Mejoramiento de la capacidad productiva del suelo mediante

Scientific registration nº : 1879
Symposium nº : 14
Presentation : poster
Mejoramiento de la capacidad productiva del suelo
mediante acondicionamiento con abonos orgánicos.
Amélioration de la productivité des sols par l’emploi
des amendements organiques
Improvement of the productive capacity of soils using
organic manures.
VARNERO Ma. Teresa, BENAVIDES Carlos, URIBE Juan Manuel.
Universidad de Chile, Fac. Cs. Agrarias y Forestales. Casilla 1004 - Santiago, Chile.
INTRODUCCION
La productividad sostenida sobre la base del manejo de la fertilidad natural del suelo,
propio de una agricultura autosustentable, permite atenuar la dependencia de los fertilizantes
químicos, disminuyendo el impacto de la explotación sobre el ecosistema. Las prácticas de
manejo que se realicen para alcanzar este objetivo, sobretodo en predios campesinos con
limitados recursos de capital, deben considerar la importancia que tiene el nivel de materia
orgánica en la fertilidad natural del suelo, así como los cambios que se producen en ella con
las prácticas realizadas. La mantención de la materia orgánica del suelo cultivado en un nivel
definido, es uno de los problemas de la agricultura y especialmente, en suelos sometidos a
sistemas de cultivo intensivo, donde se emplea quema de rastrojos o no hay incorporación de
los residuos de cosecha, además de una sobreutilización del suelo. Aunque las grandes dosis de
fertilizantes minerales y el uso de métodos convencionales aumentan los rendimientos, a la vez,
se intensifica la actividad microbiológica, acelerando los procesos de degradación de la materia
orgánica del suelo.
La incorporación de residuos orgánicos agropecuarios al suelo para mejorar la
fertilidad natural y por lo tanto, la productividad, depende de las exigencias nutricionales que
presente el cultivo, del grado de estabilización de los desechos aplicados y del valor fertilizante
que tengan los residuos, especialmente su contenido de nitrógeno. El uso de estos abonos
presupone un incremento de la capacidad de suministro de nitrógeno dell suelo fertilizado, en
una proporción variable pero relacionada a la cantidad de N orgánico incorporada. Este último
será liberado, vía mineralización, a una tasa y oportunidad determinadas fundamentalmente por
la capacidad de mineralización del sistema, dosis aplicada y por la naturaleza y composición del
material incorporado.
1
En general, se estima que materiales con relación carbono/nitrógeno (C/N) inferior a
20, poseen características intrínsicas para inducir mineralización con escasa o nula
inmovilización del N. Sin embargo, se ha podido establecer que dependiendo del tipo de
bioproceso utilizado en el pretratamiento de residuos, la relación C/N no permite predecir con
seguridad la magnitud de la mineralización que tendrá lugar y que, en general, la cantidad de N
mineralizado a partir de la fuente, decrece al aumentar la intensidad de los pretratamientos
utilizados. Entre los bioprocesos usados para estabilizar los desechos orgánicos y lograr un
mejor aprovechamiento de su potencial energético, están las digestiones de tipo aeróbicas
(compostaje) o anaeróbicas (bioabono) ; en ambos casos se obtiene un producto de valor
agregado que se puede incorporar al suelo (Varnero y Arellano). Los residuos bioprocesados
actúan como acondicionadores del suelo y en este sentido los hace interesantes en un plan de
manejo de la productividad a mediano y largo plazo. El mayor impacto del reciclaje de
materias orgánicas en combinación con rotaciones campesinas, caracterizadas por pequeñas
superficies, limitado capital de operación y niveles de productividad baja a moderada.
La información que existe en el país sobre evaluación y dosificación de residuos
orgánicos estabilizados es escasa. Generalmente se define la calidad de estos acondicionadores
por su contenido de nitrógeno, fósforo y potasio totales y la dosificación de estos residuos es
uno de los problemas en el diseño de sistemas agrícolas sustentables. Los objetivos de este
trabajo fueron : a) Comparar el efecto de fuentes orgánicas y químicas de nitrógeno exógeno
sobre variables de productividad de dos cultivos indicadores. b) Deducir criterios sobre
oportunidad de aplicación de dos abonos orgánicos, a partir de los efectos de materia seca
total, materia seca de granos y rendimiento proteico.
MATERIALES Y METODOS.
Se planificaron ensayos de respuesta a nitrógeno en una rotación “leguminosa-cerealleguminosa. Se realizaron en la Región Metropolitana (33°30’ LS ; 70°35’ LO) en un suelo
perteneciente a la Serie Maipo (Cuadro 1). El esquema experimental y la evaluación de los
resultados consideró esencialmente cuatro sistemas agrícolas básicos: A) Dosis bajas de
abonos orgánicos ; B) Dosis altas de abonos orgánicos ; C) Uso combinado de fertilizantes
químicos y orgánicos ; D) Abonos orgánicos y leguminosas en rotación con cultivos no
fijadores.
