Utilización de estiércoles

SECRETARIA DE AGRICULTURA,
GANADERIA, DESARROLLO RURAL PESCA Y
ALIMENTACION
Subsecretaría de Desarrollo Rural
Dirección General de Apoyos para el Desarrollo Rural
7
Utilización de estiércoles
L
os estiércoles se han utilizado desde hace mucho tiempo para aumentar la fertilidad
de los suelos y modificar sus características en beneficio del desarrollo de las plantas. Su
efectividad ha quedado plenamente demostrada con rendimientos más altos y de mejor
calidad.
Los estiércoles se han estado usando en la
agricultura, desde que el productor combinó su
actividad agrícola con la ganadería en el nivel de
traspatio o solar. Bajo estas condiciones, los
estiércoles no presentan problema en su
almacenamiento y manejo por los volúmenes
pequeños y la facilidad que se presenta para su
transporte hasta la parcela del agricultor.
Cuando se manejan hatos o establos grandes es
necesario seguir un procedimiento apropiado en el
almacenamiento del estiércol para evitar la pérdida
de nutrimentos principalmente de Nitrógeno (puede
lavarse fácilmente con la lluvia o volatilizarse como
amoníaco por calentamiento y evaporación del
agua). Los grandes volúmenes de estiércoles, si no
se manejan apropiadamente, por anaerobiosis
producen metano y otros gases contaminantes y de
mal olor. También proliferan organismos asociados
a la transmisión de algunas enfermedades del
hombre.
Está plenamente comprobado que la materia
orgánica es de una gran importancia para el buen
desarrollo de la plantas. Bajo ciertos manejos, los
suelos agrícolas suelen perder gradualmente su
materia orgánica, lo cual se manifiesta en cada vez
más bajos rendimientos de los cultivos; cuando a
estos suelos se les adiciona materia orgánica en
cantidades apropiadas, la respuesta de los cultivos
es extraordinaria; se observan rendimientos hasta
8-10 veces mayores. La materia
orgánica,
particularmente cuando proviene de estiércoles,
contiene importantes cantidades de todos los
elementos químicos utilizables por las plantas.
Consecuentemente, el uso de estiércoles en la
agricultura apoya el incremento de los rendimientos
en los cultivos por las siguientes razones:
• Aportan todos los elementos esenciales que
requieren los cultivos.
• Tienen un efecto residual mayor que el de los
fertilizantes químicos.
• Liberan nutrimentos en forma gradual que
favorece su disponibilidad para el desarrollo del
cultivo.
• Mejoran la estructura del suelo, porosidad,
2
Sistema de Agronegocios Agrícolas
aireación y capacidad para la retención de agua.
• Forman complejos orgánicos con los nutrimentos
manteniendo a estos
disponibles para las
plantas.
• Elevan la capacidad de intercambio catiónico del
suelo evitando que los nutrimentos se pierdan por
lixiviación.
• Liberan bióxido de carbono (CO2) durante su
descomposición que forma ácido carbónico
(H2CO3) el cual solubiliza nutrimentos de otras
fuentes.
• Abastecen el carbono orgánico que se utiliza
como fuente de energía para organismos
heterotróficos presentes en el suelo.
• Aumenta la infiltración del agua, reduciendo el
escurrimiento superficial lo que evita la erosión de
los suelos.
• Favorecen una mayor resistencia de los agregados del suelo a ser dispersados por el impacto
de las gotas de lluvia.
• Los efectos de los estiércoles permiten que el suelo
sea más productivo, conserve su fertilidad y tenga
un uso sostenido a través del tiempo.
Producción anual de estiércol
La producción anual de estiércol en México se
estima en 61 millones de toneladas por año
(Cuadro 1) considerando únicamente el
proveniente del ganado estabulado y
semiestabulado; si ésta cantidad se pudiera
capitalizar adecuadamente, a cada hectárea de
terreno agrícola le corresponderían 2 ton/año,
cantidad suficiente para mantener los suelos con
excelentes contenidos de materia orgánica,
fertilidad y capacidad productiva.
Así mismo, se presenta una estimación del volumen
de aguas negras y los sedimentos que se producen
en el territorio nacional y que son fuente de
nutrimento con las reservas de los contaminantes
que contienen estos materiales Cuadro 2.
El uso potencial de los estiércoles en diferentes
regiones se puede estimar si se conoce el número de
cabezas existentes y la cantidad de excretas que
produce un animal diariamente con un contenido
medio de humedad.
