiento de lombricompuestos.
2,30
F
1,51
Eje 2
13-12
0,72
testigo
vegetativo
urea
-0,07
lomb.est.con.
29-11
lomb. rumen
6-12
BF
-0,86
-2,04
-1,25
-0,45
0,35
1,14
Eje 1
Figura 3: Biplot: Relaciones entre fechas y estadíos fenológicos para los distintos
tratamientos.
a)
b)
1,848
7,57
PS semillas (gr.)
PS inflorescencias (gr.)
c
2,286
c
8,76
b
6,39
5,20
b
1,410
0,973
a
a
a
a
0,535
4,02
urea
Tratamientos
l. cont. rumin.
testigo
l. cont. rumin. l. est. conejo
testigo
Tratamiento
l. est. conejo
urea
Letras distintas indican diferencias significativas(p<= 0,05)
Figura 4: a) Peso Seco de las inflorescencias (gr.) b) Peso Seco de semillas (gr.)
Como se observa en la figura 4, el peso seco de las inflorescencias y de las semillas
(valores promedios) de las plantas tratadas con urea y testigo se diferencian
significativamente ((P<0,0001) del lombricompuesto de contenidos ruminales, el cual
difiere del lombricompuesto de estiércol de conejo.
9
La evaluación física y química de los sustratos se observa en la Tabla 2. Los
lombricompuestos en mezcla con suelo, duplican la concentración de materia orgánica
comparados con el suelo testigo y el contenido de nitratos es mayor. La comparación de los
mismos muestra que el lombricompuesto de estiércol de conejo presenta contenidos
apreciablemente mayores de nitratos, fosfatos, sulfatos y Ca + Mg.
La determinación del porcentaje comercial de la muestra indica que el lombricompuesto de
estiércol de conejo es más puro y la evaluación esteroscópica indica que tiene un menor
porcentaje de arena y de viruta.
Indicadores de Lombricom.
Lombricom.
calidad
estiércol de
conejo puro
%
Materia
Orgánica
pH en agua
1:1,25
Conductividad
Eléctrica(dS/m)
Nitratos (ppm.)
Testigo
Lombricom.
Lombricom.
contenidos
estiércol de
contenidos
ruminales
conejo y suelo ruminales y
puro
1:1
suelo 1:1
4.4
5.8
1.9
3.8
3.9
5.5
5.0
6.1
6.0
5.9
3.2
3.3
1.6
2.1
2.2
461
421
74
191
131
Nitrógeno de
104
Nitratros (ppm)
Fosfatos (ppm.) 617.9
95
16.7
43
28.8
367.4
693.1
701.4
417.5
Fósforo (ppm)
116.9
225.4
223.8
133.6
Sulfatos (ppm.) 180
160
250
230
212.5
Azufre (ppm)
60
53
83.3
76.7
70.8
Ca +Mg
(me/100 g.)
%Comercial
de la muestra
%Evaluación
Esteroscópica
9.2
5.8
6.8
7.3
4.8
87 (puro)
79 (puro)
Arena 7
Viruta 4
Arena 11
Viruta 7
200.4
Tabla 2: Evaluación física y química de los lombricompuestos puros, en mezcla con suelo
(1:1) y testigo.
10
DISCUSIÓN
En líneas generales, en los tratamientos con lombricompuestos se observaron mejores
resultados productivos que en los tratamientos con urea y testigo, no existiendo diferencias
entre los lombricompuestos para la mayoría de las variables de crecimiento.
El mayor crecimiento de la parte aérea y radical cuando se utilizan lombricompuestos
coincide con lo observado en plantines de hortalizas de hojas y repollos (Ullé et al., 2000),
de tomate (Atiyeh et al., 2000; Atiyeh et al., 2001), de lechuga cuando se utilizó compost
(Bevacqua et al., 1993) y de repollo y lechuga cultivados en mezcla de compost y
vermiculita (Raviv et al., 1998). El incremento en el área foliar promovido por
lombricompuestos, es similar a lo informado por Ledesma et al. (2007) en lechuga y por
Argüello et al. (2006) en ajo.
Los resultados obtenidos en albahaca son semejantes a lo observado por Radovich (2000)
en la misma especie pero trabajando con compost, quien señala rendimientos
significativamente más altos con alta dosis (90 tn/ha) que con baja dosis (23 tn/ha).
El peso fresco de plantas de albahaca obtenidas con lombricompuesto de estiércol de
conejo fue mayor (diferencia de 5 gr.) que las de contenidos ruminales, lo que se refleja
también en el peso seco. Estos resultados son superiores a lo informado por Azizi et al.