En años consecutivos, en cada componente básico de la rotación se trabajó con 12
tratamientos de fertilización y 4 repeticiones. El maíz fue establecido al primer año post
pradera (trébol rosado) en parcelas de 5 * 3,2 m, 4 hileras a una densidad de 52.500
plantas/ha. Fue seguido por leguminosa (haba), con siembras en hileras distanciadas a 70 cm y
a 20 cm sobre la hilera, lo que equivale a 62.500 plantas/ha. Los tratamientos de fertilización
orgánica en dosis de 10 y 30 t/ha (compost y bioabono, Cuadro 2); de fertilización química
(urea, superfosfato triple) y fertilización biológica (inoculación con Rhizobium leguminosarum
) fueron aplicados a los componentes de la rotación al establecimiento de los cultivos. En el
sistema de uso combinado de fertilizantes, se aplicaron los dos tipos de abonos orgánicos a la
dosis de 10 t/ha con dos niveles de N-urea (90 y 180 kg N/ha más 90 kg P2O5/ha) para el
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caso del componente cereal. En el componente leguminosa, la dosis de los abonos orgánicos
se combinó con una dosis “stater” de 25 kg N/ha.
CUADRO 1.- Análisis de fertilidad del suelo serie Maipo.
N mg/kg
5,3
P mg/kg K mg/kg pH en H2O pH en KCl M.O. g/kg C.E. dS/m
14,09
207
7,8
7,3
24,5
1,9
CUADRO 2.- Análisis químico de los abonos orgánicos.
Parámetro
Compost Bioabono Parámetro
Compost Bioabono
57,1
70,7
7,1
16,7
Sólidos Totales %
N total g/kg
23,7
48,8
2,9
5,8
SólidosVolátiles %
P total g/kg
42,9
29,3
1,4
1,2
Humedad %
K total g/kg
16,2
12,2
232,8
451,2
C.E. dS/m
M.O. g/kg
7,6
6,9
135,0
261,7
pH en KCl 1N
C.O. g/kg
7,7
7,0
19,1
15,7
pH en H2O
C/N
RESULTADOS Y DISCUSION.
En relación al comportamiento productivo global del cultivo (componente cereal), se
aprecia respuesta en todo el rango de aplicación de N-urea (dosis de 0-90 -180 kg N/ha, con
90 kg P2O5/ha). Esto permite garantizar la ausencia de procesos de acumulación de N, de
forma que la extracción de N es proporcional a la acumulación de materia seca. Los valores de
materia seca total fluctúan entre 9.882 kg/ha en el tratamiento testigo y 14.772 kg/ha en el
tratamiento químico de 180 kg N-urea /ha.
Los resultados de los ensayos de campo (González, 1991 ; García, 1994) indican que la
dosis umbral para obtener una respuesta productiva está en torno a las 30 t/ha de residuos
estabilizados, sean aportes de bioabono (16,7 g N/kg ; C/N = 15,7) o de compost (7 ,1 g
N/kg ; C/N = 19,1). En efecto, cuando la dosis de abonos orgánicos es de 10 t/ha, no se
superan los rendimientos obtenidos en los tratamientos testigos (sin fertilizante). Posiblemente
debido a que se establece un período de transición no determinado, en el cual se produce un
incremento progresivo de las propiedades físicas del suelo. Sin embargo, cuando la
incorporación de abonos orgánicos es de 30 t/ha, en el componente cereal se encuentran
rendimientos relativos de grano y de proteína en un 80% de los obtenidos en los tratamientos
con urea en dosis comercial (Figura 1a). Se estima que con estos niveles de abonos orgánicos,
se acortaría el período necesario para obtener la expresión del acondicionamiento; de manera
que, en una primera aproximación la dosis de 30 t/ha para abonos y bajo las condiciones del
ensayo de este cereal, tendría un efecto de sustitución equivalente a 200 kg/ha de urea, más
196 kg/ha de superfosfato triple en producción de grano y de proteína.
3
En el caso del componente leguminosa, se determinó que la incorporación de abonos
orgánicos fomenta significativamente la nodulación, en especial el compost en dosis de 30 t/ha,
que supera en un 116% al testigo sin fertilizar en costraste con la dosis de 180 kg/ha de
fertilizante químico (urea), que la disminuye en un 64%. Los mejores rendimientos de materia
seca total, de grano y la mayor cantidad de proteínas se obtuvieron con los tratamientos
químicos en dosis de 180 kg/ha de urea y con los abonos orgánicos en dosis de 30 t/ha (Figura
1b).
La dosis orgánica umbral estimada para satisfacer las demandas nutricionales del
cultivo, permitiría el diseño de un sistema de manejo agrícola basado en aportes por fijación
biológica de nitrógeno y reciclaje orgánico (sistema D), lo que representa una alternativa de
mejoramiento de la capacidad productiva de los suelos, compatible con una agricultura de
bajos insumos. Las comparaciones de los tipos de abonos orgánicos (compost - bioabono),
basado en algunos aspectos de productividad de los componentes de la rotación leguminosa cereal - leguminosa indicarían ventajas para el compost cuando se trata de leguminosa (haba) y
para el bioabono en el componente cereal (maíz). Estas ventajas comparativas se pueden
explicar por una diferencia en : i) niveles de nitrógeno disponible (bioabono) ; ii) velocidad de
mineralización (bioabono) y iii) efectos sobre aspectos físicos del suelo (compost).