Cuadro 1. Producción anual de estiércol por especie
animal en la República Mexicana
Tipo de
Estiércol
Gallinaza
Porqueraza
Caprino
Ovino
Bovino
Equino
Total/año
2
Producción
kg/día
2
0.017
0.450
0.700
0.700
6.000
1.500
1
Producción ( miles de
toneladas/año)
1970
1998
1,700
1,203
3,300
1,651
1,800
1,531
1,000
993
36,600
50,882
4,800
4,800
49,200
61,060
Producción individual en base seca
Cuadro 2. Producción de aguas negras y sedimentos
1
en el Distrito Federal
Fuente
Unidades
3
Aguas negras m x 10
Sedimentos
6
ton/año x10
6
1970
1998
2,200
3,552
1,500
2,421
1
Fuente: Población animal, Anuario Estadístico de los Estados
Unidos Mexicanos, INEGI (1997); Cruz (1986)
Manejo
En el manejo de estiércoles desde su recolección de
los corrales y establos, y almacenamiento para su
compilación y maduración hasta su transporte y
aplicación en el campo, se necesitan operaciones
apropiadas que permitan su utilización integral
desde el punto de vista de su valor nutrimental.
El manejo de los estiércoles hasta su aplicación en el
campo (si no se incorpora al terreno directamente en
forma cruda como una opción con ciertas
desventajas en la pérdida de nitrógeno y
diseminación de plagas y patógenos) se utilizan
estercoleros de tamaños convenientes según el
volumen
del material por manejar y las
posibilidades económicas que se tengan.
Los estercoleros son construcciones que deben tener
las siguientes características:
• Una plataforma impermeable con una pendiente
de 4 a 5% a lo largo y ancho para evitar
acumulaciones de exceso de agua.
• Una canaleta a lo largo para favorecer el drenaje
del estercolero.
• Muros de protección de la plataforma, no más
altos de 80 cm de altura en los tres lados de
donde viene la pendiente.
• Plataforma sin muro en su parte baja de la
pendiente (entrada) en una tercera o cuarta parte
al extremo inferior del estercolero para facilitar la
carga y descarga del estiércol.
• Techo de plataforma para proteger el estiércol de
la lluvia y los rayos del sol que son los dos factores
más importantes que influyen en la pérdida de
nutrimentos. La altura del techo debe ser tal que
la maniobra del estiércol pueda ser manual o
mecanizada.
• El estiércol fresco se va colocando en capas para
formar pilas de 2 ó 3 m de largo según las
dimensiones del estercolero sin olvidar los
andenes en ambos lados para facilidad de su
manejo. La ubicación de las pilas se puede
empezar de la entrada hacia el fondo del
estercolero.
• Las pilas pueden ser trapezoidales con la base
mayor de 3 m y la menor de 2 m, con 2 a más de
3 m de fondo.
• Entre capa y capa se recomienda agregar
superfosfato de calcio simple (CaH2PO4 +
CaSO4) a razón de 25 kg/ton de estiércol y 50
kg/ton de arcilla (bentonita, montmorillonita o
alofano) para fijar el nitrógeno amoniacal.
• Se pueden agregar también inhibidores de ureasa
[N-butil triamida fosfórica (N3PT) o Fenil
fosforodiamidato (PPD)] para conservar el
nitrógeno como aminas (R-NH2) y un inhibidor
de nitrificación para mantener el nitrógeno como
amonio (Nh4+).
Utilización de estiércoles
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• Durante la maduración se eleva el pH del
estiércol; para abatirlo, se agrega azufre (S),
ácido fosfórico (H3PO4) al 1% o ácido sulfúrico
(H2SO4) al 1% a razón de un litro o más por m3,
según el pH .
• Las pilas deben comprimirse regularmente para
que el proceso de maduración sea normal.
•Para mantener las condiciones adecuadas de
humedad y temperatura durante la maduración,
las pilas deben humedecerse de preferencia con
las deyecciones líquidas recolectadas del establo
o el «té» o «jugo» del estiércol que escurre de las
pilas.
• La temperatura de la pila no debe elevarse más
allá de los 60 °C (50 °C recomendable), la cual se
controla agregando agua y aireando la pila por
traspaleo o inyectando aire forzado que permite
una maduración más rápida del estiércol.