(2005) quienes lograron con un nivel de 20% de lombricompuesto valores menores para el
peso fresco y para el peso seco (diferencias de 10 gr. y 1 gr. respectivamente). Zheljazkov
& Warman (2003), trabajando con compost, también observaron incrementos en el
rendimiento de la materia seca en albahaca.
El contenido de clorofila es significativamente mayor en las plantas con lombricompuesto
de estiércol de conejo que en las de los restantes tratamientos, posiblemente por los
mayores contenidos de Nitratos del lombricompuesto.
11
Con respecto a la fenología del cultivo se observó un adelantamiento de los estadíos Botón
Floral y Floración cuando se utilizaron lombricompuestos, similar a lo observado por
Premuzic et al. (1998) en hortalizas y por Zheljaskov & Warman (2003) en albahaca. Estos
últimos autores observaron un alto número de flores y yemas utilizando Cu-compost con
niveles de 20 a 40 % (V/V). Es importante determinar estos estadíos en Ocimum basilicum
L., ya sea para tener en cuenta cuando se va a realizar la venta de plantines o plantas, en ese
caso la cosecha se realizará previo a la aparición del estadio Botón Floral, o cuando se va a
extraer aceites esenciales, para lo cual se tendrá en cuenta el estadio Floración.
En cuanto a la producción de semillas, los resultados indican que el tratamiento con
lombricompuesto de estiércol de conejo se diferencia significativamente de los restantes
tratamientos, similar a lo observado por Azizi et al. (2005) quienes indican que la mayor
producción fue obtenida con 25% de lombricompuesto.
El mayor crecimiento de plantas de albahaca, cuando se utilizan lombricompuestos, se
explicaría por los atributos beneficiosos de estos sustratos, por la mayor concentración de
materia orgánica, nutrientes, fitohormonas (Bityuski et al., 1998), además de otras
propiedades determinadas por la presencia de la microflora bacteriana, hongos y
actinomicetos.
El contenido de materia orgánica en los lombricompuestos en mezcla con tierra duplica al
del suelo testigo, de manera similar a cuando se realizan mezclas con compost (Radovich,
2000). La importancia de la materia orgánica radica en que regula el tamaño y actividad de
las poblaciones microbianas ya que es fuente de carbono y nutrientes y mantiene la
aireación y humedad (Mazzarino et al., 2007).
En este trabajo se coincide con Tognetti et al., (2007) quienes expresan que la materia
orgánica, Nitrógeno Total y la concentración de nutrientes se incrementaron
12
significativamente con lombricompuestos, lo que optimiza la Economía del Carbono y de
los Nutrientes en las plantas.
Estos resultados podrían explicarse por la mayor concentración de nitratos, fosfatos,
sulfatos y Ca+Mg en la mezcla de aquel sustrato. El mayor contenido de nitratos y sulfatos
en el lombricompuesto de estiércol de conejo se relaciona con el mayor porcentaje de
lombricompuesto puro (87%) respecto al lombricompuesto de contenidos ruminales (79%),
mientras que el mayor nivel de fosfatos y Ca+ Mg es atribuible a una mayor calidad del
lombricompuesto proveniente de estiércol de conejo.
CONCLUSIONES
El uso de biofertilizantes en el cultivo de albahaca permite aumentar el rendimiento en las
diferentes etapas fenológicas. En el estadío de crecimiento, se pueden obtener plantines y
plantas de mayor vigor, lo que produce un cambio importante en la producción comercial
de albahaca fresca.
Este aumento de vigor prepara a la planta para las etapas de desarrollo, llegando al adelanto
de la inducción e inicio de floración, que se traduce en un aumento significativo de los
componentes del rendimiento como el peso de las inflorescencias y de las semillas.
El ciclo de las plantas es más corto en tiempo a floración, pero con una biomasa vegetal, lo
que se traduce en mayores posibilidades de hojas e inflorescencias, para la extracción de
aceites esenciales. En este contexto el proceso de producción orgánica de albahaca en
lombricompuesto, aumenta la producción de hojas, inflorescencias y semillas, por la
mayor posibilidad de incorporación de elementos minerales, precursores de vitaminas y
hormonas vegetales, mejor provisión de agua, integrando y mejorando las economías del
agua, del carbono y los minerales, fundamentales para una mayor producción sustentable.
13
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AGRADECIMIENTOS
A Dra. Olga Del Longoa, Ing. Agr. Margot Tabladaa, Ing. Agr. Candida Elisa de Castrob,
Ing. Agr. Ernesta Fabioa
a: Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Nacional de Córdoba.
b: Núcleo de Ciências Agrárias. Universidade Federal de Minas Gerais. Av. Universitária,
1000. Bairro Universitário. Montes Claros. Minas Gerais. Brasil.
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