En las combinaciones de abonos orgánicos con urea (sistema C), la dosis del
fertilizante químico es determinante en la dinámica de mineralización - inmovilización del
nitrógeno presente en los residuos orgánicos. Aparentemente la menor dosis de urea (90 kg/ha)
induce en una primera fase, una inmovilización de nitrógeno aplicado hasta alcanzar un nuevo
equilibrio. La menor disponibilidad de nitrógeno en una etapa inicial de desarrollo del cultivo,
condiciona una menor producción de éste. Sin embargo, se aprecia una reversión del proceso
de inmovilización, lo cual se traduce en la obtención de un mayor rendimiento de proteína por
hectárea, independiente del tipo de cultivo (figura 2a-b). La incorporación de N-urea en dosis
crecientes, reduce la inmovilización aparente hasta anularla, creándose condiciones de
mineralización.
En este contexto, la definición de la dosis mínima de fertilizante químico,
que complemente positivamente los aportes de nutrientes suministrados por los residuos
bioprocesados, resulta de interés por el margen de reducción de costos energéticos que
implica para sistemas agrícolas convecionales en el mediano y largo plazo.
CONCLUSIONES.
1.- En una primera aplicación de abonos orgánicos, la dosis de 10 t/ha no permite obtener
rendimientos satisfactorios. En cambio, con la dosis de 30 t/ha se alcanzan niveles de
producción del orden del 80% de lo obtenible con fertilización química dosis comercial.
2.- Las combinaciones de abonos orgánicos con fertilizante químico en dosis bajas, aplicados
al establecimiento del cultivo, deprimen la producción de materia seca total y de grano. Sin
embargo, maximiman el rendimiento proteico debido a una liberación tardía del N
mineralizado.
4
3.- Aplicaciones de dosis altas de abonos orgánicos a la leguminosa, inhiben la fijación
simbiótica, pero los rendimientos de materia seca total, de grano y de proteína son altos.
REFERENCIAS.
GARCIA , J. 1994. Utilización de residuos orgánicos en agricultura de alternativa :
Determinación de las necesidades de nitrógeno exógeno en maíz Tesis de Ing. Agrónomo.
Santiago, Chile. Universidad de Chile. Fac. Cs. Agrarias y Forestales, 69p.
GONZALEZ, C. 1991. Utilización de residuos orgánicos en agricultura de alternativa :
Determinación de las necesidades de nitrógeno exógeno en haba y su efecto en la nodulación.
Tesis de Ing. Agrónomo. Santiago, Chile. Universidad de Chile. Fac. Cs. Agrarias y Forestales,
75p.
VARNERO, M.T. y J. ARELLANO. 1990. Aprovechamiento racional de desechos orgánicos.
Ministerio de Agricultura - Universidad de Chile, Santiago, Chile. Informe Técnico. 98p.
Palabras clave : Acondicionamiento del suelo, fertilizantes orgánicos
Mots clés Fertilité, productivité, amendements organiques
Key words : Soil improvement, organic manures
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FERT. QCA
PROTEINA
GRANO
BIOMASA
BIOAB 30t
BIOAB 10t
COMP 30t
COMP 10t
0
20
40
60
80
100
%
a) Componente Cereal
FERT QCA
PROTEINA
GRANO
BIOMASA
B 30 t + In
B 10 t + In
C 30 t + In
C 10 t + In
0
20
40
60
%
80
100
In : Inoculación con Rhizobium
b) Componente Leguminosa .
Figura 1.
Rendimiento de biomasa total, de grano y de proteina (kg/ha), en valor relativo (%)
alcanzado con abonos orgánicos (Compost o Bioabono), de lo obtenible mediante
fertilización química a las dosis comerciales (180 kg N-urea/ha + 90 kgP 2O5/ha).
6
FERT QCA
PROTEINA
GRANO
BIOMASA
B 10t + F2
B 10t + F1
C 10t + F2
C 10t + F1
0
50
100
150
F1 : 90 kg N-urea/ha
F2 : 180 kg N-urea/ha
%
a) Componente Cereal
FERT QCA
PROTEINA
GRANO
BIOMASA
B10t+St+In
B10t +St
C10t+St+In
C10t+St.
0
20
40
60
%
80
100
120
St : Stater (Nkg/ha)
In : Inoculación con Rhizobium
b) Componente Leguminosa
Figura 2.
Rendimiento de biomasa total, de grano y de proteina (kg/ha) en valor relativo (%)
alcanzado con la combinación de abonos orgánicos y N-urea + Superfosfato, de lo
obtenible mediante fertilización química a dosis comerciales (180 kg N-urea/ha +
90 kg P2O5 /ha)
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