• El estiércol ha logrado su madurez cuando pierde
su olor «suí géneris», tiene una relación carbononitrógeno (Relación C/N) menor de 19.5 y un
contenido de nitrógeno mayor de 1.2 %.
• Antes de llevar el estiércol maduro al campo se
debe de conservar en un lugar seco y en sombra
para interrumpir su mineralización.
Algunas veces, para facilitar la maduración del
estiércol seco o apelmazado, se debe de
desmenuzar, para lo cual se necesita un molino o
algún otro dispositivo.
Un estercolero tipo, que se puede construir y que
existe en muchas regiones del país, se muestra en la
Figura 1.
Contenido nutrimental
El contenido total de nutrimentos en los estiércoles
es muy variable y depende de la especie que lo
produce, edad del animal, su eficiencia digestiva,
tipo de alimentación que recibe y el manejo a que
ha sido sometido el estiércol desde su recolección,
maduración y almacenamiento.
El contenido medio de nutrimentos de los
estiércoles utilizados en la agricultura se muestra en
el Cuadro 3. La gallinaza y la porqueraza son los
más ricos desde el punto de vista nutrimental y de
mayor liberación de nutrimentos en el primer año
de aplicación. Los estiércoles más pobres son los de
vacuno y equino y desde luego los que aportan
menor porcentaje de nutrimentos en el primer año
de aplicación por su alta relación C/N.
Figura 1. Sistema de explotación ganadera con un estercolero
4
Sistema de Agronegocios Agrícolas
Según experiencias de campo e invernadero los
materiales orgánicos con una relación C/N menor
de 22 y un contenido de nitrógeno mayor de 1.2%
liberan el nitrógeno disponible para el cultivo
presente, de lo contrario el nitrógeno quedará
retenido en los organismos vivientes del suelo, pero
desde luego potencialmente permanece disponible
para los cultivos subsiguientes.
Cuadro 3. Contenido total de nutrimentos en algunos estiércoles en México
Determinaciones
Vacuno
Humedad (%)
36.0
pH (relación 1:2)
8.0
Materia orgánica (%)
70.0
Nitrógeno total (%)
1.5
Fósforo (%)
0.6
Potasio (%)
2.5
Calcio (%)
3.2
Magnesio (%)
0.8
Sodio (%)
1.6
Zinc (ppm)
130.6
Manganeso (ppm)
264.0
Hierro (ppm)
< 354.0
Relación C/N
26.0
Mineralización
35.0
(% 1er. año)
Gallinaza
30.0
7.4
70.0
3.7
2.2
2.7
5.7
1.0
1.1
516.0
474.0
4,902.0
11.0
90.0
Tipo de estiércol
Porcino
Equino
20.0
25.0
7.2
7.0
68.0
60.0
3.7
1.2
2.0
0.2
30.0
2.5
7.5
6.0
2.3
0.2
0.3
0.1
13.0
33.0
65.0
30.0
Caprino
18.0
7.5
55.0
2.5
0.6
2.2
8.0
0.2
0.1
18.0
32.0
Fuente: Romero (1997)
Liberación de nutrimentos
En el primer año de la aplicación de un estiércol,
solamente se libera por descomposición parte del
contenido total de nutrimentos; la diferencia queda en
forma residual para los siguientes años de cultivo.
La descomposición de los estiércoles depende de las
condiciones de temperatura y humedad en un lugar
determinado; es gradual y continuo a través del tiempo
desde el momento de su aplicación. Para fines
prácticos la liberación de un elemento durante la
descomposición del estiércol se estima por año como
unidad de tiempo.
Los estiércoles de mayor porcentaje de
descomposición y por consiguiente con mayor
liberación de nutrimentos en el primer año de
aplicación serían la gallinaza y la porqueraza (0.90
y 0.65), pero de poco efecto residual. En cambio,
los estiércoles de menor liberación de nutrimentos
en el primer año de aplicación pero de mayor efecto
residual serían el de vacuno, equino y caprino.
Esta información indica lo que se esperaría en la
práctica sobre la respuesta de los cultivos a la
aplicación de dichos estiércoles, la cantidad que
debe utilizarse para cubrir el requerimiento total o
parcial que demanda un cultivo, y el efecto residual
Las tasas de descomposición de los estiércoles (serie de en los años subsecuentes, para programar nuevas
descomposición) para un clima templado, en tanto por aplicaciones con el propósito de reponer al suelo los
uno en el primer año de aplicación y del residual en los nutrimentos extraídos por las plantas.
siguientes años, para los materiales más comúnmente
utilizados, se presentan en el Cuadro 4.
Utilización de estiércoles
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Cuadro 4. Tasa de descomposición de estiércoles comúnmente utilizados en la agricultura.
Estiércol
Vacuno
Gallinaza
Porqueraza
Equino
Caprino
Primero
0.35
0.90
0.65
0.30
0.32
Año después de su aplicación
Segundo
Tercero
0.15
0.10
0.10
0.05
0.30
0.10
0.15
0.10
0.18
0.10
Cuarto
0.05
0.05
0.05
Fuente: Pratt et al. (1973); Trinidad (datos no publicados).
Cálculo y aplicaciones
A pesar de que los estiércoles se han estado
utilizando por siglos en el abonamiento de los
cultivos, todavía hoy en día el uso de ellos es
empírico. Las dosificaciones se hacen con base a la
experiencia de los productores y de los ensayos
simples al observar respuesta favorable de los
cultivos; pero es necesario contar con
conocimientos sobre su contenido nutrimental, su
velocidad de descomposición, los requerimientos
del cultivo de un nutrimento en particular y sus
efectos residuales.
Los estiércoles se descomponen de acuerdo a una
tasa de mineralización. Una relación de
descomposición de 0.35, 0.15, 0.10 y 0.05 indica
que el estiércol al primer año se descompone en un
35 %, el residual del primer año se descompone en
un 15 % en el segundo año, el residual del segundo
se descompone en un 10 % en el tercer año y el
residual del tercer año en un 5 % en el cuarto año. En
esta misma relación se libera el nitrógeno (N),
fósforo (P), potasio (K) y otros nutrimentos que se
indican en el Cuadro 3.
Ejemplo: Se van a aplicar 40 ton/ha de estiércol de
bovino con 1.5 % de N y una serie de
descomposición de 0.35, 0.15, 0.10 y 0.05.
Calcular la cantidad de nitrógeno en kg/ha
liberados a través de los cuatro años con la
aplicación de dicho estiércol.
Para determinar la cantidad de nitrógeno liberado
en el primer año, se sigue el siguiente
procedimiento:
6
Sistema de Agronegocios Agrícolas
• Calcular la cantidad de nitrógeno que contienen
las 40 toneladas de estiércol por hectárea.
40,000 kg x 0.015 = 600 kg de N/ha
• Si el factor de descomposición es de 0.35 el
nitrógeno liberado sería:
600 kg x 0.35 = 210 kg de N se liberan en el
primer año
• Para el segundo año, se tendría un remanente
de 390 kg de N residual /ha, con una tasa de
descomposición de 0.15 y el nitrógeno liberado
seria:
390 kg x 0.15 = 58.5 kg de N
En el tercer año, el nitrógeno residual sería 331.5
kg/ha, y la tasa de descomposición seria de 0.10,
entonces el nitrógeno que se liberaría sería de:
331.5 x 0.10 = 33.5 kg de N
• Para el cuarto año, el nitrógeno residual seria
de 298 kg/ha y como la tasa de liberación es
de 0.5, entonces la cantidad de nitrógeno
liberado sería:
298.0 x 0.05 = 14.5 kg de N
En el ejemplo propuesto resulta que de los 600
kg/ha de N que contiene el estiércol, solo se utilizan
en los cuatro años 316.5 Kg/ha y el resto
permanece en forma orgánica y su descomposición
será a una tasa igual o inferior al 5 % en los años
siguientes.
Para conocer la cantidad de nitrógeno que se libera
en el suelo, con la aplicación de diferentes
cantidades de estiércol por hectárea, en el Cuadro 5
donde se presenta la cantidad de nitrógeno anual
que se adiciona al suelo con diferentes dosis de
estiércol por hectárea.
Para programar la aplicación de estiércol en un
terreno, se debe considerar si se pretende utilizar
solamente estiércol o se va a complementar con la
aplicación de fertilizantes químicos.
Si se va a aplicar estiércol, se puede utilizar el
Cuadro 5 e identificar en él la cantidad de nitrógeno
aportada y a partir de esta, decidir si se
complementa o no, con fertilizante químico de
acuerdo a la demanda del cultivo.
De acuerdo a los ensayos de campo,
las
aplicaciones de estiércoles se pueden hacer al voleo
o en banda, si éstos están sueltos y desmenuzados
con un contenido de humedad no mayor de 25%.
Los productores lo aplican en los cultivos de maíz, en
forma mateada o en banda al momento de la
siembra, permitiendo que su uso sea más eficiente
que al voleo. La forma de aplicación dependerá del
cultivo y el método de siembra.
Si se aplican 10 ton/ha de estiércol de ganado
vacuno, en el Cuadro 5, se observa que se aplicaría
52.5 kg de N/ha en el primer año, y si el cultivo
requiere 150 kg de N/ha se tendría que adicionar
97.5 kg de N/ha con fertilización química.
Para el segundo año, el estiércol aportaría
solamente 14.62 kg de N/ha y si el cultivo requiere
150 kg de N/ha, entonces tendría que aplicar la
diferencia con fertilizante químico.
Cuadro 5. Dosificación del tipo de estiércol a través del tiempo
1
Estiércol
Vacuno
Gallinaza
Porqueraza
Equino
Caprino
1
Dosis, ton/ha
2.0
5.0
10.0
40.0
2.0
5.0
10.0
40.0
2.0
5.0
10.0
40.0
2.0
5.0
10.0
40.0
2.0
5.0
10.0
40.0
Kilogramos de nitrógeno liberados
1er. Año
2do. Año
3er. Año
4to. Año
10.5
26.2
52.5
210.0
66.6
166.5
333.0
32.0
48.1
120.2
240.5
962.0
7.2
18.0
36.0
144.0
16.0
40.0
80.0
320.0
0.7
1.8
3.6
14.5
0.6
1.6
3.2
12.9
1.3
3.1
6.3
25.1
2.9
7.3
14.6
58.5
0.7
1.8
3.7
14.8
7.7
19.4
38.8
155.4
2.5
6.3
12.6
50.4
6.1
15.3
30.6
122.4
1.6
4.1
8.3
33.5
0.1
0.8
1.6
6.6
1.8
4.5
9.1
36.3
1.4
3.5
7.1
28.5
2.7
7.0
13.9
55.8
Los contenidos de nitrógeno y las tasas de descomposición fueron presentadas en los Cuadros 2 y 3
Utilización de estiércoles
7
En el Cuadro 6, se presentan las cantidades de nutrimentos disponibles que aportaría el estiércol seco de
vacuno en una dosis única de 10 ton/ha, para un periodo de 4 años considerando una serie de
descomposición de 0.35, 0.15, 0.10 y 0.05. Cabe destacar que las mismas estimaciones pueden realizarse
con otros estiércoles y dosis de aplicación.
Cuadro 6. Cantidades de nutrimentos disponibles que aportaría el estiércol seco de vacuno en una aplicación de
10 ton/ha.
Nutrimento
Nitrógeno total
Fósforo
Potasio
Calcio
Magnesio
Sodio
Micronutrimentos
Zinc
Manganeso
Hierro
Año después de su aplicación
(kg de nutrimento disponible)
primero
segundo
tercero
52.5
14.6
8.3
21.0
5.9
3.3
87.5
24.4
13.8
112.0
31.2
17.7
28.0
7.8
4.4
56.0
15.6
8.8
g de micronutrimento aportado
457
126
72
924
257
146
1225
341
193
Es importante señalar que se debe realizar un
análisis económico para definir el método de la
fertilización, ya sea solamente con estiércoles o en
combinación con los fertilizantes químicos. El
fertilizante químico puede representar un menor
costo; sin embargo, no hay que olvidar las ventajas
que aportan los estiércoles.
Bibliografía de apoyo
Cruz Medrano, S. 1986. Abonos orgánicos
Universidad Autónoma Chapingo,
Méx.
Romero
Lima, M. R . L . 1997. Abonos
orgánicos y químicos en producción
sanidad y absorción nutrimental de papa y
efecto en el suelo. Tesis de M.C. Colegio de
Postgraduados, México.
Trinidad Santos, A. 1987. El Uso de abonos
orgánicos en
la producción agrícola.
Cuadernos de Edafología 10.
Colegio de Postgraduados, México.
Sistema de Agronegocios Agrícolas
cuarto
3.7
1.5
5.9
7.9
1.9
3.9
32
66
87
Responsable de la ficha
Dr. Antonio Trinidad Santos
Especialidad de Edafología
Instituto de Recursos Naturales ( IRENAT)
Carr. México-Texcoco km. 36.5
56230 Montecillo, Edo. de México
Tel. (595) 2 02 00 Ext. 1241